F-、Al3+、CaF2絡合平衡在廢液制冰晶石中的應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文通過對冰晶石技術以及CaF2除氟技術的探討,系統(tǒng)的研究了F-、Al3+、CaF2體系的絡合平衡,并將兩項技術綜合運用到硅酸鹽低溫分解制冰晶石的工藝中,解決了反應中生成的氫氧化鋁產(chǎn)值不高,廢液中氟含量超標等問題,進一步完善了該工藝。主要內(nèi)容如下:
  首先,通過對F-Al-Ca絡合體系的理論計算和實驗,得出:引入NH4+,減少K+與F-的作用,同時使F-與Al3+結(jié)合形成沉淀分離出來。廢液中未反應的氟通過加入適量的鈣來進一步降低

2、其含量;在酸性冰晶石溶液體系中,當pH≤5時幾乎沒有羥合鋁離子存在,當pH=6.0時,氟合鋁離子占60%以上,羥合鋁離子占35%以上,當pH≥8.0時,就幾乎都是羥合鋁離子;在CaF2—Ca(OH)2體系中,溶液中氟的總濃度取決于剩余[Ca2+]和溶液的pH;在CaF2—Ca(OH)2—氟硅酸體系中,氟硅酸溶液中加入Ca(OH)2時,只要保證溶液的pH<8.7,[SiF62-]可以忽略不計;氟硅酸—氟鋁酸體系中,當溶液的pH>3.03時

3、,AlF63-成為F的主要存在形式;在綜合體系中,溶液中的[SiF62-]、[AlF63-]受溶液中[Ca2+]和溶液的pH的影響,并且[SiF62-]受pH影響較大;通過對比研究各種離子在不同pH條件下的性質(zhì),得出用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH,控制條件,將溶液中的雜質(zhì)離子逐步去除。
  其次,在實際除氟反應過程中,最終氟離子不會因為鈣離子的過量加入而逐漸減少。當F-與Ca2+進行等當量反應時,[F-]越低,反應速率越慢。用石灰處理含氟廢

4、水,其反應速率要比用CaCl2處理慢得多;同樣的Ca/F摩爾比下,初始[F-]越高,反應后[F-]下降的幅度也越大。而當Ca/F摩爾比大于或等于4時,再增加Ca/F摩爾比以降低[F-]就沒有必要了;在純水中,電解質(zhì)的存在會阻礙已溶解的Ca2+與F-結(jié)合成CaF2,平衡將移動,使 CaF2(S)進一步溶解;pH對CaF2溶解度的影響隨著CaF2的量增加而迅速加大;加入Ca2+去氟過程中,多余的Ca2+會和溶液中的SO42-反應,生成CaS

5、O4沉淀,影響鉀肥中SO42-含量,從而影響到生成的KNH4SO4的質(zhì)量,試驗中應避免過多Ca2+的加入,提高鉀肥品質(zhì)。
  最后,生產(chǎn)冰晶石的最佳工藝條件是:反應溫度25℃,氨水和鋁的配料摩爾比3∶1,反應時間30min,加水量與廢液比1.5∶1,反應溶液的pH控制在5~6;去除廢液中氟的最佳工藝條件是:投加石灰粉,控制反應終點 pH≈13,反應時間在60min左右;攪拌強度200r·min-1;(1+1)H2SO4反調(diào)pH≈6

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