无水氟化钪湿法制备新工艺
氟硅酸钠生产工艺
氟硅酸钠生产工艺
氟硅酸钠是一种重要的无机化工原料，用于制备氟化物、硅酸盐和玻璃等产品。
下面是氟硅酸钠的生产工艺：
1. 原料准备：将硅酸钠和氢氟酸进行预处理。
硅酸钠经过脱水处理得到无水硅酸钠，氢氟酸则是通过冷冻晶体分离、脱水和干燥处理得到。
2. 配料混合：将无水硅酸钠和氢氟酸按照一定比例混合均匀。
通常情况下，用于制备氟硅酸钠的硅酸钠与氢氟酸的摩尔比为1:3。
3. 反应过程：将混合均匀的配料倒入反应釜中，加热，控制温度在60-80℃。
反应过程中产生的氟硅酸钠会逐渐析出，并进行晶体生长。
4. 晶体筛选：反应完毕后，将产生的氟硅酸钠晶体进行筛选，去除杂质。
5. 湿法处理：将筛选后的氟硅酸钠晶体进行湿法处理，加入适量的水溶解。
溶解过程中需要控制温度和搅拌速度，以保证氟硅酸钠充分溶解。
6. 过滤和干燥：将溶解后的氟硅酸钠溶液进行过滤，除去残渣和杂质。
过滤后的溶液进行干燥处理，通常采用喷雾干燥法或真空干燥法。
7. 成品包装：将干燥后的氟硅酸钠粉末进行包装，通常采用塑料袋或桶装。
氟硅酸钠生产工艺主要有湿法法和干法法两种，以上是湿法法的生产工艺流程。
在实际生产中，还需要根据具体的工艺要求和设备条件进行调整和优化。
湿法生产电解用氟化稀土生产工艺
湿法生产电解用氟化稀土生产工艺一、引言湿法生产电解用氟化稀土是一种重要的工艺过程，用于制备高纯度的氟化稀土材料，广泛应用于电池、光电子、催化剂等领域。
本文将从湿法生产电解用氟化稀土的工艺原理、工艺流程以及工艺优化等方面进行探讨。
二、工艺原理湿法生产电解用氟化稀土的工艺原理主要包括溶液制备、晶体生长和产品分离三个步骤。
2.1 溶液制备溶液制备是湿法生产电解用氟化稀土的第一步，其目的是将氟化稀土原料溶解在适当的溶剂中，形成稳定的溶液。
溶液制备的关键是选择合适的溶剂和控制溶液的浓度。
常用的溶剂包括水、酒精和醚类溶剂。
在溶液的制备过程中，需要考虑原料的溶解度、反应速率以及产物的纯度等因素。
2.2 晶体生长晶体生长是湿法生产电解用氟化稀土的核心步骤，通过控制溶液的温度、浓度和pH值等参数，使得氟化稀土溶液中的稀土离子逐渐结晶形成晶体。
在晶体生长过程中，需要注意控制晶体的尺寸和形状，以及避免杂质的混入。
常用的晶体生长方法包括溶液冷却法、溶液蒸发法和溶液凝胶法等。
2.3 产品分离产品分离是湿法生产电解用氟化稀土的最后一步，通过过滤、洗涤和干燥等操作，将晶体从溶液中分离出来，并得到高纯度的氟化稀土产品。
在产品分离过程中，需要注意控制操作条件，避免产物的损失和杂质的混入。
常用的分离方法包括离心分离、过滤分离和结晶分离等。
三、工艺流程湿法生产电解用氟化稀土的工艺流程主要包括溶液制备、晶体生长和产品分离三个步骤。
3.1 溶液制备溶液制备的具体步骤如下：1.将氟化稀土原料加入适量的溶剂中。
2.在适当的温度下搅拌，使得氟化稀土原料充分溶解。
3.控制溶液的浓度，使得溶液达到稳定状态。
3.2 晶体生长晶体生长的具体步骤如下：1.将溶液转移到晶体生长器中。
2.控制晶体生长器的温度、浓度和pH值等参数。
3.慢慢降低温度，使得溶液中的稀土离子逐渐结晶。
4.控制晶体的尺寸和形状，避免杂质的混入。
3.3 产品分离产品分离的具体步骤如下：1.将晶体和溶液分离，可以通过离心分离或过滤分离等方法实现。
无水氟化氢工艺操作规程
反应岗位工艺操作规程一、岗位任务及管辖范围1、岗位任务：本岗位的主要任务是将来自原料酸罐区的98%硫酸送到吸收塔后进入洗涤塔，将发烟酸输送到混酸槽，与从硫酸洗涤塔回流来的混酸酸进行混合后进入反应转炉与氟石粉进行反应．2、管辖范围：操作室内的DCS原料计量页面、反应粗制页面，硫酸、发烟酸计量，反应转炉，外混器，失重秤，运粉搅龙，洗涤塔等设备及其连接的管道，均由巡检配合反应岗位实行维护保养及正常操作。
二、生产原理及工艺流程1、产品及物料的物化性质萤石粉萤石又称氟石，是一种天然的化石，萤石粉。
化学成分： CaF2 。
比重3.18。
晶体结构：晶胞为面心立方结构，每个晶胞含有4个钙离子和8个氟离子。
常见颜色：绿、蓝、棕、黄、粉、紫、无色等。
AHF生产用氟化钙的质量标准：水分（烘干后）≤200ppm100目透过率≥80%氟化钙≥97%二氧化硅≤1.5%碳酸钙≤0.5%98%浓硫酸98%浓硫酸是一种无色无味油状液体。
其中浓硫酸H2SO4的质量分数为98.3%，其密度为1.84g·cm-3，其物质的量浓度为18.4mol·L-1。
98.3%时，熔点：10℃；沸点：338℃。
硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。
浓硫酸溶解时放出大量的热。
98%浓硫酸为不挥发，有吸水性（可做干燥剂），有脱水性（化学性质，使有机物炭化）和强腐蚀性。
AHF生产用浓硫酸的质量标准：外观无色油状液体硫酸≥98%105%浓硫酸发烟硫酸为无色油状液体，有强烈刺激臭，可与水以任何比例混合，并放出大量热。
具有极强的脱水、氧化与磺化作用。
当它暴露于空气中时，挥发出来的SO3和空气中的水蒸汽形成硫酸的细小露滴而冒烟，所以称之为发烟硫酸。
20％发烟硫酸意即含游离三氧化硫20％;每100kg的20％发烟硫酸相当于104.5kg100％硫酸,故又称104.5％硫酸。
AHF生产用发烟硫酸的质量标准：外观无色油状液体硫酸≥104.5%2、生产原理：本项目无水氟化氢的生产采用通用的浓硫酸分解萤石矿粉的生产工艺,以萤石粉、浓硫酸、发烟硫酸为原料，在外加热的回转反应炉内进行反应制得氟化氢粗品,其反应原理可以用下列化学反应方程式表示：A、主反应：CaF2 + H2S04 = CaSO4 + 2HF↑本反应过程要求控制好一定的反应温度和配比，通过调节发烟硫酸的加入量，控制系统中的水分，避免水分过高对系统造成的腐蚀等影响。
基于Aspen_Plus_的无水氟化氢生产工艺模拟优化
0引言近年来，随着氟化工产品在汽车、制冷、半导体等应用领域的不断拓展，无水氟化氢（HF ）作为氟化工业的基础性原料，需求量逐年提高。
目前工业上生产HF 的途径有两种：萤石路线和氟硅酸路线。
萤石路线包括回转炉工艺和气固流化床工艺，而气固流化床工艺因萤石细粉易聚团成块还未实现工业化［1-10］。
氟硅酸路线包括ICM 法、BUSS 法以及浓硫酸法［2］。
据统计，截至2019年，国内HF 生产线共103条，这些生产线除了瓮福集团于2008年自主掌握浓硫酸分解氟硅酸工艺并工业化生产HF 外，其余均为萤石—硫酸回转炉工艺生产HF ［3］。
回转炉工艺作为生产HF 的主流工艺，在我国已经有近50年的历史［4］，该工艺以萤石、液态硫酸为原料，在回转炉内反应后，经洗涤、冷凝、精馏、脱气得到HF 产品。
严建中［5］研究萤石硫酸反应动力学，得出加强物料混合有利于扩散从而加快反应速率的结论。
陈祥衡［6］将发烟硫酸应用于HF 生产，发现发烟硫酸可以提高氟化氢质量并降低物料对炉体的腐蚀。
缪明基［7］研究水对氟化氢生产的影响，得出的结论为：当萤石杂质中碳酸钙≤0.8%、二氧化硅≤0.8％，可大大减少生产过程中杂质产生的水分。
回转炉工艺经过多年的理论研究和工程实践，生产技术已趋成熟，产品质量稳定，但仍存在设备笨重、腐蚀严重以及反应速率低等诸多问题。
本文通过Aspen Plus 软件模拟回转炉工艺反应过程，描述回转炉工艺中原料配比、反应温度、物料反应停留时间对反应效率的影响，通过灵敏度分析对操作参数进一步优化，提高萤石和硫酸反应生成氟化氢的反应速率。
1工艺流程系统无水氟化氢的生产主要以萤石、98酸、105酸为原料，无水氟化氢生产工艺主要分为5个部分，分别为上料系统，反应、热风及排渣系统，洗涤、冷凝、精馏系统，硫酸吸收、氟硅酸吸收和中央吸收系统，尾气综合治理系统。
萤石—硫酸法生产HF 工艺流程如图1所示。
图1萤石—硫酸法生产HF 工艺流程1.1给料系统萤石进入给料系统的流程：湿粉萤石经过烘干炉烘干后由斗提机、刮板机送入萤石高位仓—通过*2019年（第二批）中央引导地方科技发展专项资金支持项目“无水氟化铝绿色生产工程化技术研究平台”（2019-0101-GXC-0037）。
无水氟化铝生产工艺
无水氟化铝（Aluminum fluoride，AlF3）是一种重要的铝冶炼助熔剂和铝电解工业原料。
下面是一种常用的无水氟化铝生产工艺。
原料准备：将氢氟酸（HF）和氢氧化铝（Al(OH)3）作为原料进行准备。
其中，HF是无水氟化铝的主要原料，而Al(OH)3是氟化铝合成的前体物质。
混合反应：将HF和Al(OH)3按一定比例混合，形成反应液。
反应液中的氟离子和铝离子会发生反应生成无水氟化铝。
结晶分离：将混合反应得到的反应液进行冷却，使其结晶分离。
无水氟化铝的结晶温度一般在100-200℃之间。
过滤干燥：将结晶分离得到的固体产物进行过滤和干燥，去除余留的溶液和水分，得到无水氟化铝的最终产品。
需要注意的是，由于HF具有强腐蚀性和毒性，无水氟化铝的生产过程需要在密闭的设备中进行，并采取相应的安全措施，以防止危险事故的发生。
此外，上述工艺只是一种常用的生产方法，实际生产中可能还存在其他变种工艺。
含氟废气治理的湿法工艺
含氟废气治理的湿法工艺含氟废气治理的湿法净化技术采用水、碱性溶液或某些盐类溶液来吸收含氟废气中的氟化物，同时得到副产品氟硅酸、冰晶石、氟硅酸钠等。
湿法净化技术的优点在于净化设备体积小，易实现，净化工艺过程可以连续操作和回收各种氟化物，净化效率高、效果好。
湿法净化技术主要有水吸收法和碱吸收法两种。
水吸收法基于氟化氢和四氟化硅溶液极易溶于水，生成氟硅酸的特性，如下：SIF4+2H2O=4HF+SIO22HF+SIF4=H2SIF63SIF4+2H2O=2H2FIF6+SIO2其需要的设备有文丘里洗涤器、喷射式洗涤器、拨水轮吸收室、湍流塔、喷淋塔等。
设备材质一般采用塑料、玻璃钢或合金钢，在实际应用中，经常会出现管道或设备堵塞，需要随时注意，用水吸收法净化含氟废气时，为了提高净化效率和操作效率，一般都采用多级吸收流程。
碱吸收法基于氟化氢与四氟化硅极易溶于水，又基于酸碱中和的原理，相对水吸收法而言，净化效率更高，可用于净化铝厂的氟化氢烟气，磷肥厂的四氟化硅废气，同时生成副产品冰晶石等氟化盐。
碱吸收法一般采用碳酸钠和氨水吸收。
碳酸钠洗涤电解铝厂烟气时，烟气中的氟化氢和碱液反应生成氟化钠，如下：HF+Na2CO3=NaF+NaHCO32HF+Na2CO3=2NaF+CO2+H2O当吸收液中NaF达到一定浓度时，加入定量的偏铝酸钠可制得冰晶石。
氨水作为吸收剂，洗涤吸收钙镁磷肥生成中排出的含氟废气，反应生成NH4F，析出硅胶，如下：HF+NH3=NH4F3SIF4+4NH3+(N+2)H2O=2（NH4）2SIF6+SIO2+nH2O(NH4)2SIF6+4NH3+(N+2)H2O=6NH4F+SIO2+nH2O 生成的NH4F溶液中，加入AL2(SO4)3和Na2SO4，生成冰晶石。
现今含氟废气治理考虑成本、操作、使用寿命及运行费用，绝大部分都是采用湿法净化技术。
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量过量 ２ ％ 氟 化 铵 沉 淀 生 成氯 化 铵 氟 化 钪 复 盐 沉 淀， 固液分 离 。复盐 沉 淀 放入 电加热 干 燥 箱 进 行 干
燥 脱 去 自由水 。烘 干后 的复盐沉 淀升温 保 温干燥 升
华除 去结 晶水 和 氯 化铵 ， 制 备成 Ｓ ｃ Ｏ Ｆ含量 很低 、 脱
钪 。其 氟化钪 产 品纯 度 主要 取 决 于 原 料 氧 化钪 ， 氟
用 浓盐 酸加 热溶 解 ， 再 加 入 氨水 调 节 ｐ Ｈ， 加 入 理论
接接 触 氧化钪 ， 发 生氟化 。气相 氟化 法流 程较 短 ， 易 于实 现 连续生 产 。 固相 氟化 采 用 固体 氟化 剂 （ 如氟
化铵 、 氟 化氢 铵 ） 与 氧 化 钪 高 温 反 应 制 备 无 水 氟化
第 ６期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
矿 产 综 合 利 用
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｕｒ ｐ ｏ ｓ ｅ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ
Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ． ２ ０１ ３
无 水 氟 化 钪 湿 法 制 备 新 工 艺
氟 化钪是 钪及 铝钪 中间合 金 制 备 的重 要 原料 ，
性能 。工业 上 多采 用 这 种方 法 ， 但 此 法 氟化 效 率 较
稳 定 的氟化 钪 的制备工 艺是制 备铝 钪 中间合 金 时ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 得 高 的钪 收率高 的重 要保 证 。氟 化 钪 熔 点 １ ５ ５ ２ ℃，
沸点 １ ６ ０ ７ ｃ Ｉ ＝ ， 属立 方 晶 系 ， Ｓ ｃ Ｆ 结 构 中 钪原 子 由六
第 ６期
冀成庆等 ： 无 水氟化钪湿法制备新工艺
‘３ ９・
２ 试验 结果 与分析
２ ． １ 酸 度对 氯化 钪 氟化 沉淀 的影 响
程简单 ， 可制备出脱水完全 、 Ｓ ｃ Ｏ Ｆ 含量很低 的 Ｓ ｃ Ｆ 产品， 以促进 氟化 钪在 热 还 原 金属 钪 及 钪 中 间合 金
工艺 的实 际应 用 。
１ 试 验 内容 与 方 法
无水 氟 化钪 湿 法 制 备 工 艺 为 ： 将 ９ ９ ． ９ ％Ｓ ｃ ０ ，
化 工序 带人 杂质少 。但氟 化氢 气体 和 固体氟 化剂 都 具 有剧 毒 和腐蚀 性 ， 对 氟 化 设 备 的抗 腐 蚀 性 能 以及
水完 全 的 Ｓ ｃ Ｆ ， 产 品 。工 艺流程 见 图 １ 。
操 作者 的 劳保 防护要 求很 高 ， 并 容 易 产生 一 定 的环 境 污染 。湿 法氟 化一般先 从水 溶液 中沉淀 出水合 氟 化物 ， 脱 水处 理 ， 制取 无 水氟 化 钪 ， 该法 通 常在 干燥 的氟化 氢 流 中进 行 氟 化 钪 脱 水 ， 或 在 真 空 状 态 下 ２ ５ ０ ｃ Ｃ Ｉ 脱水 ， 以免水 解生成 Ｓ ｃ Ｏ Ｆ ， 降 低 氟化 钪 的还 原
图１ 无 水氟化 钪制 备工艺流 程
Ｆｉ ｇ ． １ Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ａ ｎｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｕ ｓ ｓ ｃ ａ ｎ ｄ ｉ ｕ ｍ ｆ ｌ ｕ ｏ ｒ ｉ ｄｅ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ８ ； 改 回 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ７ — １ ６ 基 金项 目： 科研院所技术开发研究专项资金 （ ２ ０ １ ２ Ｅ Ｇ１ ３ ０ ０ ２ ０ ） 作者简介 ： 冀成庆 （ １ ９ ８ ５ 一 ） ， 男， 主要从事研 究冶金分离 、 合金 制备 等技术研 究 】 作。
关键 词 ： 无水 氟化钪 ； 湿 法制备工艺 ； 氧化钪
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ６ ５ ３ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ １ ０
中图分类号： Ｔ Ｄ ９ ８ ９ ， Ｏ ６ １ ４ ． ３ ２ ， Ｔ Ｆ ８ ０ ５ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ６ ５ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ３ ８ — ０ ３
低， 且在 产 品中含较 高 的 Ｓ ｃ Ｏ Ｆ 。
针对 以上 不足 ， 本试 验进行 了工 艺改进 ， 报 道 了
一
种 新 的湿法 制 备 Ｓ ｃ Ｆ 新 工 艺研 究 ， 该 工 艺设 备 流
个 Ｆ原 子 配 位 成 畸 变 八 面 体 。 氟 化 钪 稳 定 、 不 吸 潮， 微 溶 于水和 矿物酸 … 。Ｓ ｃ Ｆ 在空 气 中加热 时 ， 温 度 超过 ６ ５ ０ ℃ 时将转 变为氧 化物 ， 而在 ８ ０ ０ ｏ Ｃ的潮
冀成庆 ， 沈 明伟 ， 朱 昌洛 ， 蔡旺
（ 中国地 质科 学 院矿产 综 合利用 研究所 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
摘要 ： 本文研究了 以 Ｓ ｃ ０ ， 为原料 ， 盐 酸溶解 ， 氨水调节调 整 ｐ Ｈ值 ， 控制 ｐ Ｈ在 ３ ． ５～４ ． ０ ， 加 入氟化铵 进 行沉淀形成氯化铵氟化钪复 盐沉淀 。复盐沉淀经分 阶段 升温保 温 ， 脱水 、 分解 脱铵后 ， 制备纯 度为 ９ ９ ％ 以上 无水 Ｓ ｃ Ｆ ， 的湿法新工艺。研 究结果表 明， 该湿法制 备新工艺 简单可 行 ， 可有效 抑制 Ｓ ｃ Ｆ ， 制 备过程 中的水解 ， 减少还原性能差的 Ｓ ｃ Ｏ Ｆ的生成 ， 产品能满足金属钪及铝钪中间合金制备对产 品的要求 。
湿 气流 中水 解生 成还 原性能 差 的 Ｓ ｃ Ｏ Ｆ 。 目前 氟化 钪 的 生产 方 法 有 干 法 和 湿 法 氟 化 两 种 。干法 又分 为气相 氟化 和 固相 氟化 两种 方式 。气 相氟 化是 在 ５ ５ ０～ ５ ７ ０ ＂ １ ２ 下， 将 干 燥 的 氟化 氢 气体 直