氟硅酸钠法制冰晶石

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1、前言
冰晶石无色,但常呈灰白色、淡黄色或淡红色,有时呈黑色。

单斜晶系。

常成不可分割的致密块体,具有玻璃光泽。

微溶于水,呈酸性反应,遇硫酸即分解。

冰晶石是一种用途较为广泛的化工产品,主要用作炼铝的助熔剂,农作物的杀虫剂,搪瓷乳白剂,玻璃和搪瓷生产的遮光剂和助熔剂,树脂橡胶的耐磨填充剂,还用于铁合金和沸腾钢的生产。

常用的生产方法有:碱法、氟硅酸钠法、干法、碳化法、制铝工业回收法。

2、工艺流程
试验采用氟硅酸钠法,把磷肥厂副产的氟硅酸钠加水配置成含氟50g/l左右的溶液,于强烈搅拌下缓缓加入氨水至PH8.5-9.0,此时硅胶即完全析出,滤除硅胶,洗涤烘干后可作工业白炭黑出售,滤液加稀硫酸,调整PH至5.5,加热至90℃以上,在不断搅拌下缓慢加入固体硫酸铝,反应一段时间后,再加入净化的氯化钠溶液,继续搅拌一定时间使反应完全,此时,PH在1-2,再用氨水调至3-4,冰晶石即完全沉淀析出,过滤,用清水洗涤至PH6-7,再经干燥即得成品。

主要的反应方程式:
Na
2SiF
6
+4NH
4
OH===4NH
4
F+2NaF+SiO
2
•nH
2
O
4NaF+8NH
4F+Al
2
(SO
4
)
3
+2NaCl====2Na
3
AlF
6
+3(NH
4
)
2
SO
4
+2NH
4
Cl
工艺流程示意图:
NH
4
产品白炭黑
3、试验原材料
氟硅酸钠工业级 Na
2SiF
6
≥98%
氨水试剂 NH
3
:25% 硫酸铝试剂
硫酸试剂 H
2SO
4
:98%
氯化钠试剂
4、试验结果
经过一系列试验,优化工艺条件后,试验所得二种产品,典型样质量主要项目检测结果如下:
产品冰晶石质量指标
副产品白炭黑质量指标
副产品白炭黑(亦称沉淀水合二氧化硅),按比表面积分为六个类别,适合作为橡胶配合剂及浅色填料。

5、设备投资估算(生产规模按5000吨/年计)
6、产品成本估算
生产规模按5000吨/年计
7、经济效益初步估算
5000吨/年生产装置设备主要包括反应釜、过滤设备、烘干设备,总投资约200万元。

产品生产成本约3958元/吨,销售成本取4300元/吨,市场售价取5000元/吨,年销售总额2500万元,年利税额约350万元。