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氟硅酸鈉的生產(chǎn)流程及制備方法
【概述】
氟硅酸鈉，又稱氟硅化鈉，氟矽酸鈉，是一種有毒危險品。是生產(chǎn)過磷酸鈣化肥的副產(chǎn)品，或由碳酸鈉加氟硅酸而得。在玻璃生產(chǎn)中用來制造乳白玻璃，在精陶釉中加入1%～2%氟硅酸鈉起強助熔劑作用，提高釉料的高溫流動性。加熱分解得SiF4，揮發(fā)逸出污染大氣。作制搪瓷業(yè)中的乳白劑、助熔劑、農(nóng)業(yè)殺蟲劑和脫葉劑、耐酸水泥的吸濕劑以及皮革及木材的防腐劑等。
【理化性質】
無色六方系晶體。有毒!熔化前分解。細結晶的相對密度為2.68;成粉末狀時密度為1.788，折光率1.312、1.309。溶于熱水、酸，不溶于乙醇。在堿溶液中分解為氟化物和水合SiO2。在300℃時分解成NaF和SiF4。應密閉保存。
【制備方法】
1.按氟硅酸來源不同分為螢石法和磷礦石法世界氟資源主要來自螢石、磷礦石等。螢石僅集中在為數(shù)不多的國家，已探明儲量為6500萬t，并以每年400萬t的速度消耗，資源有限。而磷礦石中伴生的氟一般在3％左右，卻占世界氟儲量的90％以上，磷礦石中的氟就成為主要氟資源。磷礦石法是在生產(chǎn)磷酸或磷復肥時，實現(xiàn)對氟的回收。從經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益出發(fā)，磷復肥副產(chǎn)氟鹽必將逐步取代現(xiàn)有的螢石法。我國大部分的工業(yè)氟硅酸鈉產(chǎn)品產(chǎn)自磷復肥企業(yè)。
2.按原鹽種類分為氯化鈉法和硫酸鈉法 從工藝上講，氯化鈉法優(yōu)于硫酸鈉法。其化學反應如下： 氯化鈉法H2SiF6＋2NaClNa2SiF6↓＋2HCl 硫酸鈉法H2SiF6＋Na2SO4Na2SiF6↓＋H2SO4 使用氯化鈉為原料時，以母液為主的污水中含有鹽酸、硅膠等，而且溶解的氟硅酸鈉在稀鹽酸體系中水解較快，硅膠量隨著貯存時間的延長明顯增多，造成污水處理時難度大、環(huán)節(jié)多、費用高，某些磷復肥廠嘗試生產(chǎn)回用，事實證明不但對系統(tǒng)的不銹鋼設備、管線造成Cl－腐蝕，也造成生產(chǎn)波動。使用硫酸鈉為原料時，反應生成的母液中含有硫酸，而氟硅酸鈉在硫酸體系中的水解速度慢，污水中硅膠含量相對較少，加之磷復肥廠均使用硫酸分解磷礦，回收利用這部分硫酸，既減少污水外排，又提高了鹽中元素的利用率。所以從環(huán)保和減排角度講，硫酸鈉法應為首選。
3.按操作方法分為連續(xù)法和間歇法 連續(xù)法的生產(chǎn)工藝為定酸調鹽，連續(xù)合成，經(jīng)過沉降、洗滌再沉降，料漿經(jīng)過離心脫水分離后，送入氣流干燥管干燥，兩級旋風收料，一級袋式除塵，尾氣由風機排空，干料入成品貯斗，經(jīng)冷卻包裝入庫。連續(xù)法適于大規(guī)模生產(chǎn)裝置，對原料鈉鹽品質有一定要求，生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，勞動強度低，操作環(huán)境好；但污水量大，投資高。間歇法與連續(xù)法的區(qū)別主要是生產(chǎn)能力小；但間歇合成操作靈活，流程短，設備少，投資省，在我國相當部分的磷復肥企業(yè)采用，其主要工序見圖1。
4.從鈉鹽投料方式上分為干法、濕法及混合法投料 （1）干法投料 即直接將鈉鹽投入合成槽，使裝置的投資和排污量減少，適于小規(guī)模生產(chǎn)。干法生產(chǎn)時，由于硫酸鈉溶解迅速，加之人工加料，加料速度不易控制，在結晶器中易使反應液局部過飽和而大量析出細小的氟硅酸鈉，離心時易被甩出造成損失。
圖3為硫酸鈉濕法生產(chǎn)氟硅酸鈉合成部分流程圖 （3）混合法投料 西北大學化工學院針對硫酸鈉間歇法生產(chǎn)氟硅酸鈉的合成部分，開發(fā)出了混合法生產(chǎn)氟硅酸鈉的工藝，此法兼取干法及濕法的優(yōu)點，其實質是用分離后的母液化鹽。
【應用】
作制搪瓷業(yè)中的乳白劑、助熔劑、農(nóng)業(yè)殺蟲劑和脫葉劑、耐酸水泥的吸濕劑以及皮革及木材的防腐劑等。
【注意事項】
氟硅酸鈉應存放于陰涼通風處，遠離火源與熱源，與氧化劑、酸類、食用工業(yè)化工原料隔離。裝卸時要輕裝輕卸。防止包裝破損。對逸出物料的處置須戴好防毒面具和手套。污染處用水沖洗。消防方法可用水和砂土，也可用二氧化碳。其蒸汽和粉塵能嚴重刺激眼和呼吸系統(tǒng)。與皮膚接觸引起灼傷、發(fā)現(xiàn)中毒時應立即脫離污染區(qū)，安置休息、保暖。接觸皮膚時先用水沖，再用肥皂徹底洗滌。如有灼傷、涂敷氧化鎂甘油軟膏，并醫(yī)治。誤入口內(nèi)時應立即嗽口，飲水及鎂乳，并送醫(yī)院救治。用于制造乳白玻璃。在醫(yī)藥上作防腐劑，在農(nóng)業(yè)上作殺蟲劑。
