一種濕法磷酸尾氣處理回收氟、硅資源的系統(tǒng)及其回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種濕法磷酸尾氣處理回收氟、硅資源的系統(tǒng)及其回收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]濕法磷酸尾氣主要是SiF4氣體，其洗滌液中主要是氟硅酸溶液和硅膠，由于洗滌水采用的是渣場回水，固體硅膠中還摻雜有少量的氟化鈣(CaF2)。在實(shí)際操作過程中存在著以下技術(shù)缺陷:水洗時(shí)存在氟硅酸酸濃低而無法利用、洗滌水中含有金屬離子(Na+、K+、Ca2+等)而使系統(tǒng)易結(jié)垢堵塞而需定期清理；采用氨洗時(shí)因溫度經(jīng)常降不下來而使外排尾氣含有一定量的氨；采用其他洗滌液(如氟化銨等)時(shí)無法進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)施。
[0003]并且，在現(xiàn)有技術(shù)中，對于濕法磷酸萃取處理后的尾氣處理過程中，采用的技術(shù)有:石灰水洗法、生石灰粉和活性炭干法處理含氟尾氣法、氨洗法及水洗法；但這些技術(shù)僅能夠?qū)⒑琒iFd^尾氣進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，生成的大量含氟硅酸的洗滌液均當(dāng)做廢水進(jìn)行處理，尾洗成本相當(dāng)高。
[0004]雖然上述的幾種技術(shù)之中各自相比均有存在的有點(diǎn)，如石灰水洗法能夠比水洗法帶來的氟硅酸溶液的濃度較高，進(jìn)而使得獲得的氟硅酸溶液產(chǎn)品較優(yōu)，但是其對于獲得的氟硅酸溶液中的氟資源的回收較為困難，進(jìn)而導(dǎo)致氟資源的回收成本較高；
[0005]生石灰粉和活性炭干法處理含氟尾氣法是將含氟尾氣增濕并與生石灰粉和活性炭混勻后進(jìn)入袋式除塵器除塵，含氟灰在填埋場安全填埋，該法處理含氟尾氣效果良好，但處理工藝較為復(fù)雜且造成氟、硅資源的浪費(fèi)。氨洗法就是利用氨水作為作吸收劑來吸收含氟氣體，生成(NH4) 2SiF6溶液，(NH 4) 2SiF6溶液與過量的氨水作用會(huì)進(jìn)一步分解生成NH 4F和S12.ηΗ20，氨洗法已得到部分研宄者的肯定，但該過程所得NH4F未經(jīng)凈化，雜質(zhì)含量較高，無法直接用于氫氟酸的生產(chǎn)，還需建立配套的NH4F和S12.ηΗ20的凈化處理裝置，投資較尚O
[0006]為此，對于濕法磷酸尾氣的處理以及對尾氣處理過程中的氟、硅資源的回收急需要提出的新的技術(shù)方案，進(jìn)而降低濕法磷酸尾氣處理的成本，提高尾氣處理的產(chǎn)品附加值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種濕法磷酸尾氣處理回收氟、硅資源的系統(tǒng)及其回收方法。
[0008]具體是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種濕法磷酸尾氣處理回收氟、硅資源的系統(tǒng)，由文丘里洗滌器、與文丘里洗滌器上端通過管路連接的循環(huán)泵d、與文丘里洗滌器底端通過管路連接的沉降系統(tǒng)、與文丘里洗滌器中段通過管路連接的一氟洗滌塔、一氟洗滌塔的底端通過管路與文丘里洗滌器底端和沉降系統(tǒng)相連接的管路中段連接；一氟洗滌塔的底端側(cè)面上開設(shè)有出口，該出口通過管路與循環(huán)泵C的入口相連接，循環(huán)泵C的出口通過管路與一氟洗滌塔內(nèi)的噴頭相連接；一氟洗滌塔的頂端通過管路與除沫器的底端側(cè)面相連接；除沫器的底端通過管路與液封槽相連接；除沫器頂端通過管路與尾氣泵的入口相連接，尾氣泵的出口通過管路與二氟洗滌塔的底端側(cè)面相連接；二氟洗滌塔的頂端設(shè)置有放空口，二氟洗滌塔的底端通過管路與沖盤水槽連接；二氟洗滌塔的底端兩側(cè)面位于尾氣泵的出口管路與二氟洗滌塔相接的水平位置下端各設(shè)置有一個(gè)出口，位于左側(cè)面的出口通過管路與循環(huán)泵a相連接，并在該連接管路之間設(shè)置有洗水入口 ；位于右側(cè)面的出口通過管路與循環(huán)泵b相連接；循環(huán)泵a和循環(huán)泵b的出口分別與二氟洗滌塔內(nèi)的噴頭相連接；所述的沉降系統(tǒng)的頂端通過管路與中和槽的頂端相連接；所述的沉降系統(tǒng)的頂端側(cè)面通過溢流的方式與氟硅酸冷卻槽相連接，氟硅酸冷卻槽的底端側(cè)面開口通過管路與氟鹽生產(chǎn)車間連接，氟硅酸冷卻槽的頂端側(cè)面開口通過管路與循環(huán)泵d相連接；中和槽的底端側(cè)面與離心機(jī)a的頂端相連接，離心機(jī)a的底端通過管路與氫氟酸生產(chǎn)車間相連接；離心機(jī)a的中段側(cè)面上開口通過管路與氨溶槽的頂端相連接；氨溶槽的底端側(cè)面通過管路與離心機(jī)b的頂端相連接，離心機(jī)b的底端通過管路與萃取槽相連接，離心機(jī)b的底端側(cè)面通過管路與逆流洗滌器側(cè)面相連接，逆流洗滌器與離心機(jī)b連接一側(cè)的相對一側(cè)與工業(yè)水的儲存槽通過管路相連接，逆流洗滌器的頂端通過管路與離心機(jī)c相連接，離心機(jī)c的頂端通過管路與氨溶槽的頂端側(cè)面相連接，離心機(jī)c的中段側(cè)面通過管路去白炭黑車間；所述的氨溶槽的頂端和/或中和槽的頂端通過管路與氨罐相連接組成。
[0010]上述的系統(tǒng)中，還在一氟洗滌塔10和二氟洗滌塔4之間設(shè)置有將二氟洗滌塔4的底部的漿液送入一氟洗滌塔10中洗滌氣體的裝置，并且該裝置能夠根據(jù)一氟洗滌塔10中的氟硅酸的濃度變化進(jìn)行調(diào)整送入的漿液的量，進(jìn)而使得一氟洗滌塔中的氟硅酸洗滌液的濃度維持在8-12%之間，在該裝置中可以設(shè)置有自動(dòng)檢測濃度的系統(tǒng)或者氟硅酸洗滌液濃度檢測的或者感應(yīng)的傳感器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化改變送入量，也可以通過人為檢測實(shí)現(xiàn)。
[0011]所述的沉降系統(tǒng)由與文丘里洗滌器的底端通過管路連接的沉降槽a，沉降槽a的底端通過管路與中和槽的頂端相連接，所述的沉降槽a溢流到沉降槽b中，沉降槽b的底端通過管路與沉降槽a底端和中和槽頂端相連接的管路中段相連接；所述的沉降槽b溢流到沉降槽c中，沉降槽c通過管路與沉降槽b和中和槽頂端連接的管路上，沉降槽c溢流到氟硅酸冷卻槽中組成。
[0012]本發(fā)明還提供上述系統(tǒng)應(yīng)用于一種濕法磷酸尾氣處理回收氟、硅資源的方法，將尾氣通過文丘里洗滌器進(jìn)入系統(tǒng)，再通過在文丘里洗滌器中采用氟硅酸溶液洗滌之后，從文丘里洗滌器的底端排除洗滌液進(jìn)入沉降系統(tǒng)，使得進(jìn)入文丘里洗滌器中的尾氣的溫度由70-85°C降低至45-55°C，尾氣的通入量為30000?50000m3/h，上述的氟硅酸溶液進(jìn)入文丘里洗滌器中的流量為60?140m3/h，將進(jìn)入沉降系統(tǒng)的洗滌液進(jìn)行多級沉降處理，進(jìn)而使得洗滌液的溫度由55-75°C降低至45-60°C，從沉降系統(tǒng)的上端出來的清液為氟硅酸溶液，從沉降系統(tǒng)的底端出來的沉淀為硅膠渣漿；氟硅酸溶液進(jìn)入氟硅酸冷卻槽，待溫度降低至5-25°C后，再通過循環(huán)泵d以60?140m3/h的流量送入文丘里洗滌器中進(jìn)行洗滌處理，多余的氟硅酸溶液送入氟鹽生產(chǎn)車間；通過多級沉降后獲得的硅膠渣漿通入中和槽，并向中和槽中通入氨氣將其中和至pH值為6-9，然后將其通入離心機(jī)a處理，獲得含雜硅膠固體和氟硅酸氨溶液，氟硅酸溶液用于生產(chǎn)氫氟酸；含雜硅膠固體通入氨溶槽，并向其中通入氨氣，調(diào)整其pH值為11-13，再將其通入離心機(jī)b處理，獲得離心漿和離心液，離心液送入萃取槽中回收氨處理，離心漿通入逆流洗滌器，并逆向通入工業(yè)水洗滌離心漿，并將混合液通入離心機(jī)c中，再將離心機(jī)c中處理獲得的硅膠送入白炭黑生產(chǎn)車間，離心機(jī)c中處理獲得的液體返回氨溶槽中作為溶劑；所述的降低至45-55?的尾氣進(jìn)入一氟洗滌塔中，通過對二氟洗滌塔洗滌后得到的部分液體用于一氟洗滌塔中的噴淋，并對一氟洗滌塔底部的部分漿液采用循環(huán)泵c抽提至一氟洗滌塔的內(nèi)部噴淋處理，并將一氟洗滌塔中剩余部分的漿液送入沉降系統(tǒng)進(jìn)行沉降處理；從一氟洗滌塔中出來的氣體通入除沫器的底端，經(jīng)過除沫器與液封槽的作用出沫處理后，再將其通過尾氣泵送入二氟洗滌塔，并通過分別設(shè)置在二氟洗滌塔兩側(cè)的循環(huán)泵a和循環(huán)泵b將二氟洗滌塔底部的部分漿液返回二氟洗滌塔中進(jìn)行循環(huán)洗滌處理，并且同時(shí)在循環(huán)泵a與二氟洗滌塔之間的管路上通過開口送入洗水，洗水送入量為10?30m3/h，二氟洗滌塔底部的部分漿液再返回一氟洗滌塔中進(jìn)行尾氣的洗滌，二氟洗滌塔底部剩余的漿液送入沖盤水槽中用于沖盤處理，經(jīng)過在二氟洗滌塔中洗滌后溫度為<45°C的氣體經(jīng)過放空口放空處理，即可完成濕法磷酸尾氣中氟、硅資源的回收。
[0013]所述的多級沉降處理為三級沉降處理。
[0014]所述的多級沉降處理為三級自然沉降處理，即在沉降過程中，氟硅酸溶液通過沉降槽a溢流到沉降槽b，在由沉降槽b溢流到沉降槽C，再由沉降槽c溢流到氟硅酸冷卻槽；沉降下來獲得的硅膠渣漿通過管路進(jìn)入中和槽。
[0015]所述的二氟洗滌塔底部的部分漿液再返回一氟洗滌塔中，其返回量是使得一氟洗滌塔的洗滌液中氟硅酸溶液的濃度維持在8-12%。
[0016]所述的經(jīng)過在二氟洗滌塔中洗滌后溫度為<45°C的氣體經(jīng)過放空口放空處理時(shí)，其中氟化物含量<9mg/m3。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在:
[0018]本發(fā)明是使?jié)穹姿嵘a(chǎn)尾氣外排達(dá)標(biāo)及將尾氣中廢氣轉(zhuǎn)化成制備氟鹽、氫氟酸、碘、白炭黑的原料，進(jìn)而提高了對于濕法磷酸尾氣處理的產(chǎn)品附加值，降低了尾氣處理的成本。
[0019]本發(fā)明通過直接用少量的水在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，無任何廢水產(chǎn)生。具有顯著的環(huán)保價(jià)值。
[0020]本發(fā)明的方法能夠使得尾氣在降溫過程，使得氟硅