氟化氫銨的回收方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及到一種從鈮鉭分離中氟化氫銨的回收方法。
[0002]技術(shù)背景:
氟化氫銨是一種具有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，分子式為NH4HF2，其水溶液顯弱酸性，可以溶解玻璃，微溶于醇，極易溶于冷水，非常容易潮解。
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，氟化氫銨的應(yīng)用越來越廣泛，可用作玻璃蝕刻劑、消毒劑、防腐劑、金屬鈹?shù)娜軇⒐杷劁摪宓谋砻嫣幚韯?，鍋爐給水系統(tǒng)和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的清洗脫垢，以及油田砂石的酸化處理、烷基化、異構(gòu)化催化劑組分，還可用于電鍍、電子工業(yè)、以作為分析試劑和細(xì)菌抑制劑等等；氟化氫銨的制備通常是由無水氫氟酸與液氨中和而得。
[0004]另一方面，作為一種新材料的原料氧化鈮，其性能獨(dú)特，廣泛應(yīng)用于催化、陶瓷電容器、壓電陶瓷、新型熱敏材料、介電材料、磁性材料以及光學(xué)材料等高科技領(lǐng)域。鉭鈮濕法冶煉生產(chǎn)過程中，會(huì)用到大量的氟，每生產(chǎn)一噸氧化鈮產(chǎn)品，就會(huì)產(chǎn)生1.4噸左右的氟化銨和1.1噸左右的硫酸銨從廢水中排掉。氟資源是我國(guó)稀缺資源，是國(guó)家計(jì)劃配額出口產(chǎn)品；氨氮是我國(guó)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)控制最嚴(yán)的元素之一，既浪費(fèi)資源，又污染環(huán)境。
[0005]在現(xiàn)有生產(chǎn)氧化鈮的萃取過程中，采用2-3mol.L 1的硫酸溶液做反鈮液，萃取分離鈮，就造成在其沉淀母液中，成兩元銨鹽氟化氫銨與硫酸銨體系，在回收濃縮過程中，回收的是氟化氫銨與硫酸銨的混合物二元銨鹽，需要加溫到約340°C左右通過升華氟化銨的辦法才能將氟化氫銨與硫酸銨分開，使得在回收過程中的工藝十分復(fù)雜，而且回收的工藝設(shè)備投資較大，回收的能源成本較高。
[0006]針對(duì)生產(chǎn)氧化鈮過程中氟化氫銨容易對(duì)環(huán)境造成污染的問題，如何來研究開發(fā)一種清潔生產(chǎn)工藝，使得萃取出來的鈮液中，沒有硫酸，在沉淀母液中就沒有硫酸銨，其可以直接濃縮回收氟化氫銨。簡(jiǎn)化氟鹽綜合回收流程，減少環(huán)境污染，是整個(gè)鈮鉭產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，是十分有必要的，具有重要的社會(huì)和環(huán)保意義。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明就是要提供一種氟化氫銨的回收方法，其是從鉭鈮分離工序中回收氟化氫銨，在鈮鉭分離中能解決鈮鉭生產(chǎn)過程中的廢液回收問題。即現(xiàn)有鉭鈮分離流程中增加一個(gè)萃鈮工序，本發(fā)明一種氟化氫銨的回收方法，采用從鉭鈮分離工序中回收氟化氫銨，依次包括分離工序、鈮沉淀工序及結(jié)晶工序，其是在現(xiàn)有的分離工序與鈮沉淀工序之間增加鈮萃取工序，所述鈮萃取工序包括萃取鉭鈮分離鈮液調(diào)酸、有機(jī)相萃取、水反萃取、萃取鈮，反萃鈮液制純鈮液。
[0008]本發(fā)明所述鈮沉淀包括以純鈮液經(jīng)氨沉淀，沉淀母液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶；所述的氨為氨氣或氨水。
[0009]本發(fā)明所述萃取鉭鈮分離鈮液調(diào)酸是加硫酸至[H+]H2S(]4=5-8mol.L \氫氟酸[H+]HF=0.l-2mol.L \總酸度為5-9mol.L 1控制氟鈮質(zhì)量摩爾比F/Nb為7-90
[0010]本發(fā)明一種回收氟化氫錢的方法，其有機(jī)相萃取所述的有機(jī)相為質(zhì)量含量為60-100%的仲辛醇，控制萃取級(jí)數(shù)5-10級(jí)。
[0011]本發(fā)明所述水反萃取的水為蒸餾水、交換水和反滲透水任意一種或幾種的混合，反萃級(jí)數(shù)為4-7級(jí)。
[0012]本發(fā)明所述鈮沉淀工藝中的沉淀劑為氣氨氣或氨水，其用量為理論量的1-1.2 ;沉淀時(shí)的溶液pH值為8.0-10.00
[0013]本發(fā)明所述的工藝流程主要是采用在現(xiàn)有鉭鈮分離流程中增加一個(gè)萃鈮工序，具體工藝為:萃鈮殘液、配酸一酸洗液、反鈮酸液一鈮、鉭分離一含酸鈮液一調(diào)酸一調(diào)酸鈮液—有機(jī)相萃取鈮一反萃鈮一不含酸純鈮液一沉淀一洗滌過濾一鈮沉淀母液一精密過濾，回收氫氧化鈮一氟化氫銨溶液一蒸發(fā)濃縮一冷卻結(jié)晶一過濾氟化氫銨產(chǎn)品。
[0014]工藝說明:分離工序:是將鈮料液或者是萃泥殘液即萃取鉭鈮分離鈮液加入硫酸進(jìn)行酸洗為酸洗液，其中萃鈮殘液經(jīng)配酸為反鈮酸液，酸洗液經(jīng)鈮洗滌和反鈮酸液一同進(jìn)入鈮鉭分離，分離出含硫酸鈮液和鉭液，鉭液另外處理，而含量硫酸鈮液進(jìn)入到新增加的鈮萃取工序或者為萃取工序；
鈮萃取工序?yàn)?將上步的含硫酸鈮液用硫酸和/或氫氟酸進(jìn)行調(diào)酸，為調(diào)酸鈮液用循環(huán)有機(jī)相萃取鈮本發(fā)明優(yōu)選使用的循環(huán)有機(jī)相為仲辛醇，萃取鈮殘液回收返回分離工序，萃取鈮用純水為反鈮液進(jìn)行反萃鈮，得純鈮液，反萃鈮后的循環(huán)有機(jī)相回收，純鈮液進(jìn)入到沉淀工序；該純鈮液則為不含硫酸的純鈮液；
鈮沉淀工序:將純鈮液用氨水或氨氣作沉淀劑進(jìn)行沉淀，沉淀物用水洗滌過濾，得鈮沉淀母液，洗滌過濾的沉淀物為氫氧化鈮經(jīng)烘干煅燒即為氧化鈮；
結(jié)晶工序:將鈮沉淀工序的鈮沉淀母液經(jīng)過濾，進(jìn)一步回收氫氧化鈮后得到氟化氫銨溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后過濾即制備得氟化氫銨產(chǎn)品。
[0015]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案其有益效果為:其是在現(xiàn)有鉭鈮分離流程中增加一個(gè)鈮萃鈮工序，鉭鈮分離鈮萃余液調(diào)酸，有機(jī)相仲辛醇萃取，純水反萃，氨氣或氨水作沉淀劑，沉淀母液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，在現(xiàn)有鉭鈮分離流程后的萃余液，再增加一個(gè)萃鈮工序，以分離鈮萃余液中的硫酸。
[0016]本發(fā)明按上述方案，所述沉淀母液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，于所述的沉淀母液為無硫酸根的返萃液，用多效蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮，回收的稀氨水用作氫氧化鈮的洗水，蒸餾剩余物冷卻結(jié)晶得氟化銨產(chǎn)品。沉淀母液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶得到不含硫酸銨的氟化銨產(chǎn)品，蒸發(fā)濃縮冷凝下來的稀氨水可用作沉淀稀釋液或沉淀洗滌液。解決了鈮鉭分離工藝中含氟廢水排放問題，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0017]本發(fā)明只在鉭鈮分離流程中增加一個(gè)萃鈮工序，解決了鈮液中的硫酸銨和氟化氫銨分離。本發(fā)明解決了氟化氫銨作為產(chǎn)品直接回收。同時(shí)，大大減少了氟化物廢液排放對(duì)環(huán)境的污染，回收產(chǎn)品成本低，為企業(yè)增加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0018]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1
取含[Nb2O5I=0.752mol -L1, [H+]H2S04=2.6mol.L 1鈮料液，加硫酸至[H+]H2S04=5mol.L \氫氟酸[H+Jhf=0.5mol.L \控制其總酸度為6.5mol.L \氟鈮摩爾比7.1，相比0/A=3，有機(jī)相為仲辛醇其質(zhì)量含量為95%，一級(jí)萃取萃取率80%，多級(jí)萃取，離子交換水反萃，相比A/0=1，