氟硅酸一硅胶混合液采用隔膜压滤机分离技术

公司共有两套氟硅酸钠装置，装置能力 分别为8．7、10 kt／a，采用钠盐与湿法磷酸脱氟工 段的副产品氟硅酸为生产原料，产品质量符合国家标准GB／T3252-2000要求。氟硅酸钠生产中伴 生的硅胶悬浮物影响氟硅酸钠产品的质量，且硅胶也是有重要价值的工业原料。

该公司年副产氟硅酸 及氟硅酸一硅胶混合液。目前采用自然重力沉降的办法实现氟硅酸和硅 胶的液固分离，但由于悬浮的硅胶颗粒相对密度与 氟硅酸溶液的相对密度接近，自然沉降液固分离效 果差，细小的颗粒难以沉淀。氟硅酸中的硅胶不能 很好分离除去，影响氟硅酸钠的产量和质量，硅胶 资源也得不到回收利用。若沉淀于氟硅酸贮槽底部 无法利用的氟硅酸一硅胶混合液(月排放量为670 t) 作为废水排放，也浪费资源。为此，采用隔膜压榨式压滤机分离氟硅 酸一硅胶混合液，现将技改方案介绍如下。

分离氟硅酸一硅胶混合液技改方案

设计依据

根据氟硅酸一硅胶溶液的物性，要实现氟硅酸一 硅胶固液分离，必须采用压滤机。预计将氟硅酸一 硅胶混合物经压滤机过滤后滤饼(即硅胶)中氟硅 酸水质量分数降到25％左右，滤液(即氟硅酸水) 中硅胶质量浓度降至5 mg／L以下。

工艺流程

氟硅酸一硅胶混合液压滤分离工艺流程。 将磷酸车间送来的氟硅酸水打入氟硅酸贮槽，经沉降后，上层清液由酸泵打入清酸贮槽，下层w(硅 胶)约为17．47％的氟硅酸一硅胶混合液通过新增硅 胶泵间歇式打入压滤机(新增)进行过滤，整个压 滤、拉板、卸料、洗涤滤布过程全部采用控制器自 动控制。滤液(氟硅酸水)通过滤液收集槽利用酸 泵(新增)打入清酸贮槽备用；滤饼(即硅胶)加 入氟硅酸钠装置所产生的污水制成浆后，打到磷酸 再浆槽。 该流程须新增DN25 mln空气压缩管，从氟硅 酸钠装置压缩空气总管上引出，接入压滤机使用。 新增l根DNl50 mm PP管(视污水量而定)，将一 增母液水(即生产氟硅酸钠所产生的污水)引入母 液槽，沉降固体，回收由污水带走的氟硅酸钠，所 剩污水配管打入滤渣制浆槽，与压滤机过滤下来的 滤渣一起制成一定含固量的料浆。新增DN50 mm 钢骨架复合管l根，将料桨从压滤机底部滤渣制浆 槽配管打入磷酸再浆槽。

设备

新增l台隔膜压滤机。其主要技术参数：型号为 1000，外形尺寸6 099 mm X l 420 mln x 2 240 mm，滤室50个，过滤面积80 m2，中 间进料方式，要求充气压力≤1．0 MPa、进料压 力≤0．6 MPa、进料温度≤80℃，电机功率4 kW。

隔膜压榨式压滤机特点如下

①隔膜材料为新开发的高弹性、高韧性、高强 度的耐酸、耐碱、无毒无味的弹性体TPES。

②滤板型腔设计合理，滤板内腔流道设计独 特。滤腔边缘为斜坡过滤面，采用点状圆锥凸台， 过滤小凸点细而密，泄水槽特别深，过滤与脱水效 果好。不管浆料固体粒径多细，压力多大，滤饼滤 布都不会在泄水槽内凹陷堵塞排水道，达到排水畅 通。对超细物料过滤不易逃浆，过滤速度快，生产 周期短，产量高，滤饼干，滤液清。

③隔膜滤板的结构特点：整块增强聚丙烯滤板 两面用大型数控龙门铣床加工成均匀分布的宽带。 内凹式双面燕尾槽与镶嵌人隔膜上宽带燕尾紧密结 合，形成两个气囊，不漏气，隔膜装卸更换方便， 压榨压力可达到l MPa。

④滤板为组合隔膜滤板，厚度达80 mill(其他 厂厚60 mm)。配套的增强聚丙烯厢式滤板厚70 mln， 滤板原料含有增强耐压成分。

⑤在隔膜内的最低处预埋出液管，在过滤与脱 水时能把滤室腔里最低处的积水排出，过滤畅通。

⑥其他厂家滤饼厚30mm，该公司滤饼厚35 mm， 相同过滤面积滤室容积增大，产量提高1／4。

⑦洗涤方法采用双向逆流交叉洗涤法，洗涤水 可分别从滤饼两面双向交叉逆流立体洗涤，不留死 角，不走短路，达到较高的洗涤效果。

⑧设置前盖拉脱保护装置。当油缸活塞退回过 头，会造成油缸内压增大、超压，把油缸前盖顶 出，螺栓拉脱；现增加了卸压阀，可保护油缸。

⑨电控液压系统设计合理，工作可靠。油缸采 用45号无缝钢管经初镗、浮镗、珩磨而成，液压 和电控元件选用声誉好的产品。油泵流量大，活塞 移动速度快，缩短了压滤机辅助时间。采用电接点 压力表、液控单向阀和电磁换向阀等实现压紧板的 自动保压。

⑩隔膜压榨式压滤机采用新颖组合型滤板，四 周的密封面宽60 mm，其中有30 mm为凸出平面 1．5 mm的弹性体TPES(聚酯)，压紧后能起到双重 密封的作用，防止滤板间的泄漏。氟硅酸一硅胶混 合液具有刺鼻气味，物料黏性大，滤室腔内采用暗 流孑L道排出，可将刺鼻气味和腐蚀性酸水密封在滤 室腔内，保持车间环境空气不被污染。 逗朔芝机采用了一些防腐措施，如止推板进料口 采用自行设计的高强度增强聚丙烯套管带滤布夹装 置；压紧板滚轮螺栓镀铬处理；滚轮采用高强度尼 龙材料；所有不锈钢材质均采用316 L不锈钢；整 机涂防腐油漆，大梁涂环氧树脂玻璃钢，上罩316 L 不锈钢导轨，耐碱耐酸。 组合型隔膜压榨式压滤机具有过滤、充压、洗 涤、压榨和吹干5种功能，操作方便，稳定，过滤 与脱水效果明显。滤饼含水率与同类压滤机相比可 降低10～30百分点，如果滤饼含水率降低7％，则 下一道干燥工序的能耗可降低一半。新增2台HTB65—50一160UD离心式工程塑料泵(Q=25 m3／h，H=32 m)，一台用于将硅 酸一硅胶混合液打人压滤机，另一台用于将过滤后的氟硅酸清液打入清液贮槽。

经济效益评价

1)分离氟硅酸一硅胶混合液(年产7 500 t、 幻(HzSiF6)12％)，若氟硅酸水收率为60％，则每 年可回收氟硅酸540t左右；生产l t氟硅酸钠以耗 氟硅酸0．96 t计，可生产氟硅酸钠约562．5 t；以吨 利润300元计，年利润达16．9万元左右。

2)氟硅酸钠年产量18000t，每生产1 t氟硅 酸钠所排污水20 t，氟硅酸钠污水中按埘(固) 0．85％计，固相中埘(H2SiF6)1．26％，通过分离、 回收利用。每年可回收氟硅酸钠产品38 t(18 000 t ×20 t／t×0．85％×1．26％)，氟硅酸钠价格为1 500 元／t，折合利润57000元。

3)利润总计约22．6万元，2年后投资可收回。

结论

该项目虽然可回收的氟硅酸水量不大，投资回 报时间较长，但可降低氟硅酸钠酸水消耗，降低能 耗，为节能减排作贡献；特别可有效消除硅胶对氟 硅酸钠产品质量的影响，确保氟硅酸钠产品质量； 还可有效减少氟硅酸钠污水外排量及磷石膏尾矿库 回水中氟含量，降低环保风险。