引言

紅磷分公司共有兩套氟硅酸鈉裝置，裝置能力分別為8.7、10kt/a，采用鈉鹽與濕法磷酸脫氟工段的副產品氟硅酸為生產原料，產品質量符合國家標準GB/T3252-2000的要求。氟硅酸鈉生產中伴生的硅膠懸浮物影響氟硅酸鈉產品的質量，且硅膠也是有重要價值的工業原料。目前采用自然重力沉降的辦法實現氟硅酸和硅膠的液固分離，但由于懸浮的硅膠顆粒相對密度與氟硅酸溶液的相對密度接近，自然沉降液固分離效果差，細小的顆粒難以沉淀。氟硅酸中的硅膠不能很好分離除去，影響氟硅酸鈉的產量和質量，硅膠資源也得不到回收利用。若沉淀于氟硅酸貯槽底部無法利用的氟硅酸一硅膠混合液(月排放量為670t)作為廢水排放，也浪費資源。為此，筆者通過咨詢一些過濾設備廠，采用隔膜壓榨式壓濾機分離氟硅酸一硅膠混合液，現將技改方案介紹如下。

分離氟硅酸一硅膠混合液技改方案

1.1設計依據根據氟硅酸一硅膠溶液的物性，要實現氟硅酸一硅膠固液分離，必須采用壓濾機。預計將氟硅酸一硅膠混合物經壓濾機過濾后濾餅(即硅膠)中氟硅酸水質量分數降到25％左右，濾液(即氟硅酸水)中硅膠質量濃度降至5mg/L以下。

1.2工藝流程將磷酸車間送來的氟硅酸水打入氟硅酸貯槽，經沉降后，上層清液由酸泵打入清酸貯槽，下層w(硅膠)約為17.47％的氟硅酸一硅膠混合液通過新增硅膠泵間歇式打入壓濾機(新增)進行過濾，整個壓濾、拉板、卸料、洗滌濾布過程全部采用控制器自動控制。濾液(氟硅酸水)通過濾液收集槽利用酸泵(新增)打入清酸貯槽備用；濾餅(即硅膠)加入氟硅酸鈉裝置所產生的污水制成漿后，打到磷酸再漿槽。該流程須新增DN25mln空氣壓縮管，從氟硅酸鈉裝置壓縮空氣總管上引出，接入壓濾機使用。新增l根DNl50mmPP管(視污水量而定)，將一增母液水(即生產氟硅酸鈉所產生的污水)引入母液槽，沉降固體，回收由污水帶走的氟硅酸鈉，所剩污水配管打入濾渣制漿槽，與壓濾機過濾下來的濾渣一起制成一定含固量的料漿。新增DN50mm鋼骨架復合管l根，將料槳從壓濾機底部濾渣制漿槽配管打入磷酸再漿槽。

1.3設備

1)新增1臺隔膜壓濾機。其主要技術參數：型號為80/1000，外形尺寸6099mmX1420mlnx2240mm，濾室50個，過濾面積80m2，中間進料方式，要求充氣壓力≤1.0MPa、進料壓力≤0.6MPa、進料溫度≤80℃，電機功率4kW。隔膜壓榨式壓濾機特點如下。

①隔膜材料為新開發的高彈性、高韌性、高強度的耐酸、耐堿、無毒無味的彈性體TPES。

②濾板型腔設計合理，濾板內腔流道設計獨特。濾腔邊緣為斜坡過濾面，采用點狀圓錐凸臺，過濾小凸點細而密，泄水槽特別深，過濾與脫水效果好。不管漿料固體粒徑多細，壓力多大，濾餅濾布都不會在泄水槽內凹陷堵塞排水道，達到排水暢通。對超細物料過濾不易逃漿，過濾速度快，生產周期短，產量高，濾餅干，濾液清。

③隔膜濾板的結構特點：整塊增強聚丙烯濾板兩面用大型數控龍門銑床加工成均勻分布的寬帶。內凹式雙面燕尾槽與鑲嵌人隔膜上寬帶燕尾緊密結合，形成兩個氣囊，不漏氣，隔膜裝卸更換方便，壓榨壓力可達到lMPa。

④濾板為組合隔膜濾板，厚度達80mill(其他廠厚60mm)。配套的增強聚丙烯廂式濾板厚70mln，濾板原料含有增強耐壓成分。

⑤在隔膜內的最低處預埋出液管，在過濾與脫水時能把濾室腔里最低處的積水排出，過濾暢通。

⑥其他廠家濾餅厚30mm，該公司濾餅厚35mm，相同過濾面積濾室容積增大，產量提高1/4。

⑦洗滌方法采用雙向逆流交叉洗滌法，洗滌水可分別從濾餅兩面雙向交叉逆流立體洗滌，不留死角，不走短路，達到較高的洗滌效果。

⑧設置前蓋拉脫保護裝置。當油缸活塞退回過頭，會造成油缸內壓增大、超壓，把油缸前蓋頂出，螺栓拉脫；現增加了卸壓閥，可保護油缸。

⑨電控液壓系統設計合理，工作可靠。油缸采用45號無縫鋼管經初鏜、浮鏜、珩磨而成，液壓和電控元件選用聲譽好的產品。油泵流量大，活塞移動速度快，縮短了壓濾機輔助時間。采用電接點壓力表、液控單向閥和電磁換向閥等實現壓緊板的自動保壓。

⑩隔膜壓榨式壓濾機采用新穎組合型濾板，四周的密封面寬60mm，其中有30mm為凸出平面1.5mm的彈性體TPES(聚酯)，壓緊后能起到雙重密封的作用，防止濾板間的泄漏。氟硅酸一硅膠混合液具有刺鼻氣味，物料黏性大，濾室腔內采用暗流孑L道排出，可將刺鼻氣味和腐蝕性酸水密封在濾室腔內，保持車間環境空氣不被污染。逗朔芝機采用了一些防腐措施，如止推板進料口采用自行設計的高強度增強聚丙烯套管帶濾布夾裝置；壓緊板滾輪螺栓鍍鉻處理；滾輪采用高強度尼龍材料；所有不銹鋼材質均采用316L不銹鋼；整機涂防腐油漆，大梁涂環氧樹脂玻璃鋼，上罩316L不銹鋼導軌，耐堿耐酸。組合型隔膜壓榨式壓濾機具有過濾、充壓、洗滌、壓榨和吹干5種功能，操作方便，穩定，過濾與脫水效果明顯。濾餅含水率與同類壓濾機相比可降低10～30百分點，如果濾餅含水率降低7％，則下一道干燥工序的能耗可降低一半。

2)新增2臺HTB65—50一160UD離心式工程塑料泵(Q=25m3/h，H=32m)，一臺用于將硅酸一硅膠混合液打人壓濾機，另一臺用于將過濾后的氟硅酸清液打入清液貯槽。

經濟效益評價

1)分離氟硅酸一硅膠混合液(年產7500t)，若氟硅酸水收率為60％，則每年可回收氟硅酸540t左右；生產lt氟硅酸鈉以耗氟硅酸0.96t計，可生產氟硅酸鈉約562.5t；以噸利潤300元計，年利潤達16.9萬元左右。

2)氟硅酸鈉年產量18000t，每生產1t氟硅酸鈉所排污水20t，氟硅酸鈉污水中按塒(固)0.85％計，固相中塒(H2SiF6)1.26％，通過分離、回收利用。每年可回收氟硅酸鈉產品38t(18000t×20t/t×0.85％×1.26％)，氟硅酸鈉價格為1500元/t，折合利潤57000元。

3)利潤總計約22.6萬元，2年后投資可收回。

結論

該項目雖然可回收的氟硅酸水量不大，投資回報時間較長，但可降低氟硅酸鈉酸水消耗，降低能耗，為節能減排作貢獻；特別可有效消除硅膠對氟硅酸鈉產品質量的影響，確保氟硅酸鈉產品質量；還可有效減少氟硅酸鈉污水外排量及磷石膏尾礦庫回水中氟含量，降低環保風險。