氟化钠的生产工艺研究

氟化钠的生产工艺研究（精选六篇）

氟化钠的生产工艺研究 篇1

1 实验部分

1.1 实验原料及设备

原料:含氟污泥(成分如表1所示);含氟硫酸;工业纯碱;生石灰;工业氯化钡。

设备:聚四氟乙烯蒸馏罐(200 L);反应釜(50 L);筛网(80目);电动搅拌器;水环式真空泵;抽滤罐;烘箱;马弗炉;球磨机。

1.2 实验原理、实验方法及产品检测

实验原理:利用硫酸(沸点:338℃)和氢氟酸(沸点:120℃)的沸点差,通过常压蒸馏,将分解钽、铌矿石后排出的废液中的氢氟酸蒸出来作为本工艺过程的酸源。利用氢氟酸与碳酸钙、氢氧化钙反应,生成目的产物氟化钙而使含氟污泥中的碳酸钙和氢氧化钙杂质得以除去。利用碳酸钠与硫酸钙反应,生成溶于水的硫酸钠和碳酸钙而使污泥中的硫酸钙杂质得以除去。利用氢氟酸与二氧化硅反应,生成四氟化硅气体而使污泥中的二氧化硅杂质得以除去。利用沙石粒度大的特点,用筛网将沙石滤出而使沙石得以除去。利用高温将煤粉烧掉。

反应方程式如下:

实验方法:本实验共分:常压蒸馏,一次酸化,沉淀转化,二次酸化,烘干、煅烧等五个工序。

1.2.1 常压蒸馏

将分解钽、铌矿石后排出的废液180 kg加入到聚四氟乙烯蒸馏罐(200 L)中、加热升温,常压下控制温度在135~150℃,就可蒸出90 kg浓度为15.77%的氢氟酸。该氢氟酸即为本工艺过程中的酸源。蒸馏罐中剩余的90 kg残液主要成分是硫酸,去废水处理工段。

1.2.2 一次酸化

将来自二次酸化工序的滤液及洗涤滤饼后的洗水合并,在一次酸化反应釜中与含氟污泥混合、在常温的条件下搅拌(搅拌转速为100 r/min左右即可,不作严格要求,下同),通过添加污泥量的多少来控制料浆p H≤2,反应30 min后再向反应釜中添加少量污泥将料浆p H调至接近中性,然后出料、过筛。筛网上的固体去废渣处理工段;液体经真空抽滤后,滤饼去沉淀转化工序;滤液留作洗涤二次酸化后的滤饼之用。在反应过程中产生的气体从反应釜的顶部排出,去吸收工段。

1.2.3 沉淀转化

按理论量将一定浓度的纯碱溶液加入到沉淀转化反应器中,在常温、搅拌的条件下,将来自一次酸化工序的滤饼加入到该反应器中,待料浆p H接近中性时反应结束(该反应约需2 h)。然后抽滤。滤饼去二次酸化工序,滤液去废水处理工段。

1.2.4 二次酸化

按理论量过量10%,将浓度为15.77%的氢氟酸加入到二次酸化反应釜中,在常温的条件下与来自沉淀转化工序的滤饼混合、搅拌,50 min后反应结束(不再有气体生成),然后抽滤。滤饼用水洗至中性后,去烘干、煅烧工序。滤液及洗涤滤饼后的洗水合并去一次酸化工序。在反应过程中产生的气体从反应釜的顶部排出,去吸收工段。

1.2.5 烘干、煅烧

将来自二次酸化工序的滤饼烘干后(烘箱温度不限,烘干即可),放入马弗炉中,升温至1 000℃、保温20~30 min,然后断电冷却,球磨成一定粒度的细粉即得产品。

1.2.6 产品检测

产品中氟化钙含量的测定按照GB/T5195.1-2006《萤石氟化钙含量的测定》进行检测;

产品中二氧化硅含量的测定按照GB/T5195.8-2006《萤石二氧化硅含量的测定》进行检测;

产品中氟的测定用氟离子选择电极进行检测。

1.3 实验结果

在上述工艺条件下进行了三组平行实验,对重现性进行了验证,所得氟化钙产品质量如表2。

1.4 生产过程中废渣、废水、废气的处理

1.4.1 废渣的处理

废渣来自一次酸化工序。由于含氟污泥的粒度很细,99%以上的含氟污泥的粒度都在-80目以下[1]。因此用80目的筛网可将粒度大于-80目的沙石过滤出来。(如果用更细的筛网,过滤时的阻力太大)。该废渣是纯粹的沙石,用少量水洗一遍后即可出售给建筑工地。每处理一吨含氟污泥可得该废渣(即:沙石)41 kg。

1.4.2 废水的处理

废水来自常压蒸馏工序和沉淀转化工序。在常压蒸馏工序中,每蒸馏一吨含氟硫酸即可产生500 kg的残液。该残液是浓度极高的硫酸,如果不打算将硫酸提纯出来的话,可将该残液排入生产钽、铌企业的下水管道(因为对生产钽、铌企业来说,该残液中并未增加新的污染因子)。来自沉淀转化工序的废水,其主要有害成分是硫酸钠。只要将该废水中的硫酸根除去,剩余的水可返回系统循环使用。因此对该废水的处理方法是,按理论量向该废水中加入工业氯化钡,使硫酸钠转变为硫酸钡沉淀而得以除去。副产物硫酸钡可作为商品出售。

原理为:

结果:每处理1 t含氟污泥需消耗工业氯化钡24 kg,可得硫酸钡25 kg。

1.4.3 废气的处理

废气来自酸化工序和煅烧工序。其主要成分是二氧化碳。将来自酸化工序和煅烧工序的气体收集、合并,用压缩机送入填料吸收塔,用石灰乳作吸收剂。本工段的副产物是轻质碳酸钙(用石灰乳吸收二氧化碳制备轻质碳酸钙已有成熟的工艺设计)。

原理为:

结果:每处理1 t含氟污泥需消耗生石灰210 kg,可得碳酸钙337 kg。

1.5 生产成本

注:(1)含氟污泥和含氟硫酸均是企业排出的废渣和废液,其自身价格为零,但需考虑运输成本;(2)常压蒸馏,搅拌,抽滤,气、液输送,煅烧等操作中的电力消耗、燃气消耗、人员工资等未作计算;(3)烘干所需的热量可由煅烧后物料的冷却散热提供;(4)消耗生石灰的成本可由出售副产品轻质碳酸钙的收入来冲抵。

每生产1 t氟化钙产品主要原料消耗如表3。

2 结论

(1)以含氟污泥和含氟硫酸为主要原料生产氟化钙的工艺是可行的。产品的质量完全能满足生产氢氟酸等以萤石为原料的企业的质量要求。

(2)该工艺流程简单,生产过程中没有三废对环境的二次污染。

(3)社会效益明显。既减轻了生产钽、铌企业处理含氟废水的负荷,又解决了污泥的占地问题和环保问题,同时还使氟资源得到了有效的循环利用。

苹果酒的生产工艺研究 篇2

关键词 苹果酒 ；正交实验 ；发酵 ；褐变 ；酵母

中图分类号 TS261.4

Abstract Explore the better production technology of applejack by orthogonal test. The results showed that Na2SO3 can prevent running， pectinase can improve the rate of juice and the clarification of fruit juice controlling some yeast fermentation conditions， fermented applejack， diatomite clarification with aging， component blending liquor， sterilization， detection， bottling， and on this basis to enlarge the production， achieved satisfactory results.

Key words applejack ； orthogonal experiment ； fermentation ； browning ； yeast

利用现代生物技术，可将苹果加工成苹果酒。苹果中含有的发酵性糖分，其量最适于做低度酒，正好适应饮用酒向低度发展的趋势[1-5]。笔者通过正交实验，摸索出了适合生产苹果酒的生产工艺条件。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

1.1.1 材料

富士苹果、酿酒高活性干酵母、优质白砂糖、纯净水、Na2SO3（化学纯）、优质柠檬酸晶体、A6070青苹果香精、果胶酶、3，5-二硝基水杨酸、硅藻土、蛋白糖、0.1 %美兰液。

1.1.2 仪器

苹果削皮机、JLI30—A型食物搅碎器、可调万用电炉、多功能打浆机、PWS10—002数显保温培养箱、WYT—4型手持糖度计、酒度汁、四孔水浴锅、XSP—188型显微镜、比重式糖度计、722型紫外分光光度计、TG328B型分析天平、PSH—3C型精密pH计、天平（感量为0.2 g）、120目滤布、医用纱布、双龙冷藏箱、101-2型干燥箱、擦镜纸、台秤、虹吸管。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程[6]

苹果→分选→漂洗→去皮去核→打浆→调pH→加果胶酶→45 ℃，1 h→榨汁→沉降24 h→虹吸除去沉淀物→酸调糖→接入酵母（活化）→主酵→倒瓶（糖度不明显下降时）→后酵→倒瓶（糖度基本恒定）→加硅藻土→沉降24 h→过滤→低温后熟陈酿→调酒→灭菌并无菌检测→装瓶→成品。

1.2.2 最佳发酵配方

影响成品酒风味的诸多因素中以温度、酸度、糖度和接种量4个因素的影响最大。选择4因素3水平实验，以确定发酵的最佳配方。发酵完后对原酒分5个小项，每小项20分，评分员品尝后打分。这5个小项分别是：（1）糖度；（2）酸度；（3）酒精度；（4）有无苦涩异味；（5）苹果香型。

发酵期间，每天观察发酵液的颜色、气味、液温、浊度、酸度、总糖、还原糖、pH等变化。

1.2.3 原酒的调配

实验最终测定发酵后的原酒成分如下： 酒度9.8 %，酸度4.1 g/L，挥发酵0.279 g/L，总糖度4.7 °Bx，pH 3.8，还原糖1.8 g/L。采用4因素3水平做原酒调配的正交实验，调好后品尝打分。

2 结果与分析

通过试验摸索出了苹果酒生产过程中的一些关键环节，如果汁的制备、发酵条件、原酒澄清与过滤、原酒的调配等方法与具体配方，然后在此基础上放大生产50 kg，取得了较好的效果。现将各种配方与实验条件归纳如下。

2.1 苹果酒口味

实验数据与综合评分见表1。经品尝，6号的口感较好，其香型、酸度、酒精度比较合适。

由表1的极差分析可知，对酒的口味影响最大的因素是发酵液的起始酸度，其次是接种量、温度、糖度，可以看出最佳发酵配方为6号，温度20 ℃，糖度20 °Bx，酸度2 g/L，接种量0.08 %。

2.2 果汁制备条件

为防止果汁褐变，添加Na2SO3，浓度为100 mg/L。用果胶酶处理果汁的最佳方案：加量浓度为0.3 g/L，处理时间为1.5 h，处理温度为45-50 ℃，pH 4.2。

2.3 发酵控制

发酵期间各项指标变化情况见表2。经分析可知干酵母的复活方案：果汁糖度10 °Bx，pH 3.5，培养温度35 ℃，培养时间1.52 h。发酵的最佳配方：温度20 ℃，糖度20 °Bx，酸度2 g/L，接种量0.08 %。陈酿温度：5 ℃（可在冰箱中控制温度冷藏）。

2.4 原酒调配及过滤

由表3可知香精的添加量对果酒的风味影响很大，而糖和酸的R值相差很小，说明二者几乎同等重要，酒度为7 %-9 %均可被消费者接受，影响很小。最佳组合是糖度12 °Bx，酸度4.5 g/L，酒度7 %，香精的添加量为0.12×10-3，所以原酒的调配以此为标准（表3）。发酵后原酒的酒度、酸度与实验得到的最佳组合较接近，故不再进行调配，而只是调糖度和香精度。添加0.5 %的硅藻土进行过滤。

nlc202309021120

2.5 成品酒的质量指标

糖度：12 °Bx；甜度：适中；酸度：4.12 g/L；酒度：9.8 %；挥发酸：0.28 g/L；香精稀释倍数：2 500；T650：97.2 %；口感：爽口，略甜，低醇香味；色泽：淡黄，澄清无沉淀；细菌、大肠杆菌检测均符合规定，即细菌总数≤100 cfu/mL，大肠菌数≤0.03 cfu/mL；致病菌：未检出。

3 结论与讨论

制约苹果酒生产最主要的4个因素分别为：（1）榨汁困难且出汁率低。（2）苹果汁极易氧化褐变。（3）原酒的澄清难度较大。（4）成品酒前期易浑浊。本实验较好地解决了上述4个难题。首先，在榨汁阶段，采用了2种方法。一种是先用搅拌器打浆（必须加水），后用果胶酶处理，出汁率达90 %。另一种是用多功能打浆机（不需或只加少量水），直接得到纯果汁，糖度较高，但出汁率稍低。2种方法混合使用，可提高苹果的利用率。

其次，为了防止果汁发生氧化褐变，摸索出了添加Na2SO3的最佳配方。结果发现Na2SO3不仅能起保护作用，而且还可以抑制杂菌和调节pH。榨汁时加入果胶酶，既可出汁率又起到澄清作用。主酵结束后及时倒罐，将果酒从沉降下来的果渣与酵母中分离出来，防止果渣与酵母中大量不好的风味被抽提而溶于果酒中。

在低温下对发酵原酒进行陈酿，可生成少量酯类及芳香物质，并使之很好地溶于果酒中与其他成分相协调，使果酒的风味更浓郁。后酵结束后，可加硅藻土澄清。陈酿后出现的少量沉淀可在调酒后过滤除去。

参考文献

[1] 张建刚，宋纪蓉，董 武. 酵母发酵果酒的研究[J]. 西北大学学报：自然科学版，1999，29（1）：41-44.

[2] 闫冬梅. 苹果酒的酿制[J]. 酿酒科技，2000（02）：92.

[3] 阮仕立，王西锐，刘德兵，等. 苹果酒的开发研究进展[J]. 食品与发酵工业，2001，27（4）：75-78.

[4] 代同现，王中兴. 干式苹果酒的酿造[J]. 酿酒科技，1999（4）：55-56.

[5] 赵建根，刘月永，高红心，等. 一种甜型苹果酒的研制[J]. 酿酒科技，2000（3）：87-88.

[6] 梁黎明. 苹果酒[J]. 酿酒，1999（5）：43-44.

无水氟化氢生产技术的研究进展 篇3

我国磷矿储量150亿t(以含P2O530%的标矿计),目前每年开采的磷矿石量达4000多万t,并以5%的速度增长。磷矿中含有3%左右的氟元素,以磷矿石为原料生产湿法磷酸、磷肥时会排放大量的含氟气体,经水吸收、处理后得到氟硅酸,一部分氟在磷肥产品中以Ca F2、Ca Si F6和NH4F的形式进入土壤,对环境造成极大危害。据测算,我国每年在磷矿开采、加工及磷肥使用过程中有100多万t氟以各种形态被排放到自然环境中,约等于我国氟化工行业当年耗用的氟资源总量。因此回收利用磷肥副产氟硅酸生产无水氟化氢,不仅有利于治理氟污染,而且有利于萤石资源的保护,更有利于氟资源的有效利用。工信部在2010年“磷肥行业清洁生产技术推行方案”中提出2012年回收磷矿中氟生产无水氟化氢20万t,节约萤石上百万t的总体目标,标志我国加大对磷矿中氟资源利用的力度。

我国目前无水氟化氢的生产还是以萤石——硫酸路线为主,氟硅酸原料路线处于工业装置示范阶段。

1 萤石——硫酸法

萤石——硫酸法[1]生产无水氟化氢技术主要来源于生产实践经验和国外引进技术。萤石和硫酸反应生成HF的反应式为:

Ca F2+H2SO4→2HF+Ca SO4

工艺过程:湿的氟化钙进入回转式烘干炉烘干,通过输送装置送至氟化钙储罐,计量后进入预反应器;从烟酸反应器出来的硫酸计量后也进入预反应器,在此发生化学反应,产生HF气体,随后未反应的Ca F2和H2SO4进入间接加热的回转窑内继续反应,以使反应完全充分。

反应产生的粗HF被吸到预洗涤塔中用硫酸洗涤,去除灰尘、水分、脱硫,分离出高熔点杂质如H2SO4和HSO3F后进入冷凝器,HF气体经过冷却液化为粗HF液体。洗涤后的硫酸进入到烟酸反应器。粗HF液体进入精馏塔和脱气塔,进一步除去SO2-、Si F4-、H2SO4、H2O和惰性气体,净化后得到精制HF液体。分析合格后转入HF储罐,可作为产品出售。

出冷凝器和精溜塔的不凝性气体中所含的残留HF在硫酸洗涤器中被H2SO4吸收,进入工艺循环。

H2Si F6通过2级洗涤生成质量分数25%以上的H2Si F6溶液。

反应炉尾部出来的Ca SO4作为副产品从炉中排出,与石灰石中和后,经过尾气吸收和冷却进入氟石膏渣仓,等待外运处理。这些氟石膏一般被应用于建筑和水泥制造。工艺流程见图1。

2 氟硅酸法

目前,由氟硅酸制取氟化氢的工艺可大致归纳为以下5种。

2.1 氟硅酸合成氟化钙法

美国矿务局开发了由氟硅酸制氟化铵,再与石灰合成氟化钙,然后按传统萤石法生产氢氟酸的工艺[2~3]。将氟硅酸氨化得到氟化铵和二氧化硅,控制p H=9,以利于二氧化硅的分离。其化学反应式为:

6NH3+H2Si F6+2H2O→6NH4F+Si O2↓

滤液加熟石灰,生成氟化钙沉淀出来,释放出的氨返回系统循环使用,反应式为:

3Ca(OH)2+6NH4F+3H2O→3Ca F2↓+6NH3↑+9H2O

通过分离干燥,所得氟化钙的质量分数可达97.7%,二氧化硅的质量分数为0.71%,氟和氨的回收率分别为97.3%和88.8%,氟化钙按传统方法生产氟化氢。该工艺氟的总回收率高,但工艺流程长,生产成本较高。

其它由氟硅酸合成氟化钙法还包括:用氟硅酸和磷矿石(或碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙[4])反应制备氟化钙,然后按照萤石制取氟化氢的传统工艺生产氢氟酸。该方法借鉴了原有萤石法氟化氢的生产工艺,后续工段的工业化技术较为成熟。但缺点是工艺路线长,产品成本较高。

2.2 氟硅酸热分解制取HF(“Buss法”)

瑞士巴斯(Buss)公司[2]研究了热法分解氟硅酸的工艺:150℃时,氟硅酸受热分解为氟化氢和四氟化硅。其化学反应式为:

H2Si F6→Si F4↑+HF↑

将有机吸收剂(如聚乙醚)与氟硅酸溶液接触,溶解吸收氟化氢,除去溶解度较小的四氟化硅,然后用庚烷(或聚乙二醇)吸收有机吸收剂中的氟化氢。溶解于庚烷的氟化氢经冷却、液液分离、精馏和冷却而制得高浓度的氢氟酸产品,四氟化硅返回系统生成氟硅酸循环使用。该法的特点是整个过程中没有使用附加原料,有机溶剂可循环使用,工艺流程短;但是,设备材质不易选取,工艺条件不易控制,同时能耗较大,生产成本较高。

2.3 氟氢化钠热分解法(“IMC法”)

爱尔兰都柏林化学公司和英国ISC化学公司联合开发了氟氢化钠热分解生产氟化氢的工艺(IMC工艺),并进行了工业性试验。主要过程为:首先用氨中和氟硅酸,分离二氧化硅,然后氟化铵和氟化钾作用,释放出的氨送回中和工段:

6NH3+H2Si F6+2H2O→6NH4F+SiO2↓

NH4F+KF→KHF2+NH3↑

结晶出的氟氢化钾悬浮液进行复分解制得氟氢化钠,氟化钾返回系统循环使用:

KHF2+Na F→KF+Na HF2

分离出的氟氢化钠晶体经干燥。送回转炉,在300℃进行分解:

Na HF2→Na F+HF

氟化氢经冷却、净化、精馏得到氢氟酸或无水氟化氢。工艺流程见图2。

氟氢化钠热分解法的最大缺点是氟硅酸钠在氨水中转化不完全;生成的氟化钠和氟化铵含量很低,需要蒸发大量水。另外,氟氢化钠的热解不完全,工艺较为繁杂,能耗高,工业应用还有一定的难度。

2.4 氟硅酸氨化硫酸分解法[5~7]

氟硅酸与液氨在氨解反应器进行氨化反应,生成氟化铵溶液与二氧化硅沉淀。经过滤后的滤液氟化铵经蒸发浓缩使其完全转化为氟化氢铵,经制片生产氟化氢铵固体。氟化氢铵固体与浓硫酸经混合后,在l、2级预反应器内进行高温(蒸汽间接加热,温度110~140℃)预反应,氟化氢气体在引风机的作用下进入氟化氢净化、吸收系统。从第2级预反应器流出的反应液和返料硫酸铵一起在预混合器中混合,再经混料螺旋混匀后进入反应炉,经外夹套传热后,生成氟化氢气体和硫酸铵。其中氟化氢气体在引风机的作用下进入氟化氢净化、吸收系统。反应后硫酸铵经出料螺旋进入混合机,在混合机内与加入的碳酸氢铵反应除去其中的硫酸。成品硫酸铵一部分返回炉头作为返料,另一部分经包装即为产品。

氟化氢气体经净化塔净化后进入气体吸收系统,用水吸收后制得质量分数40%的氢氟酸或经冷冻以生产无水氟化氢。工艺流程图如图3所示。主要发生如下化学反应:

氟硅酸氨化硫酸分解法已由云天化进行了小试,实验结果表明,所确定的技术路线合理可行,小试所得的产品氢氟酸纯度达到该公司要求,小试总氟收率为92%。尾气排放可以达到GB 16297-1996的要求。但尚存在以下问题需解决:蒸汽消耗高;浓缩、蒸发过程中氟收率低;氟化铵蒸发过程要求物料温度过高,材质要求较为苛刻,工业选材还有待商榷;过程有稀氨水产生。目前该工艺正在进行改进和工程化研究中。

2.5 氟硅酸硫酸分解法

美国维尔曼—动力煤气公司研究了硫酸分解氟硅酸制取氟化氢的工艺,主要包括氟硅酸的浓缩、脱水、四氟化硅的解吸、氟化氢的吸收和精馏等过程。该工艺最大的特点是经济效益较好,但产生了大量70%的稀硫酸,难以在磷肥生产中消化。

瑞士戴维工艺技术公司研究了类似的生产流程,并建成了中试生产装置。瓮福集团采用公司自主开发的氟硅酸脱砷技术与该技术嫁接,建成20kt·a-1氟硅酸生产无水氟化氢装置并成功生产出合格产品,标志着世界首套氟硅酸生产无水氟化氢装置正式投入工业化生产。

3 直接法氟硅酸制取无水氟化氢技术

3.1 工艺流程

采用以磷矿石为初始原料的路线,用硫酸分解氟硅酸,利用在磷肥等生产中产生的18%H2Si F6进一步生产无水氟化氢。

贵州磷矿含有砷,砷也进入氟硅酸,使其砷含量在数十mg·L-1以上。当用氟硅酸制取高纯无水氟化氢时,砷是一种有害而必须除去的杂质。因此,为保证无水氟化氢的质量,对原料氟硅酸首先需要进行脱砷,采用的方法为自主开发的氟硅酸的脱砷新技术,属于化学沉淀法。除砷原料易得,添加量小,一般可将氟硅酸中的砷含量由50~100 mg·L-1的降到1×10-6以下,氟硅酸的回收率大于98.3%。工艺流程如图4。

浓缩氟硅酸在硫酸中按下式进行分解反应:

H2Si F6·Si F4+H2SO4→2Si F4+2HF+H2SO4

3.2 新技术特点

直接法无水氟化氢装置技术具有以下特点:

(1)资源的再利用。采用磷肥副产的废弃物氟硅酸作为原料,形成新的可利用氟资源,开辟了氟材料的新来源。

(2)资源消耗低,成本低。浓硫酸在生产中仅作为脱水剂、催化剂分解氟硅酸,工艺副产稀硫酸可用于磷酸生产,硫酸无消耗,氟硅酸消耗1.437 t·t-1。由氟硅酸制取无水氟化氢具有低消耗、低成本的绝对竞争优势,与萤石法相比每t产品生产成本相差数千元,随着萤石的价格上涨,差距仍将继续扩大,且产品质量完全符合国家标准,将成为一个新的氟资源来源。

(3)氟回收率较高。产品中氟回收率达83.5%,有3.2%的含氟废水和硫酸返回制酸系统循环利用,2.1%的含氟废水可作为选矿用水返回系统,二氧化硅滤饼中11.2%的氟用于含氟硅胶生产高补强白炭黑。

(4)副产物的再利用。副产Si O2纯度高,杂质少,用NH4F溶液处理含氟硅胶,制(NH4)2Si F6溶液,并回收氨水,然后将回收氨水在一定条件下再加到(NH4)2Si F6溶液中,过滤、洗涤、干燥得产品。本技术主要原料NH4F溶液和氨水循环利用。

(5排放低。仅有尾气需要排放,装置的其他排放物都作为下游的生产原料。萤石法有大量的氟石膏、稀硫酸、氟硅酸、废水需中和处理或外运出厂。

(6)产品质量好。产品质量全面优于无水氟化氢国家标准(GB 7746-1997)优等品。

3.3 经济比较

目前无水氟化氢的价格大约为10000元·t-1。萤石法无水氟化氢每t约需消耗萤石(97%质量分数)2.3t,硫酸2.7t,260kg标煤,加上运行成本,萤石法无水氟化氢每t生产成本约7000~8000元人民币,利润每t约2000~3000元人民币。

直接法无水氟化氢每t需消耗氟硅酸1.437t,工艺副产稀硫酸可用作磷酸生产,硫酸无消耗,无水氟化氢每t生产成本约3000~4000元人民币,利润每t约6000~7000元人民币。因此,在萤石价格高企的今天,由氟硅酸制取无水氟化氢具有低消耗、低成本的绝对竞争优势,与萤石法相比t产品生产成本相差约4000~5000元·t-1,随着萤石的价格不断上涨,差距仍将继续扩大,无水氟化氢装置技术的优势十分明显。

4 结语

(1)利用磷肥副产氟硅酸生产无水氟化氢,不仅有利于治理氟污染,而且有利于萤石资源的保护,更有利于氟资源的有效利用。

(2)回收磷矿中伴生氟生产无水氟化氢,有效地延长磷肥企业产业链,可以调整磷肥企业的产品结构。

(3)利用磷矿伴生氟生产无水氟化氢,可以实现资源的循环利用,具有巨大的环保效益、经济效益和社会效益。

参考文献

[1]徐建国,周贞峰,应盛荣.我国氟化氢产品生产技术的现状及发展趋势[J].化工生产与技术,2010,1(76):8-14.

[2]李勇辉,明大增,李志祥,等.磷肥副产氟硅酸制备氟化氢技术[J].磷肥与复肥,2010,25(2):48-51.

[3]闵蒋兴,周翔.氟硅酸的综合利用[J].化学工业与工程技术,1999,20(4):30-33.

[4]张志业,王励生.由磷肥厂副产氟硅酸生产无水氟化氢[J].硫磷设计与粉体工程,2006,(2):6-9.

[5]李志祥,明大增,钟英.磷矿伴生氟资源的综合利用[J].磷肥与复肥,2008,23(1):64-66.

[6]王占前,旷戈,林诚,等.氟化氢生产技术进展[J].化工生产与技术,2009,16(6):1-5.

二甲双胍片生产工艺的改进研究 篇4

【关键词】二甲双胍；生产工艺；改进

二甲双胍是治疗糖尿病过程中经常使用的一种药剂，在传统的制备工艺上存在着一定的不足，同时也使得药品的疗效受到了非常大的影响，所以有关人员也不断对这种药品的生产工艺予以改进，以便能够更好的体现出药品的疗效，提高药品自身的质量，本文主要以二甲双胍的制备工艺为例对二甲双胍生产工艺的改进进行研究。

1、原辅料预处理——粉碎过筛

在进行二甲双胍的生产中，主要的材料和辅助材料都要进行一定的粉碎处理，使其达到相应的大小，为制剂的制备提供更大的便利，所以原料的粉碎和过筛就是特别关键的一个过程。二甲双胍的原材料是一种白色的晶体，晶体整体的脆性很大，同时其颗粒的大小也超过了一般颗粒的水平，在对其进行压缩以后非常容易出现分层的碎片，所以在生产二甲双胍的过程中需要对原材料就行粉碎和过筛，这样才能改变晶体的大小，在对辅料进行粉碎和过筛的过程中也可以有效的保证药品的混合均匀度，从而也更好的提高了药品的治疗效果，在传统的粉碎过筛过程中采用的是60的目筛，这种目筛无法保证药片的浓度，所以为了改变这种情况在改进的过程中选择了80目筛，改进之后，二甲双胍的溶出度已经有了非常明显的提升。

2、制颗粒——软材过筛制粒

2.1制软材

按照处方的相关要求称取适量的原辅料细粉，将其放置在混合设备当中，首先应该开启混合机，在初级阶段应该保证原来的辅料能够混合的更加充分，之后再根据制备的要求加入适量的粘合剂，经过仔细的试验和选择，新的粘合剂是HPMC和淀粉浆，在使用粘合剂的过程中淀粉浆的温度可以更加的随意，二甲双胍是一种稳定性非常强的药物，所以在制备的过程中可以用热浆也可以用冷浆。在制软材的过程中一个非常重要的环节就是材料混合时间的控制，在二甲双胍的制备过程中粘合剂的混合过程需要比较长的一段时间，同时其黏度也相对较大，所以制成的颗粒也相对较硬，这样就会使得片剂在重量上出现非常明显的差异，这样也会对溶出度产生非常不利的影响。而在新工艺中加入混合之后的粘合剂，得到的软材颗粒的硬度就有了明显的下降，片剂的重量差也明显减小，相应的溶出度也高了很多。

2.2制湿颗粒

在制湿颗粒的过程中首先软材应该通过相应的筛网，这样才能保证颗粒的大小适中，同时其在色泽上也应该能够达到一定的水平，在对湿颗粒进行质检的过程中一定要在手中来回震荡几次，然后观察其是否有开裂等损坏的现象。高质量的颗粒应该有以下几个特征，首先是在手中应该有一定的沉度，同时其颗粒的大小应该均匀，制粒的设备应该采用要拜师颗粒机，这种设备在工作时不会因为制取的量比较大就会使生产质量下降，同时其在拆装和清洗的过程中也非常的便利，所以也能够满足多数情况的生产需要胆识在筛网的选择上主要有两种，一种是金属筛网，一种是尼龙筛网，采用金属筛网会使得金属屑溶入药品中，所以采用尼龙网，同时筛网的目数也会对制备的效果产生非常重要的影响，原来的工艺中采用的是16目的尼龙筛网，这种筛网能够有效的保证材料的均匀程度，但整体的粗细程度较细，所以材料中会出现比较多的干细粉，遮阳板就会使得压片过程中出现很多的问题和障碍，所以片重的差异也相对较大，为了克服上述的不足，在新工艺中选择的是12目的尼龙网，在经过改进之后，颗粒更加的均匀，同时流动性也有了很大的改善，在这样的情况下也使得压片的过程更加顺利。

3、干燥

湿颗粒制成后，应尽可能迅速干燥，放置过久也易结块或变形。二甲双胍片湿颗粒采用热风循环烘箱干燥，干燥时，将湿颗粒平铺于铺有一层布的烘盘上，厚度适度，要求不超过2厘米，烘盘置于烘车上，推入烘箱，进行热风干燥。在干燥过程中须定时翻动，并轮流交换上下烘盘，以便使受热均匀。待颗粒有七成干时进行翻动，以免破坏颗粒完整性使细粉增多。湿颗粒干燥温度在60-80℃。二甲双胍对热较稳定，其湿颗粒干燥温度可适当提高，但也不能太高。原工艺干燥温度70--800C，温度高，干燥速度快了，经常造成外壳干硬而颗粒内部残留水份过多的“虚假干燥”现象，从而影响以后工序的操作，特别是影响压片。经试验，二甲双胍片新工艺湿颗粒的干燥温度控制在60-70℃较适宜，且温度应逐渐升高，防止颗粒表面干燥后结硬而影响内部水份的蒸发。

4、整粒与混合

在干燥过程中，某些颗粒可能彼此粘连结块，需过筛整粒，使成为适于压片的均匀干粒。由于颗粒干燥时体积缩小，因此过筛选择的筛网孔径较制湿粒时所用的为小，但在选用时还要考虑干颗粒的松紧情况。若颗粒较疏松，宜选用较大的筛网以免破坏颗粒和增加细粉；若颗粒较粗硬，应用较小的筛网，以免过筛后的颗粒過于粗硬。过筛选用12-20目筛。二甲双胍片新工艺采用14目不锈钢筛整粒，整粒后得到的干颗粒粗细均匀，流动性好，利于压片。原工艺采用16目不锈钢筛整粒，筛网较细，颗粒易被破坏，产生较多细粉，不利于下一步骤——压片。

整粒是为了使干燥后的颗粒（其中一些粘连结块）粉碎成为均匀干粒，以利于压片。对于筛网的选择很重要，若筛网的目数高，则整粒后颗粒的细粉多，流动性就差，易产生裂片、松片、毛边及粘冲等现象；若筛网的目数低了，整粒后干颗粒粗，而不匀，促使片剂表面粗糙麻面。

5、压片

压片过程中压片机的总压力控制是非常关键的，压力的大小直影响片剂的硬度和外观。压力大，片剂硬度大，外观完整，但长时间的大压力操作对压片机会造成损害，且随着压力增大对片剂硬度的影响减小；压力小，导致片剂硬度小，不利于包衣，且片剂易出现松片及麻面现象。通过生产工艺的优化，新处方工艺生产的二甲双胍片芯克服了原处方工艺生产时经常出现的松片（出现比例在20%以上）、裂片（出现比例在40%左右）、分层（出现比例在20%左右）、粘冲（出现比例在30%以上）等多的现象，目前工艺生产的二甲双胍片芯松片出现比例在5%以下，裂片出现比例在10%左右，分层出现比例在3%以下，粘冲出现比例在10%左右。新处方工艺提高了片芯的硬度，一般在75（N）以上，适合包衣。

6、结语

在二甲双胍的生产中，传统的生产工艺已经不能很好的满足当今时代的发展需要，所以一定要针对以往生产工艺中存在的不足进行有效的改进和完善，只有这样才能更好的保证二甲双胍片的生产质量，保证其有更好的疗效，从而也更好的为糖尿病患者的健康保驾护航。

参考文献

[1]王春，寇杰，陈庆贞.盐酸二甲双胍片的生产工艺改进[J].山东医药工业，2003（01）.

氟化钠的生产工艺研究 篇5

Ca5F(PO4)3+5H2SO4+5nH2O

=3H3PO4+5CaSO4·nH2O↓+HF↑

6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O

H2SiF6=SiF4↑+2HF↑

2H2SiF6+SiO2=3SiF4↑+2H2O

氟是一种宝贵的元素,用途非常广泛,特别是炼铝工业和制冷剂方面都需要大量的氟。因此从湿法磷酸生产中回收利用氟资源,减少环境污染是完全必要的。

1 氨水吸收含氟尾气基本原理

用氨水来吸收含氟尾气将发生下列反应:

SiF4+H2O=H2SiF6+SiO2

H2SiF6+2NH3=(NH4)2SiF6

硅氟酸铵易溶于水,与过量的氨作用时分解,分解反应如下:

(NH4)2SiF6+4NH3+(n+2)H2O→6NH4F+SiO2

这个反应可逆,选择相应的条件,便能使之往任一方向进行到底。

2 氨水吸收含氟尾气实验

2.1 原料、试剂及仪器设备

贵州开阳磷矿的组成见表1。

氨水(工业级,纯度35%)、硫酸(工业级,纯度98%)、湿法磷酸(工业级,含氟量为21.75 g·L-1)。

PHS-3C型精密酸度计、氟离子选择电极、饱和甘汞电极、恒温槽、搅拌器、真空泵。

2.2 实验装置

实验装置见图1。

2.3 实验步骤

(1)按图1所示连接好实验装置,开启恒温槽,设置温度为80 ℃。

(2)量取50 mL湿法磷酸和10 mL硫酸于反应器1中,预热10 min。

(3)量取30 mL一定pH值的氨水溶液于吸收管A中,量取30 mL蒸馏水于吸收管B中,用天平称取20 g磷矿粉。

1.反应器2.调速器3.搅拌器4.恒温槽5.吸收管A 6.吸收管B 7.缓冲瓶8.真空泵9.调节阀

(4)开启真空泵,通过调节调节阀9,使吸收管A、B中有气体通过,然后匀速地将磷矿粉加到已经预热了10 min的反应器1中(控制在2 min左右加完),开启搅拌器。

(5)反应一定时间后,通过调节调节阀9,使吸收管A、B中没有气体通过,关闭真空泵和搅拌器,取吸收液A、B分析其中的氟(F)含量,氟含量的测定采用氟离子选择电极法。

2.4 氨水pH值对吸收过程的影响。

不同pH值氨水作吸收液A时,在反应30 min后,测得吸收液A、B中氟(F)的含量如表1所示。

从分析结果中可以看出,随着氨水pH值的增加,吸收液A中氟(F)的含量逐渐增加,而吸收液B中氟(F)的含量逐渐减少。在该实验条件下,氨水pH值在8.50左右时,吸收液A、B中氟(F)的含量趋于稳定。

2.5 吸收时间对吸收过程的影响。

用pH值为8.50的氨水作吸收液A时,在反应一定时间后,测得吸收液A、B中氟(F)的含量如表2所示。

从分析结果中可以看出,随着时间的增加,吸收液A中氟(F)的含量逐渐增加,吸收液B中氟(F)的含量也逐渐增加。在该实验条件下,吸收时间在45 min左右时,吸收液A、B中氟(F)的含量趋于稳定。

3 结论

在该实验条件下,用pH值为8.50的氨水作吸收液A,吸收时间在45 min左右时,对含氟尾气中的氟有一定的吸收效果。由于是在实验室、间歇操作下进行该实验,且吸收液A、B只是一次性吸收,没有采用循环,因此吸收液中氟的浓度都较低。

从现有的资料来看,用氨水吸收湿法磷酸生产尾气中氟化合物的研究已有报道,但是具体的实验数据却未曾见报道。因此,该实验只是在这方面作了初步的研究,相信通过进一步的研究,逐步完善其工艺条件,该方法将很有希望应用于工业实践。

参考文献

[1]化学工业部化肥司,中国磷肥工业协会.磷铵生产分析[M].成都:成都科技大学出版社,1991.

[2]丁正元.酸法磷肥含氟尾气的利用探讨[J].贵州化工,2004,29(5):31-35.

[3]许海霞,王拥军.利用湿法磷酸厂废气制取白炭黑和氟化钠[J].资源节约和综合利用,2000,(3):28-29.

型材生产及轧制工艺研究 篇6

关键词：中型型钢；H型钢；钢轨；新技术

中图分类号：TE626.39 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）02-0105-02

型材的生产在我国的钢铁产量生产中占有较大的比例，可以达到50%～60%，随着建筑行业的不断发展，型材的应用更是得到了广大的应用空间，面对这样的市场要求，很多钢铁企业都调整了产业结构。在型材的生产中品种多样，规格种类繁多，在很多领域的应用上存在不可替代性，并且也是最为经济的生产方式。就目前市场状态表现来看，市场的要求是最突出的，不过对型材本身的质量生产保证也存在较多问题，断面经济性钢材的产品技术开发缓慢，不能满足市场的更高要求。第二，我国的型材生产技术远远落后于发达国家，第三，我国的钢铁企业总体水平也并不高，还有很大的发展空间。

1 中型型材及复杂断面钢材型材的制作

1.1 型材类型以及其产品生产特点

①我国型材市场产品多种多样，按照规格划分可以达到上万种，只有极少数使用轧机进行专业性的制作，一般通常采用型材制作生产线进行规模且规范化生产。②在断面尺寸上也有很大的差异，在孔型设计和生产中要根据生产的特殊性不断调整轧制的工艺参数。③型材在轧制的过程中，由型材断面因温度不均，所以轧辊必须计算精确的尺寸和摩擦程度，最终要调整到合乎要求的轧辊和导卫。④型材的轧机结构布置上也各有不同，二辊，三辊，四辊以及万能轧机都有，在布置形式上也有横式和顺序式集中方式。

1.2 型材生产的种类及用途

型材的断面形状、尺寸范围及用途，见表1。

随着现代市场要求标准越来越高，在型材应用上也得以体现，在建筑用材上，要求型材的强度必须达到一定得标准，一般为400～500 MPa，更高的要求可以到600～1 000 MPa。同时要求型材的产品具有很好的耐腐蚀性。对于造船和铁路行业上，型材的耐腐蚀性要求更高。同时，每一个使用部分都要求型材具有最好的经济断面尺寸。

2 典型性的型材产品

2.1 H型钢

H型钢又名工字钢，其产品由于其稳固的形状，横断面为H，横竖成为直角支撑，这样的产品强度高，常应用于承载里较大的施工现场，而且断面的稳定性好，在高层建筑和高速公路上普遍使用。

H型钢常常是用万能的轧辊机器生产制造的，通过水平辊进行转动来轧制型材，利用两个立辊在左右进行支撑，同时保证了轧辊的速度，在水平辊与立辊之间使边部保持共同成形。轧制中，为了使上下辊和的侧面和相应的立辊成一定的比例角度，配置万能轧机使用，H型钢早在1902年德国就开始进行生产，采用一台带旋转立辊和单独设置轧边端机的H型钢轧机，到目前为止已经沿用了100年的历史。随着生产技术的不断发展，目前大多数冶金企业都使用的是连续性万能轧机，生产效率是原来的生产工艺几十倍。在2000年就有很多冶金企业应用上百套万能型钢轧机，可以生产各种规格的型材产品。我国的包钢轧梁厂就是采用了二辊轧机与立辊来进行制造一定量的H型钢，来解决国内对型材的急需，以至于以后，武钢、宝钢也开始陆续生产使用。

2.2 钢 轨

钢轨轧制后横截面一般都为轨头，轨腰和轨底三个部分。大多数都应用与矿山生产、森林作业和铁路运输中。在钢轨的生产中，要增强钢轨的底部宽度，不断增强钢轨的截断面。一般的轧制产品重量都在70 kg/m以上。随着冶金技术的不断发展大多数企业都在不断的开发和研制新型的合金材料，将产品的耐磨性和韧性提升到一定高度，使用寿命才能延长。

轧钢一般是两辊孔型法和万能棍轧进行制做。两辊孔型法依靠水平轧机下压，压制头部与底部，这样才能保证其不变形，孔型也比较容易受到外界的磨损。万能棍的产品质量精度一般都较高，表面光滑，質量可以提高几倍。

钢轨的轧制后处理一般分为冷却，矫直和淬火。冷却过程中主要依靠自然冷却和缓冷。自然冷却将产品放在冷床上冷却。通过加入氢来进行缓慢冷却，当把产品冷却到500～600 ℃。产品的矫直温度<100 ℃。钢轨的淬火中主要是针对使用过程中容易承受到较大的冲击和震动，所以要求产品必须具有足够的刚度和强度。为了适应现代生产生活中的要求，钢轨淬火后的索氏体组织，有一定的淬透深度。

3 现代型材轧制的集中工艺要求

目前的所有现代型材生产从粗加工轧钢到中间坯的多种规格尺寸。都是市场急需要求的，我们要满足不同需求的市场，满足不同的用途。断面较为复杂的型材就应该在轧制过程中使用多辊轧制孔型和万能轧制孔型，不断调整轧制面的尺寸，减少产品在使用过程中的磨损，提高产品的精度和轧制率。型材的产品一般都要求在低温状态下，这样的韧性不但得到了很大的提升，而且还具有良好的焊接性。材质比例上要求碳含量尽可能第，这样可以做到更好的化学控轧控冷，不断提升产品的机械性能。在轧机的布置形式，如图1所示。

这样的布置模式可以具备灵活的厂房空间，合理的产品存放，简单的设施设备，并且在经济效益上造价低廉，便于生产，从操作上更为便捷，断面型材由于产品制作复杂，适用于小批量而不适合大批量生产，当多种产品生产时，如若进行多列横列来进行轧机布局增添两架万能轧机将会具备更强的竞争力。

参考文献：

[1] 张佳华，鹿峰，王朝瑞.莱钢中型型钢成品控制系统[J].冶金自动化，2001，（3）.

[2] 刘春慧，亓玉翠.中型型钢厂设备检修管理系统的开发与应用[J].安徽 工业大学学报（自然科学版），2004，（1）.

[3] 胥爱国，王希涛，任勋益，等.莱钢中型型钢锯切自动控制系统[J].冶金自 动化，2001，（6）.