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氟化钾是一种重要的新型氟化工产品,具有较大的市场价值,可广泛用于医药、农药、染料制备、玻璃雕刻等领域和用作有机化合物的氟化物、催化剂、吸收剂等。随着传统氟化工产品的大量使用和氟资源萤石的短缺,利用湿法磷酸副产物氟硅酸制备氟化钾具有重要的意义。本文通过对利用湿法磷酸副产物氟硅酸与氢氧化钾直接制备工业级氟化钾的工艺进行设计与优化,并对氟化钾活性进行研究。其研究内容主要包括三个部分:首先通过单因素实验考察了不同因素对氟化钾收率的影响;其次,考察了氟化钾净化除杂工艺研究,制备出高纯度工业级氟化钾;最后,对比了不同结晶方法对氟化钾活性的影响,并研究了不同表面活性剂对氟化钾活性的影响。本文的研究不仅充分利用了氟资源,简化了工业级氟化钾制备工艺,还对氟化钾活性进行了相关研究。通过相关实验得到如下结论:(1)利用湿法磷酸副产物氟硅酸与氢氧化钾直接制备氟化钾的最适应反应条件为:原料氟硅酸在投料前应静置过滤;反应温度80℃;氟硅酸滴加速度为0.5g/min-0.8g/min;搅拌速度为300r/min;原料氢氧化钾加入量为理论量的1.04倍;反应时间为4h;滤饼水洗次数为4次;出杂前氟化钾收率达到93%。(2)氟化钾净化除杂工艺主要为氢氧化钡除杂和氟硅酸反调。最佳除硫工艺条件为:除硫剂为:氢氧化钡;氢氧化钡加入量与原料氢氧化钾加入量摩尔比为n(Ba(OH)2):n(KOH)=1:0.005;除硫温度为80℃。使用氢氧化钡除硫不仅可以脱去硫酸根,同时也可以除去氟化钾中含有少量的磷酸根。氟硅酸最佳反调pH终点为7.6-7.8,此反调终点不仅能有效地控制氟化钾产品中的二氧化硅含量,还能有效地控制氟化钾产品中游离酸和游离碱的含量。在最适应反应条件和净化除杂条件下制得氟化钾收率达到92%,纯度达到99%,其余各项指标均达到工业品的要求。(3)浓缩结晶制备出的无水氟化钾比表面积为0.5m2/g;真空结晶制备的无水氟化钾比表面积为0.6m2/g;诱导结晶氟化钾实验条件为:氟化钾溶液浓缩比为40%-60%,诱导结晶温度为20℃-30℃,诱导结晶制备出的无水氟化钾晶体比表面积在0.8m2/g。表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对氟化钾活性的提高没有明显的影响;添加十六烷基三甲基氯化铵能使氟化钾比表面积提高至1.2m2/g;添加三氟甲磺酸钾使氟化钾比表面积达到1.6m2/g,其对氟化钾表面积提高最为显著,能满足对氟化钾产品活性的要求。表面活性剂添加量为0.05%最优。三氟甲磺酸钾能有效地降低氟化钾的吸水速率,能使氟化钾吸水率比空白组降低6%,因此具有较大的经济效益和工业价值。