Способ получения кремнефтористого аммония

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕШ Я КРЕМНЕФТОРИСТОГО АММОНИЯ, включающий нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты аммиаком и обезвоживание продукта , отличающийся тем, что, с целью снижения в нем содержания двуокиси кремния, повышения дисперсности и увеличения выхода продукта , обезвоживание ведут в кипящем слое инертного материала при температуре 120-180 С и скорости псевдоожижения 3,5-5 м/с.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК! !9! (! I!

796 А

4(5!! С О1 В 33/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПГИЙ (21) 3628929/23-26 (22) 03.08.83 (46) 30.03.85. Бюл. N - 12 (72) В.И. Родин, А.А. Новиков, Л.П. Белозеров, А.Д. Митрофанов, А.Ю. Мисюс, В.В. Бабкин, Д.Д, Успенский, Г.С. Нардин, В.В. Коряков, Т.А. Соколова и Б.Е. Рухман (53) 661.488(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 648516, кл. С 01 B 9/08, 1979.

2. Зайцев В.А. идр. Производство фтористых соединении при переработке фосфатного сырья. М., "Химия", 1982, с. 85-90. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНЕФТОРИСТОГО АММОНИЯ, включающий нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты аммиаком и обезвоживание продукта, отличающийся тем, что, с целью снижения в нем содержания двуокиси кремния, повышения дисперсности и увеличения выхода продукта, обезвоживание ведут в кипящем слое инертного материала при температуре 120-180 С и скорости псевдоожижения 3 5-5 м/с.

1, 114769

Изобретение относится к способу получения кремнефтористого аммония, используемого в производствах строительных материалов, плавиковой кислоты, фторировання воды, а также в качестве антисептика древесных и кожаных изделий.

Известен способ получения кремнефтористого аммония путем нейтрализации кремнефтористоводородной кислоты, 10 аммиаком Pl ). Аммонизированный раствор предварительно охлаждают до 030"С и подвергают кристаллизации, а затем на центрифугах разделяют маточный раствор и кремнефтористый аммоний, который отправляют потребителю. Полученн пЪ маточный раствор направляют вновь на стадию абсорбции газов, Недостатками способа являются мно- рб гостадийность, высокая влажность готового продукта (7-97. Н О), образова; ние больших количеств маточных растворов (до 10 т на 1 т готового продукта), затраты электроэнергии на р5 охлаждение. раствора. .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения кремнефтористого аммония, включающий нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты аммиаком,и обезвоживания продукта. Способ включает нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты аммиачной водой; упар ку аммоиизированного раствора; ох35 лаждение; кристаллизацию; осаждение продукта и центрифугирование. Темнература обезвоживания Ва стадии парки составляет 85-110 С, на стадии центррфугирования — 20-30 C. о 4О

Недостатком способа является получение готового продукта с большим содержанием в ием Si0 {5-6 мас.Е) и воды (до ЗХ Н О), Кроме того, получаемый продукт имеет малую дис персность « остаток иа сите 0,124 мм составляет 85-907 от общего количества, что ограничивает область его применения в ряде производств— в стекольном, при антисептировании, в обработке меховых изделий и др.

Способ многостадиен и сложен в технологическом отношении. Присутствие значительного количества гелеобраэной двуокиси кремния (до 2-5X) в маточном растворе исключает воэможность в дальнейшем испольэовать его в производстве, поэтому маточный раствор, содержащий до 25Х кремнефтористого аммония, сбрасывают в шламонакопитель, что приводит к потерям продукта.

Цель изобретения — снижение содержания двуокиси кремния в готовом продукте, повышение днсперсносуи Р, увелиение выхода продукта, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения кремнефтористого аммония, включающему нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты аммиаком и обезвоживание раствора, обезвоживание ведут в кипящем слое инертного материала при 120-180 С и скорости псевдоожижения 3,5-5,0 м/с, Способ включает следующие стадии.

Кремнефторнстоводородную кислоту нейтрализуют аммиаком или аммиачной водой до рН 3, а затем нейтрализованный раствор {раствор кремнефтористого аммония) обеэвоживают, Обезвоживание проводят в кипящем слое инертного материала (корунда) при

120-180 С (температура топочных газов 300-500 С) и скорости псевдоожижения 3,5-5 мфс. Раствор кремнефтористого аммония диспергируют на слой воздухом давлением 3-5 атм.

При получении кремнефтористого аммония определяющую роль в процессе играет стадия обезвоживания продукта вследствие свойств самого продукта — низкая температура разложения. Поэтому эту стадию нужно проводить в четко определенном температурном режиме. Кроме того, необходимо создать условия обезвоживания, поэволяющие исключить образование маточных растворов. В предлагаемом способе для обезвоживания применяют кипящий слой со строго ограниченным режимом. Кипящий слой позволяет ликвидиронать маточные растворы и обеэводить продукт до 0,5 влаги, исключив разложение продукта, Целесообразность выбранных температурных режимов ведения процесса обезвоживания раствора кремнефтористога аммония в кипящем слое проиллюстрирована в табл, 1, Скорость псевдоожиження во всех опытах составляла 4,5 м/с.

Как видно иэ данных, представленных в табл. 1 при температуре обезвожи-вания выше 180 C наблюдается перегрев

Пример 1. В реактор подают 20Х-ную кремнефтористоводородную кислоту в количестве 2 т/ч и 20 -ный водный раствор аммиака в количестве

0,47 т/ч. Полученный 16,7Х-ный раствор кремнефтористого аммония в количестве 2,969 т/ч диспергируют воздухом давлением 3,8 атм в количестве

300 нм /ч в кипящий слой инертного материала (корунда). Обезвоживание продукта осуществляют топочными газами, взятыми в количестве 22770 нм /ч с температурой 300 С при скорости псевдоожижения 3,5 м/с. Температура обезвоживания составляет 120 С. Получают 490 кг готового йродукта, что составляет 99Х от общего количества кремнефтористого аммония.

Продукт содержит, : 810 2; корунд

1,3 ; остаток КФА на сите 0,124 мм

8,3, влажность продукта 0 5.

Пример 2. В реактор подают

20 -ную кремнефтористоводородную кислоту в количестве 2 т/ч.и 10Х-ный водный раствор аммиака в. количестве

0,94 т/ч.. Полученный 16,7 -ный раствор кремнефтористого аммония в количестве 5.95 т/ч диспергируют воздухом

520 нм /ч в кипящий слой инертного материала. Обезвоживание продукта живания составляет 1-60 С. В результате получают 980 кг/ч готового продукта (99 от.общего количества кремнефтористого аммония), cîäåðæàùåãî, Х:

SiÎ 3,2; корунда 1,3; остаток КФА на сите 0,124 мм 6,2; влажность продукта - 0,5.

В табл. 3 приведены результаты опытов, проведенных при различных

3 1147696 4 сухих частиц кремнефтористого аммо- температурах обезвоживания и скоросния, что приводит к образованию до- тях псевдоожнжения. полнительного количества 510 и фто- Как видно из табл. 3, при проверистого аммония. Тем самым, резко денни процесса с выходом значения возрастает содержание SiO, в гото- 5 скорости псевдоожижения или темпера, вом продукте. В то же время при тем- туры обезвоживания эа пределы предпературе обезвоживания ниже 120 С лагаемых интервалов происходит ненаблюдается образование агломерацион- допустимое ухудшение качества проных фракций, вызванных недостатком дукта (дисперсность, количество тепла в момент попадания жидких дис- 10 SiO в готовом продукте и количест пергированных частичек в кипящий во корунда в нем); при соблюдении слой, что повьппает количество круп- режима остаток на сите 0,124 мм не ной фракции в готовом продукте— превьппает 9, количество SiO в гоостаток кремнефтористого аммония на товом продукте сокращается, а колисите 0,124 мм возрастает и превьппа- 15 чество корунда в нем не превьппает ет 9Х, требуемые для применения его 1,5Х. в качестве антисептика и в стекольной промьппленности.

Целесообразность выбранного интерBBJIB скоростей псевдоожижения HB чество получаемого продукта объясняется данными, представленными в табл. 2, полученными при температуре обезвоживания 120 (температура топочных газов 300 С).

Как видно иэ данных табл. 2, при увеличении скоростей псевдоожижения наблюдается снижение в готовом продукте крупной фракции (остаток КфА на сите 0,124 мм уменьшается), которое происходит от разрушения агломерационных фракций за счет воздействия частичек корунда. Однако при скорости псевдоожижения более 5 м/с наблюдается резкое увеличение количества частичек инертного материала в готовом продукте эа счет динамического истирания корунда.

При низких скоростях псевдоожиже ния наблюдается неустойчивое кипение инертного материала и, как следствие

40 этого, провал корунда вместе с продуктом в подрешеточное пространство, что приводит к постепенному увеличению гидравлического сопротивления газовоэдушного тракта и термическо45 давлением 4,2 атм в количестве му разложению продукта в нем на Si0 и NH4F. Кроме этого, при неустойчивом кипении с понижением скорости осуществляют топочными газами, взяпсевдоожижения (ниже 3,5 м/с) в гото- тыми в количестве 27854 нм /ч с темвом продукте резко понижается коли- . пературои 400 С при скорости псевдо50 о чество высокодисперсных частиц, что ожижения 4,2 м/с. Температура обезвообъясняется не только понижением динамического истирания сухого продукта, но и образованием большого количества агломерационных фракций.

1147696

Температура обезвоживания, С

118 120 140 160 170 180 185 190

Показатели

Количество Si0 в готовом продукте, %

2 3,0 3,2 3,3 3,4 6,5 7,2

Остаток КФА на сите

0,124 мм, %

9,8 6 5 6,3 6,2 5,9 5,8 5,9 6,2

Таблица 2

Скорость псевдоожижения, м/с

Показатели

3,0 (3,2 ) 3,4 3,5 (4,1 4,5 (5,0 !5,!. 5,5 J5,8

Количество корунда в готовом продукте, %

1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 1,4 l,4 2,3 2,4 3,2

Остаток КФА на сите

0,124 мм, %

12 l0295 83 786561595450

Количество SiO в готовом продукте, %

67434120191820191,719

Таблица 3

Количество

Si0 в готовом продукте, %

Остаток

Количество

Скорость псевдоожижения, м/с

Температура обезвоживания,ВС продукта на сите

0,124 ми, 7 корунда в готовом продукте, %

10,2 .

1,2

120

3,4

2,0

3,5

1,3

1,9

118

Пример 3. В реактор подают

227.-ную кремнефтористоводородную кислоту в количестве 6 т/ч и 25%-ный водный раствор аммиака в количестве 1,25 т/ч. Полученный 22,57.-ный раствор креинефтористого аммония в количестве 7,248 т/ч диспергируют воздухом с температурой 30 С и давлением 5 атм в кипящий слой инертного материала. Под слой корунда подают топочные газы в количестве 30000 нм /ч с температурой 500 Ñ при скорости псевдоожижения 5 и/с. Температура обезвоживания составляет 180 С.

В результате получают 1,61 т/ч креинефтористого аммония (99% от общего количества кремнефтористого аммония), содержащего, %: 810 2,5; корунд

1,35; остаток на сите 0,124 ии 5,8; влажность продукта 0 5.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить вы5 сокодисперсный продукт (остаток на сите 0,124 ми не превышает 97), что дает возиожность использовать его в стекольной промышленности и в качестве антисептика; содержит неболь1.О шое количество SiO 2-47 и влаги 0,57

Кроме того, способ прост в технологическом отношении — две стадии (нейтрализация и сушка) вместо пяти, а также позволяет полностью избежать образования маточного раствора и вместе с ним ликвидировать потери продукта, что увеличивает выход до

98,5-997..

Т а б л и а 1

1147696

Продолжение табл. 3 ество овои кте, 2,3

9„4

180

5,1

2,2

6 5

5 0

185

5,9

1,2

6,4

180

3,4

9,3

) 20

2,4

4,0

5,9

5,1

120

1 ° 3

3,5

2,0

8,3

5,0

1 5

2,5

120

5,8

5,0

1,4

2,0

180

6,1

2,6

6,0

180

Редактор Л. Авраменко Техред JI.Èàðòÿøoâà

Корректор В. Бутяга

Заказ 1488/23 Тираж 462

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Температура обеэвоиивания, С

Скорость псевдооми пения, и/с