Способ получения фторида алюминия

 

Данное изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для получения фторида алюмиия из крем нефтористоводородной кислоты и гидроксида алюминия. Цель изобретения - повышение качества продукта . Данная цель достигается тем, что кремнефтористоводородную кислоту нейтрализуют гидроксидом алюминия при нагревании . Отделяют от раствора фторида алюминия осадок кремнегеля фильтрованием . Раствор от фильтрования обрабатывают фторидом аммония в две стадии: на первой стадии подают 50-80% общего количества фторида аммония и обработку ведут в течение 1-4 ч при 70-85°С, а на вторую стадию подают оставшееся количество фторида аммония и обработку ведут в течение 0,25- 0,5 ч при 60-75°С. Образующийся осадок аммониевого криолита отделяют и прокаливают . Данный способ позволяет повысить насыпную массу фторида алюминия с 0,55- 0,60 до 9,72т/м2. 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 01 F 7/50

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4786546/26 (22) 29.01.90 (46) 07.04.92. Бюл. ¹ 13 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета и Воскресенское производственное объединение "Минудобрения" им. В.В.Куйбышева (72) А.И.Алексеев, Б.А.Артомасов, Д,Г.Наголов, В.Н.Соболев, 6 С.Борисов, Н.Н.Голубкова, Г.И,Кравченко, P,Þ.Çèíþê, Б,Д,Гуллер, М.А.Шапкин и А.Ю.Михайлов (53) 661.862(088.8) (56) Зайцев В.А. и др. Производство фториcTblx соединений при переработке фосфатного сырья. — М.; Химия, 1982- с.105 — 109.

Авторское свидетельство СССР

N 243594, кл. С 01 F 7/50, 1969. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДА

АЛЮМИНИЯ (57) Данное изобретение относится к области химической технологии и может быть

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для получения фторида алюминия из кремнефтористоводородной кислоты и гидроксида алюминия.

Известен способ получения фторида алюминия путем нейтрализации кремнефтористоводородной кислоты гидроксидом . алюминия при нагревании, отделение осадка кремнегеля от пересыщенного раствора фторида алюминия, кристаллизации тригидрата фторида алюминия (AIFg ЗН20) и его прокаливания.

Недостаток способа — низкое качество продукта, содержащего 88 — 93% основного вещества. Ы 1724578 А1 использовано для получения фторида алюмиия из кремнефтористоводородной кислоты и гидроксида алюминия. Цель изобретения — повышение качества продукта. Данная цель достигается тем, что кремнефтористоводородную кислоту нейтрализуют гидроксидом алюминия при нагревании. Отделяют от раствора фторида алюминия осадок кремнегеля фильтрованием. Раствор от фильтрования обрабатывают фторидом аммония в две стадии: на первой стадии подают 50 — 80% общего количества фторида аммония и обработку ведут в течение 1 — 4 ч при 70-85 С, а на вторую стадию подают оставшееся количество фторида аммония и обработку ведут в течение 0,250,5 ч при 60-75 С, Образующийся осадок аммониевого криолита отделяют и прокаливают. Данный способ позволяет повысить насыпную массу фторида алюминия с 0,550,60 до 9,72m/м2. 2 табл.

Наиболее близким к изобретению является способ получения фторида алюминия, включающий нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты гидроксидом алюминия при нагревании, фильтрацию осадка кремнегеля, обработку раствора фторида алюминия фторидом аммония, отделение осадка аммониевого криолита и его прокаливание, Способ позволяет получать продукт с содержанием основного вещества

94 — 96%, Недостаток способа — неудовлетворительные физические свойства продукта, представляющего собой мелкодисперсный сильно пылящий порошок с малой насыпной массой (0.55 — 0,6 т/м ).

1724578

Целью изобретения является повышение качества продукта.

Поставленная цель достигается согласно способу получения фторида алюминия, включающему нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты гидроксидом алюминия при нагревании, фильтрацию осадка кремнегеля, обработку раствора фторида алюминия фторидом аммония в две стадии с подачей на первую стадию

50 — 800 общего количества, а на вторую— оставшегося количества фторида аммония, отделение осадка аммониевого криолита и его прокаливание, Первую стадию обработки проводят в течение 1 — 4 ч при 70 — 85 С, а вторую — 0,25 — 0 5 ч при 60 — 75ОС.

Влияние условий обработки фторидом аммония на насыпную массу продукта (температура на первой стадии 75 С, на второй

70 С) показана в табл,1.

Как видно из табл,1 оптимальный диапазон количеств NH4F, подаваемого на первую стадию отвечает 50 — 80. . В этом случае насыпная плотность составляет

0,65 — 0,69 т/м по сравнению с 0,58 т/м при осуществлении процесса по известному способу. Повышение доли NH4F на первую стадию до 90 сопровождается снижением указанной величины до 0,58 т/м з вследствие ухудшения условий кристаллизации на первой стадии. Снижение доли

NH4F до 40 также приводит к ухудшению показателей процесса вследствие нарушения кристаллообразования на второй стадии.

Увеличение времени пребывания суспензий аммониевого криолита на первой и второй стадиях соответственно до 4 и 0,5 ч способствует улучшению показателей.

Дальнейшее увеличение времени нерационально, так как показатели процесса остаются на том же уровне, а рабочий обьем аппаратуры растет.

При быстром осуществлении процесса на первой (менее 1 ч) и второй(менее 0,25 ч) стадиях кристаллизации аммониевого криолита не завершается полностью (остаточное содержание алюминия в маточном растворе превышает 1 г/л), что может привести к зарастанию оборудования и коммуникаций, увеличению трудоемкости обслуживания, Насыпная масса продуктов при этом не ухудшается.

Оптимальные температурные условия обработки отвечают 70 — 85 С на первой стадии и 60-75 С на второй стадии. Снижение до

65 и 55 С температуры массы на первой и второй стадиях соответственно приводит к некоторому уменьшению насыпной массы продукта вследствие выделения более мел5

55 ких кристаллов. Повышение температуры до

90 и 80 С (соответственно на первой и второй стадиях) не связано с ухудшением указанного показателя, но и нерационально вследствие роста энергозатрат.

Пример 1 (по известному способу), 1000 г 14 -ной Н Я!Ее нейтрализуют при

95 С 153,0 r А!(ОН)з с содержанием основного вещества 99,1%. Образовавшуюся пульпу разделяют, осадок SiOz пН О промывают 500 мл горячей (60 С) воды и получа- ют 1507,2 г смеси фильтрата с промывными водами, содержащей 156,3r А!Ез, Указанную смесь обрабатывают 136,6 г NH4F, отделяют 365,1 r осадка аммониевого криолита (влажностью 20 ) на лабораторном фильтре. Далее осадок прокаливают при 500 С в течение 30 мин и получают

1 55,2 г А! Ез (выход 95, 1 ), содержащего, ;

А! 32,1; F 66,2; ($!Ог+ ЕегОз) 0,1, Насыпная масса продукта 0,6 т/м .

Фильтрат после отделения аммониевого криолита направляют на абсорбцию фтористых газов.

Пример 2. 1000 r 14/о-ной H2SiF6 нейтрализуют при 95 С 153,0 г А!(ОН)з с содержанием основного вещества 99,1, Образующуюся пульпу разделяют, осадок

Si0z пН О промывают 500 мл горячей (60 С) воды и получают 1507,2 г смеси фильтрата с промывными водами, содержащей

156,3 г А!Ез, Указанную смесь в течение

1 ч обрабатывают 68,3 г NH4F (50 общего количества) при 70 С, после чего вводят оставшиеся 68,3 r NH4F, Выдерживают суспенэию 0,25 ч при 60 С, отделяют 337,7 r осадка аммониевого криолита (влажность

13,5 ) на лабораторном фильтре. Далее осадок прокаливают при 500 С в течение

30 мин и получают 155,2 r А!Ез (выход

95,1%), содержащего, : Al 32,1; F 66,2; (Si02+ ЕегОз) 0,1, Насыпная масса продукта 0,65 т/м .

Фильтрат после отделения аммониевого криолита направляют на абсорбцию фтористых газов.

Пример 3, 1000 г 14 -ной НгЯ!Е6 нейтрализуют и ри 95 С 153,0 r А!(ОН)з. Образующуюся пульпу разделяют, осадок

SOz пНгО промывают 500 мл горячей (60 С) воды и получают 1507,2 r смеси фильтрата с промывными водами, содержащей 156,3 г А!Ез, Указанную смесь обрабатывают 218,6 г циркулирующего раствора с концентрацией 50 NH4F (80 общего количества), выдерживают при 85 С в течение 4 ч, после чего добавляют 54,6 г

50%-ного раствора NH4F. Выдерживают суспензию 0,5 ч при 75 С, отделяют 333,8 r

1724578

Таблица 1

* Процесс перекристаллизации полностью не завершается. осадка аммониевого криолита (влажность

12,5 ) на лабораторном фильтре. Далее осадок прокаливают при 500 С в течение

30 ми н и получают 155, 2 г А! Рз (выход

95,1 ), содержащего, : А! 32,1; F 66,2;

{SiOz+ ЕуОз)"0,1. Насыпная масса продукта

0,68 т/м .

Фторсодержащие газы улавливают с получением циркуляционного раствора.

Фильтрат после отделения аммониевого криолита упаривают и возвращают в технологический цикл.

Пример 4. В реактор подают

1385,5 кг/ч 14 -ной H2SiFa и 212 кг/ч

А!(ОН)з. Образующую пульпу с температурой 95 С фильтруют, осадок SiOz nHz0 промывают 0,69 м /ч горячей воды {60 С) и получают 2085,5 кг/ч смеси фильтрата с промывными выводами, содержащей

10,4 А!Рз. Указанную смесь вводят в первый реактор узла получения аммониевого криолита, где обрабатывают при 75 С в течение 2,5 ч 246 кг/ч циркуляционного раствора фторида аммония, содержащего

50 NH4F (65 общего количества), Образовавшуюся суспензию направляют во второй реактор каскада, куда вводят остальные

132,6 кг/ч циркуляционного раствора (50

NH4F). Процесс доосаждения проводят в течение 0,35 ч при 70 С, Пульпу направляют на центрифугу, где отделяют 439,9 кг/ч осадка аммониевого криолита с влажностью 8 . Фильтрат после отделения осадка аммониевого криолита упаривают и возвращают в технологический цикл. Осадок прокаливают при 500 С в течение 30 мин и получают 215 кг/ч продукта, содержаще5 ro 95 А!Рз. Насыпная масса продукта

0,68 т/м . Фторсодержащие газы улавливают с получением циркуляционного раствора фторида аммония.

Влияние температуры при осаждении

10 аммониевого криолита на насыпную массу продукта (продолжительность первой стадии 4 ч, второй 0,3 ч) показано в табл.2.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество продукта за счет увеличения

15 его насыпной массы.

Формула изобретения

Способ получения фторида алюминия, включающий нейтрализацию кремнефтори20 стоводорадной кислоты гидроксидом алюминия при нагревании, отделение осадка кремнегеля фильтрованием, обработку раствора фторида алюминия фторидом аммония, отделение осадка аммонийсодержа25 щего криолита и его прокаливание, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества продукта, обработку фторидом аммония ведут в две стадии: на первой стадии фторидом аммония в количестве 5030 80 мас, от общего количества в течение

1 — 4 ч при 70 — 80 С, а на второй стадии оставшимся количеством фторида аммония в течение 0,25 — 0,5 ч при 60-75 С, 1724578

Таблица 2

15

25

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Редактор Н. Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1145 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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