Способ получения фтористого натрия

 

@еаза лай „.";.. - ;. 1 ;11 бИл.1от@;,.;д р

ОЛ ИСА ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Республик

767019 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (5 1)М. Кл.

С 01 В 9/08 (22) Заявлено 31,03.78 (21) 2608981/23-26 с присоединением заявки .% (23) П риорнтет

Гасударственный квинтет ь.ССР ае делам изебретеннй в еткрьпвй

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень J% 36

Дата опубликования описания 30.09.80 (53) УД К 546.161" (088.8) (72 ) Авторы изобретения

С. Л. Кравцов и Н. И. Соболева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИСТОГО НАТРИЯ

Изобретение относится к способам Волнения фтористого натрия. и может быль использовано для получения солей реактивной квалификации.

Известен способ получения фтористого .натрия путем взаимодействия твердой кальцинированной соды с газообразным аммиаком (11., Недостатком известного способа является невысокое содержание основного вещества в продукте.

Известен способ получения фтористого натрия путем взаимодействия растворов гидроокиси натрия, или карбоната натрия, или би карбоната натрия с фторсодержащим реагентом при нагревании, выделения фтористого натрия из раствора и его сушки. В качестве фтовсодержащего реагента используют газообразный фтбристый водород (2).

Недостатком известного способа является невысокий выход продукта — 84,5% (по HF) и невысокое содержание основного вещества в нем — 98 — 99%.

Целью изобретения является увеличение выхода продукта и повышение содержания основного вещества в нем.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения фтористого натрия путем взаимодействия растворов гидроокиси натрия или карбоната натрия, или бикарбоната натрия с фторсодержащим реагентом при нагреваt нии, выделения фтористого натрия из раствора и его сушки, в качестве фторсодержащего реа гента используют плавиковую кислоту концентрации 60 — 95 масс.%, процесс ведут при температуре 30 — 95 С и рН 4 — 6,5, а фтористый натрий выделяют предельным спиртом при температуре плюс 20 С минус 16 С, к тому же в качестве предельного спирта используют пропиловый, этиловый, изопро йловый и весовое соотношение предельного спирта к воде берут равным 0,1 — 4:1.

СЬ.личительньтми признаками являются использование в качестве фторсодержащего реагента плавиковой кислоты концентрации 60—

95 масс.%, температура процесса ЗΠ— 95 С, рН 4 — 6,5 и го, что выделение фтористого

Таблица 1

Выход фтористого натрия,%

97,7

92,5

69,4

Содержание основного вещества,%!

99,5

98,8

3 7

-нации ведут предельййм спиртом при температуре плюс 20 С минус 16 С. . Укаэанные отличия позволяют увеличить выход продукта до 99,4% и повысить содержание основного вещества в нем до 99,6%.

При массовой доле фтористого водорода в плавиковой кислоте ниже 60% снижается выход продукта и уменьшается производительность процесса. А выше 95% — возникают затруднения как в поддержании необходимых температурных и концентрационных уело. вий в реакторе, так и с отводом тепла.

Осуществление процесса при температуре ниже +30 С нерационально, поскольку требу ется большая поверхность для отвода тепла с> при ограниченной воэможности выбора материалов (из-за высокой коррозионной активности.фтористого водорода) с приемлемым коэффициентом теплопроводности, а также в силу снижения производительности установки иэ-за уменынения растворимости гидроокиси натрия в воде.

Осуществление процесса при температуре о выше 95 С нежелательнсг из-за значительного уноса фтористого водорода из реактора с абгазами.

При поддержании рН выше 6,5 имеет место гидролиз фтористого натрия, при рН ниже

4 — происходит образование кислой соли (NaF. HF) .

При температуре смешения органического растворителя с раствором соли выше плюс о

20 С существенно повышается растворимость соли в смесях и снижается выход продукта.

При температуре ниже минус 16 С значительно повышается вязкость раствора (раствор становится сиропообразным) и снижается производительность.

При соотношении органического р астворителя к воде в смеси менее 0,1:1 снижается выход продукта, а при сботношении более 4:1 увеличивается циркуляционная нагрузка. В ка670!9 4 честве органического растворителя целесообраэко использовать предельные спирты: изопропиловый, н-пропиловый, этиловый.

П р и м е и 1, Плавиковую кислоту смас. совой долей 85 — 90% подают в смеситель, куда также поступает водный раствор гидроокиси натрия с массовой долей 45 — 77% при стехиометрическом соотношении реагентов. Смесь направляют в реактор, где поддерживают тем10 пературу 20 — 95" С. Реакционную смесь охлаждают в циркуляционном контуре, состоящем из насоса и теплообменника. Раствор из реактора с рН 4 — 65 отфильтровывают от механических примесей и смешивают в смесителе с охлажденным водным азеотропом изопропилового спир15 та при соотношении изопропиловый спирт . вода в смеси, равном 1:1..рН раствора в.осадителе поддерживают равным 4 — 6,5 путем автоматю еской подачи небольшого количества

HF или водного раствора NaOH. Смесь охлаждают.

20 до минус 10 С, при этом выпадает мелкоо дисперсная соль фтористого натрия.

Пульпу фильтруют, осадок фтористого натрия сушат, маточник подогревают и ректифи2S цируют, Водный азеотроп при 80,4 С (температура кипения азеотропа) отводят на охлаждение и смешение;

Водный остаток при температуре 85 — 90 С очищают от механических примесей и направляют на приготовление раствора гидроокиси нат.

З0 рия. При повышении содержания в водном остатке ионов Cl, $0 и катионов Fe, Pb, Са, Mg и др. очистку производят также и от этих анионов и катионов. Выход фтористого натрия составляет 99,4% а однократный .

35 проход 93,3%). Содержание основного вещества — 99 6%.

Пример ы 2, 3 и 4, Фтористый натрий получают как описано в примере 1, за исключе.

4 нием соотношения изопропиловый спирт: вода в смеси, равного 0,1:1; 0,5:1 и 4:1 соответственно. Результаты дайы в табл. 1.

76701

П р и м с р 5.Фтористый натрий получают как описано в примере 1, эа исключением температуры выделения твердого NaF, которую поддерживают равной +20 С, при соотношении изопропиловый спирт . вода 0,5:1.

Выход соли (NaF) 68,6% (за однократный проход).

Содержание основного вещества 99,1%.

Пример 6. Фтористый натрий получают как описано в примере 1, за исключением мас- i6

Таблица 2

Пок

Выход фтористого натрия,% (за однократный проход) 48,6

60,9

Содержание основного вещества,%

99,6

99,0

Таблица 3

Бикарбонат натрия, ---Карбонат натрия

Показатель

Выход фтористого натрия, % (за однократный проход) 93,6

94,8

Содержание основного вещества,%

99,1

98,6 деляют предельным спиртом при температуре плюс 20 C минус 16 С.

2. Способ по и. 1, о" т л и ч а ю шийся тем, что в качестве предельного спирта используют. пропиловый, этиловый, изопропиловый.

3. Способ по пп. 1 и 2, o z л и ч a m ш и и -, с я тем, что весовое соотношение предельного спирта к воде берут равным 0,1 — 4:1.

Источники информаций, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N" 14943, кл. С 01 В 9/08, 30.08.27.

2. Технологический регламент N 5/1023 производства фтористого натрия от 25.11.76.

ВНИИПИ Заказ 7Ц1/18 Тираж 565 Подписное

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

Пример 8 и 9. Фтористый натрий получают как описано в примере 1, за исключением применения вместо гидроФормула изобретения

1. Способ получения фтористого натрия путем взаимодействия растворов гидроокиси натрия или карбоната натрия, или бикарбоната натрия с фторсодержашим реагентов при нагревании, выделения фтористого натрия из раствора и его сушки, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта и повышения содержания основного вещества в нем, в качестве фторсодержашего реагента используют плавиковую кислоту концентрации

60 — 95 масс.%, процесс ведут при температуре

30 — 95 С и рН 4 — 6,5, а фтористый натрий вы.

9 d совой доли фтористдго водорода в плавиковой кислоте, равной 60%.

Выход соли (NaF) 89.2% (за однократный проход). Содержание основного вещества 99,3%.

Пример 7. Фтористый натрий получают как ойисаио в примере 1, но вместо изопропи лового спирта применяют этиловый и н-пропиловый спирт соответственно. Результаты даны в табл. 2. окиси натрия карооната и бикарбоната натрия соответственно. Результаты приведены в табл. 3.