Способ получения криолита

 

1 al906I

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3 а явлено 06.09.78 (21) 2663906/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано О?.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51) М. Кл.

С 01 F 7/54

Гасударственные комитет ао делам изобретений н открытий (53) УДК 661,862.369 (088.8) (72) Авторы изобретения А. С. Коробпцын, T. А. Пермякова., В. П. Кондаков и А. В. Смирнов (71) Заявитель

;11 5 )-1 "1 (54) СПОСОБ ПОДУЧ ЕН ИЯ КР ИОД ИТА --=- ) 1

Изобретение относится к способу получения соединений фтора и может быть использовано в производстве криолита из смеси плавиковой и кремнефтористоводородной кислот. 5

Известен способ получения криолита путем введения раствора фтористого алюминия в подкисленный раствор фторида натрия (1). Оба раствора предварительно нагревают до 80 — 95 C. Раствор NaF под- 1о кисляют соляной или азотной кислотой в количестве 0,2 — 0,6 моль на 1 моль NaF в зависимости от количества примесей кремниевой кислоты. После осаждения Na3A1F> в смесь вводят NaC1. Полученный осадок криолита фильтруют и сушат. Наибольший выход (91% ) получают при концентрации раствора Al Fg 32,6 г/л и количестве HCl

0,23 мол на 1 моль AlFa.

Известный способ характеризуется недо- 2о статочно высоким выходом продукта (91%).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ получения криолита, включающий очистку плави- 26 ковой кислоты содой, взятой в стехиометрическом количестве, отделение от кислоты образовавшегося осадка кремнефтористого натрия, взаимодействие очищенной кисло- зо

2 ты с гидроокисью алюминия и содой, отделение осадка криолита и его сушку (2).

Недостатками этого способа являются невысокий выход продукта (94 — 96/o) и недостаточно низкое содержание двуокиси кремния в продукте (0,5 — 1,5%).

Целью изобретения является повышение выхода продукта до 99,4 — 99,8% и снижение в нем содержания двуокиси кремния до 0,04 — 0,33%.

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу очистку плавиковой кислоты ведут до содержания в ней фтористого натрия 0,5 — 2,5%, а перед взаимодействием с гидроокисью алюминия и содой кислоту обрабатывают раствором фтористого алюминия или криолита.

Отличительными признаками способа являются проведение очистки плавиковой кислоты до содержания в ней фтористого натрия 0,5 — 2,5% и обработка кислоты перед взаимодействием с гидроокисью алюминия и содой раствором фтористого алюми-ния или криолита.

Сущность способа заключается в следующем.

К смеси плавиковой, кремнефтористоводородной и серной кислот добавляют раствор соды в количестве 160 — 180% от cre819061

i!5

30

40

55

65

3 хиометрически необходимого. Это колнчсство обеспечивает содержание в растворе

0,5 — 2,5% NaF. Раствор отделяют от выпавшего осадка кремнефтористого натрия.

I-Iатрийфторсодержащую плавиковую кислоту, в которой содер>канне двуокиси кремния составляет 0,15 — 0,04%, обрабатывают растворенным фтористым алюминием нли криолитом в течение 5 — 30 мин прн

80 — 95 С. Полученную криолитсодержагцую плавиковую- кислоту разлагают гидроокисью алюминия. Часть образовавшегося при этом растворенного фтористого алюминия направляют на обработку натрийфторсодер>кащей плавиковой кислоты. Остальную часть нейтрализуют раствором соды.

При этом образуется криолит. Часть суспензии криолита может быть направлена взамен растворенного фтористого алюминия на обработку плавиковой кислоты, содержащей растворенный ф тор истый натрий.

Образовавшуюся суспензию криолита разделяют с получением продукта., который сушат прн 100 — 150 С, и маточного раствора. Маточный раствор, содер>кащий

0,1 — 0,2% Г, направляют на приготовление раствора соды, используемого при очистке исходной смеси плавиковой и кремнефтористоводородной кислот и получение крнолита.

При наличии фтористого натрия в плавиковой кислоте резко снижается растворимость кремнефтористого натрия за счет высаливающего эффекта. Однако в такой кислоте не растворяется гидроокись алюминия из-за образования на реакционной поверхности твердого реагента криолита.

Чтобы исключить пассивирующее действие фтористого натрия на растворение гидроокиси алюминия, кислоту предварительно очищают от фтористого натрия путем обработки ее растворенным фтористым алюминием или криолитом.

Содержание фтористого натрия в кислоте менее 0,5% не оказывает заметного влияния на растворимость кремнефтористого натрия и поэтому не приводит к снижению содержания двуокиси кремния в продукте.

Повышение содержания фтористого натрия в кислоте более 2,5% не приводит к дальнейшему снижению содержания двуокиси кремния в продукте и поэтому нецелесообразно.

Пример 1. К 1000 кг смеси плавиковой, кремнефтористоводородной и серной кислот, содержащей 26% HF; 4,5 % HgSiFg, 0,8% H SO4, добавляют 200 кг 20%-ного раствора соды в течение 5 — 10 мин при

30 — 60 С. Образовавшийся кремнефтористый натрий отделяют от раствора, получая при этом 82 кг осадка, содержащего 9%

HF; 65% NagSIFg, 0,2% NaF. 1102 кг обескремненной кислоты состава, %: 23 НГ;

0,5 NaF;0,15 $10 обрабатывают 52 кг, раствора фтористого алюминия. Криолнтсодержащую плавиковую кислоту разлагают

186 кг гидроокиси алюминия, подаваемой в виде водной суспензин с весовым отношением Т: )К = 1: 1. Часть образовавшегося раствора фтористого алюминия направляют на обработку натрийфторсодержашей плавиковой кислоты, остальную нейтрализуют

1485 кг 20%-ного раствора соды. Полученну ю суспензию криолита разделяют с получением 645 кг влажного осадка и 2191 кг маточного раствора состава, %: 0,15 1:;

0,02 А1; 0,1 Na; 0,03 SiOq. После сушки осадок содержит (в %) 53,5 I=; 29 Na:

14,2 Al; 0,33 SiO .

1348 кг маточного раствора направляют на приготовление раствора соды, используемого при очистке исходной смеси кислот и получении криолита, Избыточное количество маточного раствора выводят нз процесса. Технологический выход фтора в продукт составляет 99,8%.

Пример 2. К 1000 кг смеси плавиковой, кремнефтористоводородной и серной кислот, содер>кащей 26% Н1; 4,5% H SiF;;

0,8% HgSOj, добавляют 296 кг 20%-ного раствора соды в течение 5 — 10 мин при

30 — 60 С. Образовавшийся кремнефтористый натрий отделяют от раствора с получением 87 кг осадка, содержащего 9% Н1.;

65% NqSIF<, 0,5% NF. 1184,5 кг обескремненной кислоты состава, %: 20,5 НГ;

1,7 NaF; 0,06 SiO обрабатывают 203 кг раствора фтористого алюминия. Криолитсодержащую плавиковую кислоту разлагают 184 кг гидроокиси алюминия, подаваемой в виде водной суспензии с весовым отношением Т: )К = 1: 1. Часть образовавшегося раствора фтористого алюминия направляют на обработку натрийфторсодержащей плавиковой кислоты, остальную— нейтрализуют 1375 кг 20%-ного раствора соды. Полученную суспензию криолита разделяют с получением 639 кг влажного осадка и 2171 кг маточного раствора состава, %: 0,12 F; 0,02 Л1; 0,08 Na; 0,03 SiOq. После сушки осадок содер>кит 53,5% I=; 29%

Na; 14,2%Al; 0,1% SiO>.

1337 кг маточного раствора направляют на приготовление раствора соды, используемого при очистке исходной смеси кислот н получении криолита. Избыточное количество маточного раствора выводят из процесса. Технологический выход фтора в продукт 99,40%.

Пример 3. К 1000 кг смеси плавиковой, кремнефтористоводородной и серной кислот, содер>кащей 26% HF; 4,5% HgSIFg., 0,8% Н>$0, добавляют 367,5 кг 20%-ного раствора соды в течение 5 — 10 мин при

30 — 60 С. Образовавшийся кремнефтористый натрий отделяют от раствора с получением 88 кг осадка состава, %: 9 HF;

65 Na SiF<, 1 NaF. 249 кг обескремненной кислоты состава, %: 19 HF; 2,5 NaI", 0,04 SiO> обрабатывают 327 кг раствора

819061

Составитель Л. Ситнова

Техред И. Заболотнова

Редактор 3. Бородкина

Корректор Н, Федорова

Заказ 2393

Изд. № 279 Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобрегений и открытий

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

Г1 од и ясное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

5 фтористого алюминия. Криолитсодержащую плавиковую кислоту разлагают 184 кг гидроокиси алюминия, подаваемой в виде водной суспензии с весовым отношением

Т: SK = 1: 1. Часть образовавшегося раствора фтористого алюминия направляют на обработку натрийфторсодержащей плавиковой кислоты, остальную — нейтрализуют

1300 кг 20%-ного раствора соды, Полученную суспензию криолита разделяют с получением 638 кг влажного осадка и 2171 кг маточного раствора состава, %. 0,1 F; 0,02

Аl; 0,08 Na; 0,03 SiOq. После сушки осадок содержит 53,5% F; 29 /о Na; 14,2 /о А1.; 0,04 /о

S iOz.

1334 кг маточного раствора направляют на приготовление раствора соды, используемого при очистке исходной смеси кислот и получении криолита. Избыточное количество маточного раствора выводят из процесса. Технологический выход фтора в продукт составляет 99,5%.

Предлагаемый способ позволяет повысить выход продукта до 99,4 — 99,8%, снизить содержание двуокиси кремния в про6 дукте до 0,04 — 0,33% и повысить модуль криолита с 1,8 до 2,0.

Формула изобретения

5 Способ получения криолита, включающий очистку плавиковой кислоты содой, отделение от кислоты образовавшегося осадка примесей, взаимодействие кислоты с гидроокисью алюминия и содой, отделение

10 и сушку продукта, отл и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выхода продукта и снижения в нем содержания двуокиси кремния, очистку плавиковой кислоты ведут до содержания в ней фтористого натрия 0,5 — 2,5 /О, а перед взаимодействием с гидроокисью алюминия и содой кислоту обрабатывают раствором фтористого алюминия или криолита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Австрии № 303684, кл. 12 В

15/05, опублик. 11.12.72.

2. Гузь С. Ю. и Барановская P. Г. Производство криолнта, фтористого алюминия и фтористого натрия. М., «Металлургия», 1964, с. 100 — 119.