Способ извлечения фтора в виде фторида кальция из фторсодержащих растворов Советский патент 1989 года по МПК C01F11/22 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способам извлечения фтора из растворов в виде фторида кальция, используемого в качестве минерализатора в производстве цемента и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повьш1ение степени извлечения фтора и сокращение продолжительности процесса.

В качестве фторсодержащих растворов используют отходы от производства хладонов метанового ряда с содержанием HF, KF до 200 г/л и NaF

до 40 г/л. Чтобы организовать бессточное производство и получить фторид кальция высокого качества с вы- ,сокой степенью извлечения фтора, необходимо получать растворы, содержащие фтор-ион 0,015-3,0 г/л.

На производстве это осуществляют путем смешения технологических стоков с ливневым, где концентрация фтор-иона не превьшает 100-200 мг/л.

Ц р и м е р. Промьшленный сток от производств хладонов метанового ряда, содержащий фтористоводородную кислоту с концентрацией 0,15 г/л, в

4

;о

00

ч1

31498

количестве 1 кг/ч, подают в реактор при работающей мешалке. После этого в реактор подают 10%-ный раствор гидроокиси кальция в количестве 1,2 кг/ч. Реакционную смесь перемешН вают в реакторе 5 мин при температуре окружающей среды IS-ZO C.

Образующуюся в процессе суспензию фтористого кальция анализируют на со держание основного вещества и направляют на разделение в отстойник. Осадок из отстойника направляют в сушилку КС. Выход гранулированного продукта 12 кг/ч. Готовый продукт со- держит 99% CaFj и соответствует ТУб- 02-1165-83. Маточный раствор из отстойника возвращают на узел приготовления раствора гидроокиси кальция

В табл.. 1 приведены примеры осуществления процесса при различных параметрах.

При отношении ионов кальция к йог нам фтора меньше шести увеличивается продолжительность процесса и снижается степень извлечения фтора из раствора до уровня прототипа.

При отношении ионов кальция к ионам фтора больше восьми, например девять образуется качественный про- дукт, но в этом случае повышается степень загрязнения продукта солями кальция с 0,003 до 0,024%, что делать экономически нецелесообразно.

В табл. 2 приведен сопоставитель- ный анализ известного и предлагаемого изобретения.

Изобретение позволяет повысить степень извлечения фтора из растворов с концентрацией ниже 0,15 г/л с 92 до tOO% и из растворов с концентрацией 0,15-3,0 г/л с 99,5 Д(э

100%, сократить продолжительность процесса: при переработке растворов с концентрацией ниже 0,15 г/л время обработки снижается с 1 сут до 10-15 мин, для растворов с концентрацией 0,15-3,0 г/л с 30 мин до 5-10 мин; время отстаивания осадка продукта снижается соответственно с 1 сут до 2-3 ч и с 6-8 ч до 2-3 ч. Получают продукт с содержанием основного вещества 99%, маточные раствору используют в процессе для при- гotoвлeния раствора гидроокиси кальция .

Формула изобретения

1.Способ извлечения фтора в виде фторида кальция из фторсодержащих растворов, включающий обработку раствором гидроокиси кальция с последующим отделением продукта, о т л и- чающ.ийся тем, что, с целью повьш1ения степени извлечения фтора

и сокращения продолжительности процесса, исходные растворы используют в количестве, обеспечивающем отношение ионов кальция к ионам фтора, равным 6-8. .

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание фтор-иона в исходном растворе поддерживают равным 0,015-3,0 г/л.

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и- ч а.ющи и с я тем, что при содержании фтор-иона в исходном растворе

0,15-3,0 г/л, обработку ведут при комнатной температуре, а при содержании фтор-иона 0,015-0,15 г/л - при 60-9Ц С.

Таблица 1

Изобретение относится к области химической технологии ,в частности, к способам получения фторида кальция. Промышленный сток от производства хладонов метанового ряда, содержащий фтористоводородную кислоту с концентраций 0,015-3,0 г/л подают в реактор с мешалкой, после чего подают 10%-ный раствор гидроокиси кальция. Реакционную смесь перемешивают 5 мин. Образующуюся суспензию фторида кальция направляют на разделение в отстойник, отстаивают 24 ч, осадок из отстойника подают в сушилку "КС". Продукт содержит 99% CAF₂, маточный раствор из отстойника возвращают на узел приготовления раствора гидроокиси кальция. При содержании фтор-иона в стоке 0,15-3,0 г/л процесс ведут при комнатной температуре, при содержании фтор-иона 0,015-0,15 г/л процесс ведут при нагревании до 60-90°С. Соотношение ионов CA и ионов F поддерживают равным (6-8):1. Изобретение позволяет повысить степень извлечения фтора с 92-99,5 до 100% и сократить продолжительность процесса. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Са(ОН

. f PJ- 6

5 5 10

20 20 60

20

90 99 99

99

NaF, HF, В сухом виде или в виде 10%-ного раствора Са(ОНХг

11

20

Начальная концентрация фтор- иона, мг F/л Соотношение А

Количество фтора, связанного в CaF от стехиометрии, в % йСаРа

720

150-3000 15-150

30 мг Р/л; А от.0,3 С 15-150 мг F/л;

до 0,7; С,,-720 мг Р/л; А от 3,04 до 4,9

Си 30 мг Р/л;

С„ - 150-3000 мг F/л; t-20; Сн 15-150 мг F/л;

CaFft 92; С«-720 мг Р/л; t 60-70; ДСаРе 100;

t«20; ДСаРг 99,5

€« 150-3000 мг F/л; uCaFj. 100

Продолжение табл.1

Таблица 2

NaF, KF, , HF В виде 10%-ного раствора Са(ОН)

6-12, Оптимально 8-10

Для CH 150-3000 мг F/л; Для С„й 150мг F/л t 60

150-3000 15-150

С„ - 150-3000 мг F/л; t-20; Сн 15-150 мг F/л;

€« 150-3000 мг F/л; uCaFj. 100

1498711

Время реакции ff, мг Р/л; мин, Ca +2F CaFft 1 сут; С 720 мг F/Л;

t 20;

20 Избыток Са(ОН)2

С|,«30 мг F/л; ,1-f; Си«720 мг Р/л;

f 7Й Си-720 мг F/л;

t«20; t- 6-8

I Куда направляется:

очищенный сток В канализацию

полученный

осадокВ шламоотвал

8 Продолжение табл.2

Си 15-150 иг F/л; Ср 10-15; Си 150-3000 мг F/л; tTp 5-10

,9

Концентрация ионов

Са и F в очищенной

воде

Сн 15-150 MrF/л;

Сн 150-3000 мг F/л;

d 10-100

0 15-150 мг F/л;

t Сн

150-3000 мг F/л;

t 20; 2-3

В производство в производство