Способ получения криолита Советский патент 1989 года по МПК C01F7/54 

сл

ГчЭ

Изобретение относится к области технологии фтористых солей и может быть использовано для получения высококремнистого криолита, используемого в производстве стекла, эмалей и абразивов. Цель изобретения - повышение скорости процесса. Для этого пересыщенный раствор фторида алюминия обрабатывают серной и кремнефтористоводородной кислотами. Кремневтористоводородную кислоту используют в количестве 0,1-1,0 мас.ч на 1 мас.ч. фторида алюминия, при этом суммарное содержание фтора во фториде алюминия и кремнефтористоводородной кислоте поддерживают равным 6,0-9,5 мас. %. Полученный после обработки кислотами пересыщенный раствор фторида алюминия нейтрализуют гидроксидом алюминия в количестве 100-102 % от стехиометрически необходимого на сумму серной и кремнефтористоводородной кислот. После этого пересыщенный раствор фторида алюминия смешивают с кристаллическим фторидом натрия, содержащим диоксид кремния. Суспензию фильтруют, осадок сушат. Данный способ позволяет увеличить скорость фильтрования от 150 до 400-600 кг/м^2.м. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии фтористых солей и может быть использовано для получения высоко- кремнистого криолита, используемого в производстве стекла, эмалей и абразивов.

Целью изобретения.является повышение скорости процесса.

Пример 1 (по известному способу). В пересыщенный раствор фторида алюминия вводят серную кислоту. 1000 кг пересьш1енного раствора то- рида алюминия с содержанием 8,27% AlFj и 0,5% Н,оО нейтрализуют 2,7 кг гидроксида алюминия, который подают в.

виде суспензии в воде. Нейтрализацию ведут при 80°С в течение 30 мин. Количество гидроксида алюминия составляет 102% от стехиометрически необходимого на нейтрализацию серной кислоты, В раствор после нейтрализации загружают 270 кг смеси кристаллического фторида натрия и диоксида кремния, содержащую 45% NaF и 55% Sid. Образующуюся после перемешивания в течение 45 мин при 85 С суспензию криолита разделяют фильтрованием на барабанном вакуум-тфильтре. Проиэводи:- тельность фильтрования 150 ч в пересчете на сухое вещество. Влажность

00

осадка 50%. После сушки получают 353 кг криолита, содержащего, %: F 30,5; Na 17,32; А1 8,05; ,50; HjO 0,67, Маточный раствор в количе- стве 646 кг, содержащий, %: Na 0,5; А1 0,025; F 0,5,. выводят из процесса Технологический выход фтора в продукт 96,9%,

Пример2, В пересыщенный раствор фторида алюминия вводят серную кислоту, а также кремнефтористо- водородную кислоту в количестве 0,1 мае,ч, на 1 мае,ч, фторида алюминия. 1000 кг пересыщенного раство- ра фторида алюминия с содержанием 8,1% А1Кз, 0,81% , (что составляет 6,0% в пересчете на фтор) и 0,5% , нейтрализуют 11,4 кг гидроксида алюминия (100% от стехио- ,метрически необходимого на сумму серной и кремнефтористоводородной кислот), который подают в виде суспензии в воде. Нейтрализацию ведут при so С в течение 30 мин, В полученную. суспензию гидроксида кремния в пересыщенном растворе фторида алюминия загружают 297,3 кг смеси кристаллического фторида натрия и диоксида кремния, содержащую 45% NaF и 55% SiO. Образующуюся после вания в течение 45 мин при суспензию криолита разделяют фильтрованием на барабанном вакуум-фильтре. ..Производительность фильтрования по осадку 400 кг/м ч в пересчете на сухое вещество, Влажность осадка 50%, После сушки получают 390,4 кг криолита, содержащего, %: Na 17,99; А1 7,75; F 30,47; ,50; HjO 0,58, Маточный раствор в количестве 605 кг, содержащий,%;NaO,5;Al 0,012; F 0,55, выводят из процесса. Технол о- гический выход фтора в продукт 97,58%.

ПримерЗ, В пересыщенный расвор фторида алюминия вводят серную кислоту, а также кремнефтористово- дородную кислоту в количестве 0,57 мае,ч. на 1 мае,ч. фторида алю- миния, 1000 кг пересыщенного раствор фторида а.пюминия с содержанием 6,72% AlFj, 3,84% H./ iF (что составляет 7,6% в пересчете на фтор) и 0,5% Н.5Й04 нейтрализуют 44,7 кг гидроксида алюминия (101% от стехио- метрически необходимого на сумму серной и кремнефториетоводородной кислот), который подают в виде сус

Q 5

Q

5

пензии в воде, Нейтрализацию ведут при в течение 30 мин. В полученную суспензию гидроксида кремния в пересыщенном растворе фторида алюминия загружают 365 кг смеси кристаллического фторида натрия и диоксида кремния, содержащую 45% NaF и 55% SiOj. Образующуюся после перемешивания в течение 45 мин при 85 С суспензию криолита разделяют фильтрованием на барабанном вакуум-фильтре. Производительность фильтрования по осадку 550 в пересчете на сухое вещество. Влажность осадка 50%, После сущки получают 495,3 кг криолита, содержащего, %: Na 17,67; А1 7,54; F 29,86;. SOVO,5; 0,67, Маточный раствор в количестве 483,7 кг, содержащий, %: Na 0,5; А1 0,023; F 0,50, вьшодят из процесса. Технологический выход фтора в продукт 98,4%,

Пример4, В пересыщенный раствор фторида алюминия вводят серную кислоту, а также кремнефторието- водородную кислоту в количестве 1 мае,ч, на мае,ч, фторида алюминия, 1000 кг пересыщенного раствора фторида алюминия с содержанием 6,46% A1F3 , 6,46% H,SiF (что составляет 9,5% в пересчете на фтор) и 0,5%. нейтрализуют 74 кг гидроксида алюминия (102%. от стехиометрически необходимого на сумму серной и крём нефтористоводородной кислот), который подают в виде суспензии в воде. Нейтрализацию ведут при 80 С 30 мин, В полученную суспензию гид- рокеида кремния в пересыщенном растворе фторида алюминия загружают 437,4 кг смеси кристаллического фторида натрия и диоксида кремния, содержащую 45% NaF и 55% SiO. Образующуюся после перемешивания в течение 45 мин при 85.С суспензию криолита разделяют фильтрованием на барабанном вакуум-фильтре. Производительность фильтрования по осадку 600 в перес.чете на сухое ве щество. Влажность осадка 50%, После сушки получают 608,8 кг криолита, содержащего,%: Na 17,4;-А1 7,72; ,5; HiO 0,48; F 29,94, Маточный раствор в количестве 357,2 кг, содержащий, %: Иа 0,5; А1 0,024; F 0,47, выводят из процесса. Технологический выход фтора в продукт 99,05%,

ПримерЗ. В пересыщенный расвор фторида алюминия вводят серную кислоту, а также кремнефтористоводо- родную кислоту в количестве 1,14 мае.ч. на I мае.ч. фторида алюминия. 1000 кг пересьщенного раство- -ра фторида алюминия с содержанием 6,0% AlFj , 6,84% (что составляет 9,5% в . пересчете на фтор) и 0,50% нейтрализуют 78,28 кг ги роксида алюминия (102% от стехиометр чески необходимого на сумму серной и кремнефтористоводородной кислот), который подают в виде суспензии в воде Нейтрализацию ведут при в течение 30 мин. В полученную суспензию гидроксида кремния в пересыщенном растворе фторида алюминия загружают 437,4 кг смеси кристаллического фто- рида, натрия и диоксида кремния, содежащую 45% NaF и 55% SiO-z. Образующуюся после перемешивания в течение 45 мин при 85°С суспензию криолита разделяют фильтрованием на барабан- ном вакуум-фильтре. Производительность фильтрования по осадку 600 кг/м ч в пересчете на сухое вещество. Влажность осадка 50%, После сушки получают 610,7 кг криолита, содержащего, %: Na 17,36; А1 7,70; F 29,85; ,5; НгО 0,56. Маточный раствор в количестве 353,4 кг,- содержащий, %: Na 0,5; А1 0,02; F 0,5, вьшодят из процесса. Технологи- .ческий выход фтора в продукт 99,12%.

При введении кремнефторкстоводо- родной кислоты в количестве, менее 0,1 мае.ч. на 1 мае,ч. фторида алюминия производительность фильтрования оеадка криолита уменьшаетея. При подаче кремнефториетоводородной кие- лоты более 1,0 мае.ч. заметного повышения производительноети фильтрования не проиеходит.

При суммарном содержании фтора во фториде алюминия и кремнефторието- водородной кислоте менее 6,0% снижается производительность фильтрования а при содержании более 9,5% получае- мьпЧ перееыщенньо раствор фторгцца а,тю миния малоустойчив и тригидрат фторида алюминия выпадает в осадок.

При подаче гидроксида а гоминия менее стехиометричееки необходимого уменьшается выход фтора в продукт, а при подаче гидрокеида алюминия более 102% от етехиометрически .необходимого количества происходит гидролиз раствора фторида алюминия и соответственно ухудшение фшсьтрования осадг- ка.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить скорость фильтрования криолита от 150 до 400-600 ,

Формула изобретения

2.Способ поп,1, отличающийся тем, что суммарное содержание фтора во фториде алюминия и кремнефториетоводородной кислоте при обработке ею фторида алюминия составляет 6,0-9,5, мас.%.