СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СОДЫ И ПОТАША ИЗ РАСТВОРОВ Советский патент 1940 года по МПК C01D7/04 

Автор настоящего изобретения предлагает разделять растворы, содержащие одновременно двууглекислый натрий и калий, путем выпаривания половины раствора и сплавления сухого остатка с плавиковым шпатом и песком.

Плав содержит смесь натриевых и калиевых солей плавиковой кислоты; при нагревании его обрабатывают второй половиной разделенного раствора и разбавляют водой до полного растворения фтористого натрия. Раствор фильтруют и выпаривают до получения насыщенного раствора поташа. Из этого раствора отделяют выпавший фтористый натрий, после чего полученные продукты перерабатывают далее обычными методами.

В качестве примера растворов, содержащих углекислый калий и натрий, можно указать на щелочные отходы производства глинозема и нефелина щелочным методом. В 1 л такого раствора содержится 158 г углекислого натрия, 69 г углекислого калия, 2,1 г едкого натрия, 0,9 г едкого калия (считая на окись металлов) и 3,4 г глинозема. Из таких растворов выгодно прежде всего удалить значительную часть углекислого натрия каким-либо методом, например, карбонизацией. Для этого их упаривают до 40-50% содержания в них карбонатов и подвергают карбонизации при обыкновенной температуре или при охлаждении. В осадок выделяется до 90% бикарбоната натрия, находящегося в первоначальном растворе. В растворе же остается весь калий в виде двууглекислой соли и приблизительно 10% в двууглекислого натрия. После отделения осадка раствор бикарбонатов калия и натрия делится на две равные части. Одна часть раствора упаривается и поступает на спекание с плавиковым шпатом и песком или другими кремнеземистыми веществами. Шихта составляется из расчета 1-1,2 молекулы R₂CO₃ на 1 молекулу фтора в плавиковом шпате и 1 молекулы СаО на 1: молекулу SO₂+Fe₂O₃ в шихте. Спекание шихты производится во вращающейся печи при температуре в пределах 750-850°, не доводя ее до плавления. Полученный пористый плав при нагревании обрабатывается второй частью раствора смеси двууглекислых щелочей. При этой обработке происходит реакция по уравнению:

NaF+KF+NaHCO₃+KНСO₃=2NaF+K₂СO₃+СO₂+Н₂O

К раствору добавляют такое количество воды, чтобы весь фтористый натрий находился в растворе, после чего отделяют нерастворимый осадок монокальциевого силиката и фильтрат упаривают до получения насыщенного раствора поташа. При охлаждении выпадает осадок фтористого натрия, его отделяют, а раствор обрабатывают при нагревании мелом для очистки от оставшихся примесей фтористых солей. Раствор поташа упаривают для получения твердого продукта, а осадок фтористого натрия растворяют в воде и обрабатывают при нагревании мелом для перевода фтористого натрия в углекислый.

Осадки фтористого кальция могут быть возвращены на спекание их с новой порцией раствора бикарбонатов натрия и калия с песком. Раствор же соды упаривают, и полученная сода кальцинируется.

В результате химической обработки растворов карбонатов натрия и калия получают отдельно соду и отдельно потаит.

Потери щелочей в процессе всей обработки растворов не превосходят 5-7%; потери плавикового шпата - 6-8%. Сода получается с содержанием до 1% поташа, поташ же - с примесью не более 0,5-1% соды.

Процесс обработки щелочных растворов может быть закончен на стадии получения растворов фтористого натрия без перевода его в углекислый натрий при помощи мела. В этом случае растворы фтористого натрия могут быть использованы для получения; криолита путем взаимодействия их с алюминатным раствором из производства глинозема из нефелина при карбонизации их смеси в соответствующих количествах по способу Коксанова.

Способ выделения соды и поташа из растворов, содержащих одновременно карбонаты калия и натрия, путем спекания последних с фтористым кальцием и песком и последующего выщелачивания полученного спека, отличающийся тем, что подлежащий обработке раствор, доведенный упариванием и карбонизацией до содержания в нем натрия и калия в эквимолекулярных количествах, делят на две части: первую часть выпаривают, остаток спекают с плавиковым шпатом и песком (или другими кремнеземистыми веществами), затем обрабатывают при нагревании второй частью раствора, разбавляют водой до полного растворения фтористого натрия в спеке, фильтруют, выпаривают до получения насыщенного раствора углекислого калия, отделяют выпавший фтористый натрий и полученные продукты перерабатывают далее обычными методами.