СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЙНЫХ ФТОРИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ Советский патент 1929 года по МПК C01B9/08 

Уже раньше предлагали изготовлять криолит, хиолит или другие двойные фтористые соединения, содержащие алюминий и щелочь, путем обработки растворов солей окиси алюминия фтористыми соединениями, например, фтористым натрием в кислом растворе.

Реакция протекает по следующему уравнению:

AlCl₃+6NaF+кислота=(AlF₃·3NaF)+3NaCl+кислота.

Предложено также было, вместо фтористых солей, брать плавиковую кислоту и соли щелочных металлов, например, сернокислый или хлористый натрий.

Теперь оказалось, что при воздействии глинозема или раствора алюмината на нейтральную фтористую соль, например, фтористый натрий, получается свободная натронная щелочь. Реакция протекает по следующему уравнению:

2Al(OH)₃+9NaF↔2(AlF₃·1,5NaF)+6NaOH.

Нельзя было ожидать, что под влиянием глинозема могут возникнуть двойные фтористые соединения из фтористых солей, с образованием едкой щелочи, так как предполагали, что едкая щелочь действует разлагающим образом на двойные соединения фтористого алюминия и фтористой щелочи. Оказалось, однако, что разложение двойных фтористых соединений происходит только на теоретически вычисленного количества.

Далее оказалось, что можно получить почти количественный выход, если пропустить в смесь реагирующих веществ угольную кислоту. При этом, едкая щелочь переходит в углекислую щелочь или, при низкой температуре, в двууглекислую щелочь. Реакция протекает по уравнению:

2Al(OH)₃+12NaF+3CO₂=2(AlF₃·3NaF)+3Na₂CO₃+3H₂O.

При этом способе вместе с двойным фтористым соединением получается еще сода или поташ, в то время как до сих пор часть щелочи получалась в виде относительно малоценных поваренной соли или сернокислого натрия. Лучше применять легко реагирующий глинозем, например, полученный по способу Байера или же полученный путем осаждения из растворов алюминатов посредством угольной кислоты. Можно также применить растворы алюминатов и обойтись без получения глинозема. Вся щелочь раствора алюмината вновь получается в виде соды и может служить для разложения боксита и получения новых растворов алюминатов.

Когда желательно получить лишь количество щелочи, необходимое для приготовления раствора алюмината, то можно заменить часть фтористого натрия фтористым аммонием или плавиковой кислотой. Происходящая при этом реакция может быть изображена так:

Al(OH)₃·2NaOH+3NaF+3NH₄F+CO₂=(AlF₃·3NaF)·Na₂CO₃+4H₂O·3NH₃

или же:

(Al(OH)₃·2NaOH+1,5NaF+3HF+CO₂=(AlF₃·1,5NaF)+Na₂CO₃+4H₂O.

Пример 1. 25 кг гидрата окиси алюминия, 62 кг фтористого натрия и 200 л воды при перемешивании нагревают до 80°, затем охлаждают и фильтруют. Фильтрат содержит 9,4 кг едкого натра и 3,86 кг окиси алюминия. Осадок состоит из смеси хиолита и криолита.

Пример 2. 25 кг гидрата окиси алюминия, 62 кг фтористого натрия и 200 л воды перемешивают при 70° при пропускании угольной кислоты; затем, при пропускании угольной кислоты, помешивают холодную смесь и фильтруют. Фильтрат содержит 34,6 кг соды и не содержит ни фтора ни глинозема. Осадок состоит из хиолита.

Пример 3. 250 л раствора алюмината, содержащего в литре 94,8 кг окиси алюминия, 20 кг фтористого натрия +200 л воды, 200 л раствора фтористого аммония, содержащего в литре 180 г NH₄F, в горячем виде размешивают при пропускании угольной кислоты. При этом улетучивается аммиак; по охлаждении отсасывают и промывают. Фильтрат содержит 132 кг соды, осадок имеет приблизительный состав хиолита.

1. Способ получения двойных фтористых соединений, содержащих алюминий и щелочной металл, по типу криолита, хиолита и т.п., в соединении с получением свободных щелочей, отличающийся тем, что глиноземом действуют на среднюю фтористую соль щелочного металла.

2. Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что в реакционную смесь одновременно пропускают углекислоту с целью перевода щелочи в карбонат.

3. Видоизменение способа по п. 1 и 2, отличающееся тем, что вместо глинозема применяют раствор алюмината.

4. Видоизменение способа по п. 2 и 3, отличающееся тем, что необходимую для реакции фтористую соль щелочного металла отчасти заменяют фтористым аммонием или плавиковой кислотой.