Способ получения гексафтортитанатаКАлия Советский патент 1981 года по МПК C01G23/02 

1

Изобретение относится к химии и металлургии титана и может быть использовано для получения модифицирующих добавок, в применяемых в металлургии спецсплавах, например алюминиевых для автомобильной промышленности.

Известные способы получения гексафтор. титаната калия, заключающиеся в прямом высокотемпературном спекании исходных компонентов 1 энергоемки и характеризуются невысоким выходом и качеством продукта.

Известен способ получения гексафтортитаната калия, включающий приготовление титанофтористоводородной кислоты и последующую нейтрализацию ее гидроокисью калия с получением осадка гексафтортитаната калия, его промывку, кристаллизацию и сушку {2.

Наиболее длительной и трудоемкой частью этого способа является первая стадия, где в качестве исходных продуктов используют двуокись титана марки А-1 и газообразный фтористый водород, который подают в водную взвесь двуокиси титана путем барботажа. В реактор, заполненный до необходимого уровня дистиллированной водой, порциями вводится двуокись титана марки А-1 при перемешивании. После загрузки первой порции в реактор подают газообразный фтористый водород, регулируя скорость его введения таким образом, чтобы температура в реакторе в течение двух часов поднялась до 50°С. После окончания

фторирования первой порции пульпу перемешивают 3 час, отбирают пробу на анализ и при отсутствии избыточной плавиковой кислоты продолжают последовательные операции фторирования и анализа до содержания 1,5-2% избытка плавиковой кислоты. Затем проводят загрузку второй порции двуокиси титана и повторяют операции фторирования и анализа.

Аналогичным образом проводят загрузку и фторирование еще девяти порций двуокиси титана, после чего пульну перемешивают 12-24 час, отбирая и анализируя пробы через каждые 6 час. В случае стабилизации состава и при наличии 2% избыточной плавиковой кислоты прекращают перемешивание и отстаивают кислоту в течение 12 час, снижая температуру в реакторе до 10-15 С. Нерастворившуюся часть отделяют от раствора, и полученный раствор

титанофтористоводородной кислоты нейтрализуют гидрооксидом калия при 50°С до рН около 1,5. Затем пульпу перемешивают 2-4 час, понижают температуру до 20°С и выдерживают 4-6 час для более полного

выделения осадка. Отстоявшийся маточник

декантируют и после центрифугирования сливают в канализацию. Промывают в аппарате осадок 2-3 раза дистиллированной водой декантацией, затем пульну центрифугируют, а отжатые и промытые кристаллы сушат при 100-110 С в течение 24 час.

К недостаткам существующего способа следует прежде всего отнести очень высокую длительность и трудоемкость стадии синтеза титанофтористоводородной кисло-ты, занимающей 150-200 час.

Это связано с медленным протеканием процесса взаимодействия двуокиси титана и плавиковой кислоты. Особенно резко процесс замедляется в конце реакции, когда при наличии двуокиси титана и одновременно избыточной плавиковой кислоты идет трздоемкая доводка состава, сопровождаемая многочисленными анализами. Кроме этого, наличие взвеси двуокиси титана, которая до конца так и не растворяется, вызывает ряд дополнительных трудностей, связанных с опасностью ее перехода на стадию нейтрализации и попадания, таким образом, в целевой продукт.

Целью изобретения является упрощение процесса получения гексафтортитаната ка,лия, повышение качества продукта и у.меньшение вредных выбросов.

Поставленная цель достигается тем, что приготовление титанофтористоводородной кислоты осуществляют введением гидратированной двуокиси титана в раствор плавиковой кислоты, кристаллизацию ведут до 30-40°, а сушку осадка проводят при 135-145°С.

Сущность способа заключается в том, что гидратированная аморфная двуокись титана более активно, примерно и 1000 раз, взаимодействует с плавиковой кислотой, чем рутильная или анатазная ее модификация.

Гидратированная двуокись титана является весьма доступным сырьем, она представляет собой промежуточный продукт в технологических циклах получения всех марок двуокиси титана, в том числе и марки А-1.

Поскольку важным показателем качест4

на гексафтортитаната калия является остаточное содержание в нем воды (не более 0,04%), сушку полученного нродукта необходимо вести не при 110°С, как в известном способе, а при 135-145°С.

Пример. К 50 г 46% плавиковой кислоты прибавляют 39,4 г гидратированной двуокиси титана с содержанием двуокиси 37,66% (по массе). После полного растворения, продолжающегося несколько минут, получено 89,4 г 33,45/о-ной титанофтористоводородной кислоты. Взвесь двуокиси титана в кислоте отсутствует. После фильтрации и охлаждения к кислоте прибавляют порциями 68 мл 30%-ного раствора гидрооксида калия при перемещивании до рП 1,5. Смесь охлаждают до 35°С, выпавшие кристаллы отделяют на пуч-фнльтре, промывают 200 мл воды и высушивают при 140+5°С. Получено 31,84 г гексафтортитаната калия с содержанием основного вещества 99,2%.

Использование изобретения позволяет сократить продолжительность процесса с 200 до 1,5-2 час.

Формула изобретения

Способ получения гексафтортитаната калия, включающий приготовление титанофтористоводородной кислоты и последуюп1ую нейтрализацию ее гидрооксидом калия с получением осадка гексафтортитаната калия, его промывку, кристаллизацию и сушку, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, повышения качества продукта и уменьщения вредных выбросов приготовление титанофтористоводородной кислоты осуществляют введением гидратированной двуокиси титана в раствор плавиковой кислоты, кристаллизацию ведут до 30-40°С, а сушку осадка проводят при 135-145°С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Киндяков Н. С., Рубаилова К. М. Трубы Гиредмета № 1, 1959, с. 633.

2.Харченко А. П. и др. «Отчет 402-68-71, МХП СССР, ПФ ГИПХ, 1972.