Способ получения гексафтортитанатаКАлия Советский патент 1981 года по МПК C01D3/02 C01G23/00 

Изобретение относится к получению гексафтортитаната калия, используемо го в химической промышленности. Известен кремнефторидный способ получения гексафтортитаната калия в две стадии. На первой стадии из кремнефторида калия и углекислого калия получ.ают фтористый калий, действуя на который сернокислым титаном на второй стадии получают конечный продукт l . Недостатком этого способа являетс его многостадийность. .Известен также способ получения гексафтортитаната калия из двуокиси титана, гидроокиси калия и фтористог водорода также в две стадии. На первой стадии из двуокиси титана и фтористого водорода при мольном соотношении 1:6 получают титанфтористоводо родную кислоту, действуя на которую гидроокисью калия, на второй стадии получают гексафтортитанат калия, который отделяют от маточного раствора и сушат ,2J. Недостатком этого способа является низкий выход продукта (77% по гидроокиси калия и 73% по фтористому водороду) , а также труднбсть осуществления реакции взаимодействия твердой двуокиси титана, практически не растворимой в воде, с фтористым водородом. Цель изобретения - повышение выхода продукта до 99,0-99,6%. Поставленная цель достигается тем, описываемым способом получения гексафтортитаната калия, заключающимся в растворении двуокиси титана в 1060% водном растворе гидроокиси калия. и обработке полученного раствора фтористым водородом при рН 3-4, мольное соотношение фтористого водорода к двуокиси титана составляет 6:1 с последующим отделением от маточного раствооа и сушкой осадка. 38 Реакцию осуществляют между растворами реагентов. При этом частичное образование промежуточных продуктов при растворении (вследствие амфотерных свойств двуокиси титана , например НяО,не препятствует обраэованию продукта с высокими скоростями и хорошими выходами. Возможное промежуточное образование фтористого калия или бифторида калия в результате взаимодействия гидроокиси калия с фтористым водородом также не вызывает осложнений, поскольку растворенные фтористый калий и бифторид калия легко и с большой скоростью взаимодействует с раст воренной двуокисью титана с образова ием гексафтортитаната калия. Таким образом, в предложенном способе син.тез осуществляют одностадийно, непосредственно из двуокиси титана, фтористого водорода и гидроокиси калия при наличии в зоне реакции licex необ ходимых исходных компонентов и их промежуточных продуктов взаимодействия . Применение растворов с содержание менее 10% гидроокиси калия нецелесообразно вследствие значительного снижения растворимости двуокиси титана, что приводит к снижению произв дительности установки. При понижении содержания гидроокиси калия в растворе до 10% растворимость двуокиси титана понижается до 20-30%. В то вр мя как при содержании, равном 40%, она равна 40-45%. При содержании гид роокиси калия в растворе 60% раствор мость достигает приблизительно 65-75 и дальнейшее ее повышение нецелесообразно из-за увеличения вязкости растворов и т.д. Кроме этого раствор мость гидроокиси калия в воде изменя ётся не очень значительно и при нагр ве до 100°С достигает лишь 65%. Нагревать же раствор до столь высокой температуры нежелательно, так как снижается прочность покрытий и т.д. ,Поддержание рН ниже 3 приводит .к частичному образованию фторида калия загрязняющего продукт, а вьше 4 - ус ливается гидролиз продукта. Пример 1. В емкость с раствором гидроокиси калия в воде дисти ляте или бидистилляте с массовой до лей 60%, содержащей 65-70% двуокиси титана, с помощью дозирующих устройс непрерывно подают твердые гидроокись калия и двуокись титана в молярном соотношении 2:1 при температуре 65-75 С. Перемешивание осуществляют с помощью мешалки. Раствор из емкости непрерывно подают на фильтр, в котором отделяют механические примеси, и с помощью циркуляционного насоса подают в реактор, смешивая перед входом с газообразным или жидким фтористым водородом. Фтористый водород подают в таком количестве, чтобы молярное отношение фтористого водорода к дну-, окиси титана было 1, а рН в циркуляционном контуре на выходе из реактора находился в пределах 3-4. Температуру потока в реакторе, нагревающегося за счет теплоты реакции, поддерживают равной .63-70 С путем охлаждения. При высоких нагрузках реактора (при больших подачах реагентов) охлаждение потока в реакт.оре дополнительно производят за счет теплоты испарения воды, которая конденсируется IB обратном конденсаторе и вновь возвращается в реактор. Несконденсировавшиеся же пары фтористого водорода с примесью паров воды конденсируют в обратном конденсаторе и возвращают на вхо,ц в реактор. Суспензию образовавшегося продукта непрерывно отводят из реактора в емкость, где рН средь корректируют частичной подачей фтористрго водорода или раствора двуокиси титана в гидроокиси калия. Для обеспечения более полного выделения гексафтортитаната калия из раствора температуру в емкости под-держивают от минус Гр до плюс . Суспензию из ёмкости непрерывно подают на ленточный транспортер фильтра, где отделяемый осадок промывают на ленте водой (дистиллятом или бидистиплятом), и непрерывно подают в репульпатор. В результате осадок дополнительно отмывается водой (дистиллятом или бидистиллятом ) от растворимых примесей и поступает на барабанный фильтр непрерывного действия, где продукт отделяют и непрерывно подают в сушилку, а фильтрат направляют в емкость для приготовления раствора двуокиси титана в гидроокиси калия. Сушку осуществляют в потоке горячего воздуха, нагреваемого в калорифере. П р и м е р 2. Способ осуществляют по примеру 1, но двуокись титана растворяют в водном растворе гидроокиси калия, 10 масс.%. Пример 3. Способ осуществляют по примеру 1, но двуокись титана

окиси калия, 60 масс.%.

Пример 4. Способ осуществляют по примеру 1, но смешение раствора двуокиси титана в водном растворе гидроокиси калия с фтористым водородом осуществляют при рН в пределах 1-2.

Пример 5. Способ осуществляют по примеру 1, но смешение раствора

гидроокиси калия с фтористым водородом осуществляют при рН в пределах 5-6.

Пример 6. Способ осуществляют по примеру I, но смещение раствора двуокиси титана в водном растворе гидроокиси калия с фтористым водородом осуществляют при рН 2-3.

Результаты приведены в таблице.

Формула изобретения Способ получения гексафтортитаната калия из двуокиси титана, гидроокиси калия и фтористого водорода с последующим отделением продукта и его сушкой, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения выхода продукта, предварительно двуокись титана растворяют в I0-60% водном растворе гидроокиси калия и, полученньй раствор обрабатывают фтористым водородом при рН, равном 3-4. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 181636, кл. С 01 Б 3/02, 1965. 2.Технологический регламент № 25/761 производства калия фтортитаната на предприятии п/я Г-490/4 (прототип ).