Способ получения криолита Советский патент 1983 года по МПК C01F7/54 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИОЛИТА

Изобретение относится к химичес- :кой технологии и может быть использо вано для получения криолита. Известен способ получения криолита, согласно которому гидроокись алю миния обрабатывают плавиковой кислотой,, содержащей кремнефтористоводоро ную и серную кислоты. Полученный рас вор фторалюминиевой кислоты нейтр али зуют содой в многоступенчатом цикле, при этом на первую ступень вводят со ду до достижения кислотности в растворе 0,6 - 1,0% НР,д на второй и пос ледующей ступенях остаточную кислотность доводят до 0,1 - 0,2% HF. Образукмцийся осадок криолита с величиной частиц 35 - 50 мкм отделяют от раствора и сушат. Молекулярное соот: ношение NaF:AlF.j в осадке составляет 1,5:1,8 1. . Однако известный способ не позволяет получать криолит с криолитовым модулем равным или превышающим 2, так как в этом случае повышается содержание в продукте примесей кремния 11 серы. Наиболее близкимк предлагаемому по технической сущности является способ получения криолита, включающий обработку гидроокиси алюминия на первой стадии плавиковой кислотой, со- : держащей кремнёфтористоводородную и серную кислоты, нейтрализацию образухяаейся фторалюминиевой кислоты содой в непрерывном многоступенчатом цикле, отделение полученного раствора от осадка низкомодульного криолита, обработку этого осглка на второй стёшии плавиковой кислотой, взятой в количестве 8 - 32% от количества, израсходованного на получение низкомодульного криолита, нейтргшизацию полученной смеси додой до достижения кислотности раствора 0,1 - 1,0% HF, отделение маточного раствора от высокомо ульного криолита и его сушку. Получаемые после первой стадии агрегаты 11изкомодульного криолита имеют размер 35 - 50 . Недостаток этого спрсоба обусловлен длительностью второй стадии процесса криолитообразования, составляющей в среднем 3ч, что вызвано значительньш размером кристаллов низкомодульного криолитаf направляемого на вторую стадию. Цель изобретения - ускорение процесса криолитообразования. Поставленная цель достигается тем, что при способе получения криолита.

включающем обработку гидроокиси алюминия на первой стадии плавиковой кислотой, I содержащей кремнефтористоводородную и серную кислоты, нейтрализацию образующейся ф.тороалюминиевой кислоты содой в непрерывном многоступенчатом цикле, отделение полученного раствора от осадка, обработку осадка на второй стадии дополнительным количеством плавиковой кислоты, нейтрализацию полученной смеси содой, отделение маточного раствора от криолита и его сушку, соду на первую ступень нейтрализации фторалюминиевой кислоты вводят в количестве 0,5 - 0,8 вес. ч. на 1 вес. ч фтористого алюминия в растворе, а на вто рую-и последующие ступени нейтрализации - в.количестве, обеспечивающем кислотность плавиковой кислоты в растворе после последней ступени 0,1 0,2 вес. %.. .

Образующийся на первой стадии тетрафторалюминат натрия (NaAlF :п Н2О) изменяют микроструктуру осадка низкомодульного криолита, получающегося с величиной агрегатов 1 - 15 мкм.

При подаче соды на первую ступень менее 0,5 или более 0,8 вес. ч. на 1 вес. ч. фтористого алюминия в растворе образуется меньше тетрафторалюмин.ата натрия, что приводит к резкому уменьшению скорости процесса криолитообразования на первой стадии.

Способ получения криолита осуществляют по следующей технологической схеме,

Плавиковую кислоту, содержащую кремнефтористоводородную и серную кислоты, подвергают нейтрализации гидроокисью алюминия, подаваемой в виде водной суспензии с отношением . Полученную фтороалюминиевую кислоту нейтрализуют в непрерывном многоступенчатом цикле. На первую ступень этого цикла подают соду в количестве 0,5 - 0,8 вес. ч на 1 вес, ч., фтористого алюминия в растворе. На вторую и последующие ступени соду вводят в образовавшуюся суспензию тетрафторалюмината натрия до достижения общей кислотности в растворе.после последней ступени 0,1 0,2% HF, Суспензию криолита с величиной модуля 1,3 - 1,8 разделяют с получением осадка и маточного раствора. Влажный осадок низкомодульного криолита репульпируют в маточном растворе высокомодульного криолита. К получен.ной суспензии добавляют дополнительно плавиковую кислоту, после чего смесь нейтрализуют содой до достиженин общей кислотности в растворе 0,1 - 0,2% HF. Суспензию высокомо- дульного криолита разделяют с получением маточного раствора и осадка, который, .сушат. Маточный раствор высокомодульного криолита направляют на репульпацию осадка низкомодульного криолита и приготовление раствора соды, используемого на второй стадии криолитообразования. Избыточное количество этого раствора совместно с маточjHHM раствором низкомодульного криоли та используют при приготовлении раствора соды, направляемого на первую стадию криолитообразования. Избыточное, количество маточного раствора низкомодульного криолита выводят из йроцесса.

Пример 1.20 т/ч плавиковой кислоты, содержащей 28,84% HF; 1,02% F(j; 0,73% HgSO, iia первой стадии нейтрализуют гидроокисью алюминия в количестве 5,37 т/ч, подаваемой в виде водной суспензии с Т;Ж 1;1, Полученную фтороалюминиевую кислоту нейтрализуют в трехступенчатом цикле. На первую ступень пода- . ют 14,60 т/ч 20%-ного раствора соды, что составляет 0,5 вес. ч. соды, в пересчете на 100% , на 1 вес.ч фтористого алюминия в растворе. На вторую и третью ступени подают 20%ный раствор соды до достижения содержания общей кислотности в растворе после третьей ступени 0,1% HF Образующуюся суспензию криолита с величиной модуля 1,3 разделяют с получением 16,87 т/ч влажного осадка, содержащего 32,39% F; 10,95% Alj 12,0%iNa и 40% влаги, и 34,8 т/ч маточного раствора а содержанием .1,06% F; 0,076% А1; 0,09% Na; 0,2% iSiO ; 0,33% SO ; 0,1% HF. Последний частично используют для приготовления раствора,соды, направляемого на получение низкомодульного криолита. Избыток маточного раствора выводят из процесса. Влажный осадок на второй стадии рапульпируют в 12,15 т маточного раствора высокомодульного криолита, после чего добавляют 3,38 исходной плавковой кислоты, и полученную смесь в течение 1 ч нейтрализуют 12, 93 т 20%-ного раствора соды до достижения содержания общей кислотности раствора 0,4 HF. Полученную суспензию криолита с модулем 2,0 разделяют с выделением 19,8 т влажного осадка, который направляют на сушку, и 24,44 т маточного раствора, содержащего 0,57% F; -0,006% А1 ; 0,113% Na; 0,02% SiOj.; 0,28% 0,4% HF. Последний частично направляют на репульпацию осадка низкомодульного криолита и приготовление раствора соды, используемого на второй стадии криолитообразования. Осадок после сушки содержит F 54,16; Na 25,93; Al 15,0 SiO20,51; 8040,41т

р и мер 2,-20 т/ч плавиковой Кислоты, содержащей 28;84% HF; 1,02% JJj. 9/73% 112804,на первой стадии

нейтрализуют гидроокисью алюминия в количестве 5,07 т/ч, подаваемой в виде водной суспензии с . Полученную фгоралюминиевую кислоту нейтрализуют в -трехступенчатом цикле. На первую ступень подают 18,56 т/ч 20%jiHoro раствора соды, что составляет 0,68 вес. ч. соды, в пересчете на 100% Na2SO3, на 1 вес. ч. фтористого алюминия в растворе. На вторую и третью ступени подают 20%-ный раствор соды до достижения 0,1% HF. Образующуюся суспензию криолита с величиной модуля 1,6 разделяют с получением 16,68 т/ч влажного осадка, содержащего 33,17% F; 10,40% Alj 14,20 Na и 40% влаги, и 38,35 т/ч маточного раствора с содержанием 0,65% Р 0,01% А1; 0,28% Na; 0,17% SiO,; 0,25 SOijj 0,33% HF. Последний частично используют для приготовления раствора соды, направляемого на получение низкомодульного криолита. Избыток маточного раствора выводят из процесса. Влажный осадок на второй стадии репульпируют в 12,01 т маточного расвора высокомодульного криолита, после чего добавляют 3,65 т исходной плавиковой кислоты, и полученную смесь в течение 0,5 ч нейтрализуют 13,55 т 20%-ного раствора соды до достижения содержания кислотности в растворе 0,4 HF. Полученную суспензию криолита с модулем 2,4 разделяют с выделением 20,37 т влажного осадка, который направляют на сушку, и 24,39 т маточного раствора, содержащего 0,95% F; 0,004% А1; 0,28% Na 0,04% 8102;-0,2% 304; 0,2% HF. Последний частично направляют на репульпацию осадка низкомодульного криолита и приготовление раствора соды, используемого на второй стадии криолитообразования. Осадок после сушки содержит, %: F 53,78; Na 28,24; Al 13,79; S04 0,83; SiO 0,57.

Примерз. 20 т/ч плавиковой кислоты, содержащей 28,84% HF; 1,02% HjSiF ; 0,73 H2SO на первой стадии нейтрализуют гидроокись алюминия в количестве 4,83 т/ч, подаваемой в виде водной суспензии с . Полученную фторалюминиевую кислоту нейтрализуют в трехступенчатом цикле. На первую ступень подают 19,12 т/ч 20%ного раствора соды, что составляет 0,80 вес. ч. соды, в пересчете на 100% Na COjiHa 1 вес. ч. фтористого алюминия в растворе. На вторую и третью ступень подают 20%-ный раствор соды до достижения содержания общей кислотности в растворе после третьей ступени 0,1%. Образующуюся, суспензию криолита с величиной модуля 1,8 разделяют с получением 16,67 т/ч влажного осадка, содержащего 33,92% F;9,95% А1; 15,25% Na и 40% влаги, и

39,84 т/ч маточного раствора с содержанием 0,56% F; 0,01 А1; 0,28% Na; 0,20% ЗЮз; 0,26% 0,40% HF. Последний частично используют для приготовления раствора сбдоы, направляемого на получение низкомодульиого крио,лита. Избыток маточного раствора выводят из процесса. Влажный осадок на второй стадии репульпируют в12,00 т маточного раствора высокомодульного

0 криолита, после чего добавляют 4,46 т исходной .плавиковой кислоты, и полученную смесь в течение 1 ч нейтрали-зуют 15,96 т 20%-ного раствора соды до достижения содержания общей кислот5 ности раствора 0,4% HF. Полученную

суспензию криолита с модулем 2,8 раз.деляют с выделением 21,60 т влажного осадка, который направляют на сушку, и 26,17 т маточного раствора,

содержащего 0,57% F; 0,006% А1; 0,113% Na; 0,02% SiOg; 0,28% еОд; 0,2% HF. Последний частично направляют на репутацию осадка низкомодульного криолита и приготовление раст5 вора соды, используемого на второй стадии криолитообразования. Осадок после сушки содержит, %i F 52,08; Na 28,24;А1 13,79;SO4 0,83;SiO;2 Предлагаемый способ по сравнению

0 с известным позволяет сократить длительность процесса криолитробраэования на второй стадии с 3 ч до 0,5 1ч.

Ориентировочный экономический эф5 Фект от внедрения изобретения с условной производительностью 130-140 тыс. т криолита в год составляет 5,6 млн. руб.

Формула изобретения

40

Способ получения криолита, включающий обработку гидроокиси алюминия на первой стащии плавиковой кислотойД5 содержащей кремнефтористоводородную и серную кислоты, нейтрализацию образующейся фторалюминиевой кислоты содой в непрерывном многоступенчатом цикле, отделение полученного раствора от осадка, обработку осадка на

50

второй стадии дополнительным количеством плавиковой кислоты, нейтрализацию полученной содой, отделение маточного раствора от криолита и его сушку, отличаю55щийся тем, что, с целью ускорения процесса, соду на первую ступень нейтрализации фторалюминиевой кислоты вводят в количестве 0,5 - 0,8 вес. ч. на 1 вес. ч. фтористого миния в растворе, а н.а вторую и последующие ступени нейтрализации - 6 количестве, обеспечивающем кислотность плавиковой кислоты в растворе после последней ступени 0,1 -.0,2

65 вес. %.

Источники информации,алюминия и фтористого натрия.М.,

принятые во внимание при экспертизе;Металлургия , 1964, с. 119-122. 1. Гузь С.Ю., Барановская Р.Г. 2.. Авторское свидетельство СССР

Производство криолита, фтористого№ 790575, кл, С 01 F 7/54, 1976.