Способ получения кремнефтористого калия

Способ получения кремнефтористого калия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Сециелистических

Республик (u)710934 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву .— (51)М. Кл.

С 01 В 33/10 (2 ) Заввлеио 01.1076 (21) 2421162/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государствен нм1 ком нтет

СССР . во дмам наобретеннй н открытнй

{53) УДК 661.832 (088. 8) Опубликовано 250180 Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 25.01.80 (72) Авторь

72 Авторы

В.С. Калач, А ° Е. Золотарев, А. И. Кравченко изобретФния и A.Ä. Михайлин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНЕФТОРИСТОГО

КАЛИЯ

Изобретение относится к области производства кремнефтористого калия из фторсодержащих газбв, выделяющихся при кислотном разложении фосфатных руд на суперфосфатных заводах.

Отходящие газы производства простого суперфосфата содержат соединения фтора в виде четырехфтористого кремния,. а газы производства упаренной фосфорной кислоты и двойного суперфосфата содержат соединения фтора в виде смеси четырехфтористого кремния и фтористого водорода. При абсорбции этих газов водным раствором аммиака или аммонийных солей образуется раствор кремнефтористого аммония, а при абсорбции водой образуется кремнефтористоводородная кислота, которую на следующих стадиях процесса перерабатывают на кремнефтористые и фтористые соли.

Известен способ получения кремнефтористого калия путем взаимодействия раствора кремнефтористоводородной кислоты с хлористым калием (Ц .

Недостаток этого способа — невысокая скорость отстаивания.

Известен способ получения кремнефтористого калия путем взаимодействия раствора кремнефтори стоводородной

5 кислоты с солью кали я g в частности р с хлористым калием (2) .

На первой стадии процесса раздельно готовят исходные растворы кремнефтористоводородной кислоты н хлористого калия. Затем в раствор кремнефтористоводородной кислоты в качестве затравки вводят кристаллы кремнефтористого калия, полученные в предыдущей операции. Прн необходимости исходный раствор хлористого калия подвергают до 50-80 С, после чего постепенно вводят в кремнефтористоводородную кислоту. Причем, хлористый калий вводят в избытке на 5-20% по отношению к стехиометрическим рас-. четам.

После введения хлористого калия содержимое реактора дополнительно перемешивают в течение 30 мин. Образовавшийся осадок кремнефтористого калия отстаивают, фильтруют, промывают водой и влажным отправляют потребителю. Выход кремнефтористого калия по фтору составляет 94%, а содержание основного вещества от 97

710934 до 99% а пересчете на безводный продукт.

Недостаток способа — невысокая скорость отстаивания (не более

0,2 м/ч) .

Цель изобретения — увеличение скорости отстаивания до 0,3-0,8 м/ч

5 при аыхоце продукта 94% и содержании основного вещества до 99% в пересчете на безводный продукт.

Цель достигается тем,что кремнефтористый калий получают путем взаимодействия раствора кремнефтористоводородной кислоты с солью калия с последующим отстаиванием, фильтрованием и промывкой полученного осадка, причем раствор кремнефтористоводородной кислоты предварительно смешивают с раствором кремнефтористого аммония с концентрацией 0,1-20% а отношение растворов кремнефтористоводородной кислоты и кремнефтористого аммония 20 берут равным от 0,1:7 до 40:1.

Отличием способа является предварительное смешивание раствора кремнефтористоводородной кислоты с раствором кремнефтористого аммония, концентрация кремнефтористого аммония и соотношение раствора кремнефтористоводородной кислоты к раствору кремнефтористого аммония.

Использование кремнефтористого 30 аммония с концентрацией + 0,1% нецелесообразно, так как при таких концентрациях кремнефтористый калий не осаждается, он находится г растворе.

При концентрации кремнефтористого 35 аммония 20% образуется пересыщенный раствор, и кремнефтористый аммоний выпадает в осадок, что нежелательно.

При соотношении раствора кремнефтористоаодородной кислоты к раствору кремнефтористого аммония меньше

0,1:7 и больше 40:1 снижается выход продукта и уменьшается скорость отстаивания.

Пример 1. 900 аес.ч. водного 4 раствора, содержащего 1 вес.ч. (NH4)g S1F> (0,11%-ный раствор (NH g)g S iF g, 65 вес. ч. H»S iF (т. е. соотношение раствора кремнефтористоаодородной кислоты к Раствору кРемне- gp фтори стого аммония составляет О, 1:

: 6, 5) и во взвешенном состоянии

2 аес.ч. осадка SiO» смешивают (без нагревания) с 1200 аес.ч..водного раствора, содержащего 63 вес.ч.

К»СО, О, 5 аес. ч. (НН4)»Я1ГЬ, 55

3,1 вес.ч. KF и 0,5 вес.ч. SiO».При этом количество вводимой соли калия составляет 100% по стехиометрии.

3а счет взаимодействия H»SiF

{NH4)> SiF с К»00 образуется оса- 60 док К 81рб- Получейный осадок отделяют бт раствора отстаиванием и фильтрованием. CRopocTb отстаивания состаапяет 0,3 м/ч. Осветленный раствор и фил»трат в количестве 1972,7 вес.ч.,g5.содержащий 1,4 аес.ч. К Я1р

0,7 вес.ч. (NH4) СО, 3,1 вес,ч.

KF и О, 6 вес. ч. %10» разделяют на две части.

В первую часть в количестве

1136,4 вес.ч., содержащую 0,8 вес.ч.

К S<Гь 0,5 aec.v, (NH4)» СО9, 1,8 вес.ч. KF и 0,4 вес.ч. S10», вводят 64 вес.ч. кристаллического

К СО . При этом в растворе К СО раз» лагается с образованием КР и Я1 ».

Получается 1200,4 вес.ч. раствора, в котором содержится 63 вес.ч. К СО9, 0,5 вес.ч. (NH )» CO> 3,1 вес.ч. KF

» ,и 0,6 вес.ч. Я10 возвращают в npoqecc.

Вторую часть раствора в количестве 836,3 вес.ч., содержащую

0,6 вес.ч. К SiFЬ, 0,2 вес.ч. (NHg) СО, 1, 3 вес. ч. KF и О, 2 вес. ч.

Я10, удаляют из процвсса. (Используют для абсорбции фторгаэов).

Влажный осадок, содержащий

100 аесч. K2siF6, 2 весч. Si02 и 8 вес.ч. Н О, является товарным продуктом.

Выход К S1РЬ по фтору составляет

94%, содержание К ЯЫ в продукте—

97%.

Пример 2. 1000 аес.ч, водного раствора, содержащего 83 вес.ч. (ИН4)» SiF (8, 1% РаствоР (NH4)» SiF6 ) и 3 аес.ч. SiO» смешивают для затравки с влажным осадком, полученным в предыдущей операции, состоящим иэ 35 аес.ч. K»SiF+, 4 вес.ч. Н О и 1 аес. ч. SiO

» о

Затем смесь нагревают до 55 С и при непрерывном перемешиаании вводят в течение 30 мин 80 вес.ч. КСР.

Количество вводимого хлористого калия составляет 115% по стехиометрии.

За счет аз аимоде и стаи я (НН4)» S 1Р и КСВ образуется осадок К ЯВЬ и раствор NH4C0 Осадок отделяют от раствора отстаиванием и фильтрованием.

Скорость отстаивания составляет

О, 8 м/час.

Пример 3, 1500 вес.ч, водного раствора, содержащего 55 аес.ч. (NH4)< SiF< (3, 6%-ный раствор (NH<)

KgSiF@, 1 вес.ч. (NH4)» СО и 2 аес.ч.

Н О.

Смесь нагревают до 40ОС и при непрерывном перемешивании в течение

30 мин вводят 64 вес.ч. К СО . Количество вводимой соли калия составляет 100% по стехиометрии.

3а счет взаимодействия (NH )> SiF ь и H»SiFg с К»СО образуется осадок

К SiF<, который отделяют от раствора отстаиванием и фильтрованием. Скорость отстаивания составляет 0,5 м/ч, 7109 14

Формула изобретения

Составитель Л. Ситнова

Техред О. Андрейко Корректор H. Синицкая

Редактор A. Павлюк

Тираж 565 Подпи сн ое

ЦНИИ11И Государственного комитета СССР

llý делам изобретений и открытий

113113 . Москва )l(-35 Раушская наб. д. 4,".

;= I L

Заказ 8582110

Ф; лиан 11011 11ат нт, г. Ужгород, ул. 11р ктl ;I;.r, 4

Ос â<.тленный раствор и фильтрат в количестве 1445 вес, ч., содержащий

29 вес.ч. (NH4)> CO>, l вес.ч. 810 н 2 вес.ч. KgSiF выводят иэ процесса. (Используют в качестве абсорбента для улавливания фторгазов) .

Осадок делят на две части. Первую, состоящую из 20 вес, ч. K S iF6, 1 вес. ч. (NH4) СО и 2 вес.ч. Н О возвращают в процесс в качестве затравки.

Вторая часть является товарным продуктом, состоящим из 100 вес.ч.

KgSiFg, 1 Sec.B. (МН4) СО9, 2 Вес.ч.

SiOg и 10 вес.ч. Н О.

Выход K>SiF< по фтору составляет

94%, содержание К SiF в продукте — 15

98%.

2 6

Пример 4. 450 вес.ч. водного раствора, содержащего 80 вес.ч. (NH4)g S iF (19%-ный раствор (NH<)< SiF<) и 2 вес.ч. H

750 вес.ч. раствора, содержащего

71 вес. ч. K SO4, 5 вес. ч. К СОЭ " 25

3 вес. ч. KC8 . Количество вводимой соли калия составляет 100% по стехиометрии.

После смешивания образуется осадок KISiF6 и раствор (NH g SOy u

NH4CC. Осадок отделяют отстаиванием и фильтрованием. Скорость отстаивания составляет 0,7 м/ч.

Раствор в количестве 1084 вес.ч., в котором находится 54 вес.ч. (БН4)д SO4, 3 вес ч. NH4C8 и 2 вес ч. 35

К SiF+ удаляют из процесса.

Влажный осадок, содержащий

100 ве с. ч. K

4 2 и 15 вес.ч. Н О, является товарным продуктом. 40

Выход К F< по фтору составляет

94%, содержание К F6 .в продукте — 99%.

Необходимость введения избытка или недостатка иона калия зависит от вида вводимой соли. Хлористый 45 калий и сульфат калия не взаимодействуютт с выпадающим в осадок кремнефтористым калием, поэтому могут быть введены в избытКе. Карбонат калия нельзя вводить с избытком, поскольку он способствует 1идролитическому разложению кремнефтористого калия °

Такое ведение процесса позволяет по сравнению с прототипом увеличить скорость отс .аивания до 0,8 м/сек, осуществить частичную или полную замену кремнефтористоводородной кислоты, а также испольэовать разбавление и загрязненные растворы кремнефтористого аммония и кремнефтористоводородной кислоты. Кроме того, возможно полное или частичное устранение отходов в виде разбавленной и загрязненной соляной кислоты.

За счет использования раствора кремнефтористого аммония снижается себестоимость продукта.

1. Способ получения кремнефтористого калия путем взаимодействия раствора кремнефтористоводородной кислоты с солью калия с последующим отстаиванием, фильтрованием и промывкой полученного осадка, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения скорости отстаивания, раствор кремнефтористоводородной кислоты предварительно смешивают с раствором кремнефтористого аммония с концентрацией 0,1-20%.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что соотношение растворов кремнефтористоводородной кислоты и кремнефтористого аммония берут равным от 0,1:7 до 40:1.

И=точники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Позин М.Е. Технология минеральных солей, Л., изд. Химия, ч.II, 1974, с. 1147.

2. Патент США Р 2853363, кл. 23 — 88, 23.09.58.