Способ получения криолита

Способ получения криолита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u}992428 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. 06. 81(21) 3295818/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (Щ М. Кп.з

С 0.1 Р 7/54

Государственный комитет

СССР пО делам изобретений и открытий (ЯЗ) УДК 661 ° 862 ° 369 (088. 8}

Опубликовано 300183- Бюллетень Но4

Дата опубликования описания 300 И .

l Р7

I"

A.Ñ.Êîðîáèöûí, Ю.А.Козлов, Т.A.Пермфкова и В.П.Кондаков (72) Авторы изобретения (71 ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ.KPHOJlHTA

Изобретение относится к химичес-. .кой технологии и может быть использовано для получения криолита.

Известен способ получения криолита, согласно которому гидроокись алю5 миния обрабатывают плавкковой кислотой, содержащей кремнефтористоводородную и серную кислоты. Полученный раствор фторалюминиввой кислоты нейтрали" зуют содой в многоступенчатом цикле, при этом на первую ступень вводят соду до достижения кислотности в растворе 0,6 - 1,0% HF,ä на второй и последующей ступенях остаточную кислотность доводят до 0,1 - 0,2Ъ HF. Об 15 разующийся осадок криолита с величиной частиц 35 - 50 мкм отделяют от раствора и сушат. Молекулярное соот:ношение NaF:AlF3 в осадке составляет

1,5т1,8 (11.

Однако известный способ не позволяет получать криолит с криолитовым .модулем равным или превышающим 2, .так как в этом случае повышается со держание в продукте примесей кремния 25 и серы.

Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности является способ получения крнолнта, включающий обработку гидроокиси алюминия на первой стадии плавиковой кислотой, содержащей кремнефтористоводородйую и серную кислоты, нейтрализацию образующейся фторалюминиевой кислоты содой в непрерывном многоступенчатом цикле, отделение полученного раствора от осадка низкомодульного криолита, обработку этого осадка на второй стадии плавиковой кислотой, взятой в количестве 8 - 32% от количества, израсходованного на получение низкомодульного криолита, нейтрализацию. полученной смеси содой до достижения кислотности раствора

0,1 - 1,0% HF, отделение маточного раствора от высокомоцульного криоли" та и его сушку. Получаемые после пер" вой стадии агрегаты низкомодульного криолита имеют размер 35 - 50 мкм(2) .

Недостаток этого способа обусловлен .длительностью второй стадии процесса криолитообразования, составляю- . щей в среднем 3 ч, что вызвано значительным размером кристаллов низко" модульного криолнта, направляемого на вторую стадию.

Цель изобретения — ускорение процесса криолитообразования.

Поставленная цель достигается тем, что при способе получения крйолита, 992428 включающем обработку гидроокиси алюминия на первой стадии плавиковой кислотой, содержащей кремнефтористоводородную и серную кислоты, нейтрализацию образующейся фтороалюминиевой кислоты содой в непрерывном мно- 5 ,гоступенчатом цикле, отделение полу" ченного раствора от осадка, обработку осадка на второй стадии дополнительным количеством плавиковой кисло" ты, 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 фторис-,t5 того алюминия в растворе, а на вторую и последующие ступени нейтрализации — s,количестве, обеспечивающем кислотность плавиковой кислоты в растворе после последней ступени 0,1 " 20

0,2 вес. Ъ.

Образующийся на т ервой стадии тетрафторалюминат натрия (NaA1F4 и H>0) изменяют микроструктуру осадка низкомодульного криолита, получающегося с 25 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 тетрафторалюмината натрия, что приводит к резкому уменьшению скорости процесса криолитообраэования 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

Т:Ж=1:l. 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 раство". ра. Влажный осадок низкомодульного криолита репульпируют в маточном растворе высокомодульного криолита. К полученной суспензии добавляют дополнительно плавиковую кислоту, после че го смесь нейтрализуют содой до дости-е0 жения общей кислотности в растворе

0,1 - 0,2% HF. Суспензию высокомо- . дульного криолита разделяют с получе" нием маточного раствора и осадка, ко -. торый,сушат. Маточный раствор высоко- 65 модульного криолита направляют íà ре" пульпацию осадка ниэкомодульного криолита и приготовление раствора соды, используемого на второй стадии криолитообраэования. Избыточное количество этого раствора совместно с маточ>ным раствором низкомодульного криоли-: та используют при приготовлении раст" вора соды, направляемого на первую стадию криолитообразования. Избыточное,количество маточного раствора ниэкомодульного криолита выводят иэ процесса.

Пример 1.20 т/ч плавиковой кислоты, содержащей 28,84% НР; 1,02%

Н2$> ГБ,. 0,73% H>$04, Йа первой сТадйи нейтрализуют гидроокисью алюминия в количестве 5,37 т/ч, подаваемой в виде водной суспенэии с Т;Ж (=1:1, Полученную фтороалюминиевую кислоту нейтрализуют в трехступенчатом цикле. На первую ступень подают 14,60 т/ч 20%-ного раствора соды, что составляет 0,5 вес. ч, соды, в пересчете на 100Ъ Na2СОЗ, на 1 вес,ч. фтористого алюминия в растворе. На вторую и третью ступени подают 20Ъный 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% Al;

l2,0Ú :Na и 40Ъ влаги, и 34,8 т/ч маточного раствора а содержанием

l,06Ú Г> 0,076% А1> 0,09Ъ Na> 0,2Ъ

SiO ; 0,33% SO > 0,1Ъ 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 12,15 т маточного раствора высокомодульного криолита, после чего добавляют 3,38 т исходной плавковой кислоты, и полученную смесь в течение l ч нейтрализуют 12,93 т 20Ъ-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 0,57Ъ Р> 0,006% Al ; 0,113%

Na; 0 02Ъ $102> 0 28% SO4> 0 4% HF.

Последний частично направляют на репульпацию осадка низкомодульного кри". .олита и приготовление раствора соды, используемого на второй стадии криолитообразования. Осадок после сушки содержит> F 54,16; Na 25,93> Al 15,04>

Яз.0 0,51> $040,41-.

Пример 2,. 20 т/ч плавиковой кислоты, содержащей 28,84% НР> 1,02% .H S1Fg > 0,73% H2$0«aa первой стадии

992428

Способ получения криолита, включающий обработку гидрооккси алюминия на первой стадии плавиковой кислотой,45 содержащей кремнефтористоводородную и серную кислоты, нейтрализацию образующейся фторалюмкниввой кислоты содой в непрерывном многоступенчатом цикле, отделение полученного раствоО ра от осадка, обработку осадка на второй стадии дополнительным количеством плавиковой кислоты, нейтрализацию полученной смеси содой, отделение маточного раствора от крколита и его сушку, о т л и ч а ю55 шийся тем, что, с целью ускорения процесса, соду на первую ступень нейтрализации фторалюминиевой кислоты вводят в количестве 0,5 - 0,8 вес. ч. на 1 ввс. ч. фтористого алю" миния в растворе, а на вторую и последующие ступени нейтрализации - в количестве, обеспечивающем кислотность плавиковой ккслоты в растворе после последней ступени 0,1 -. 0,2

65 вес. %. ! нейтрализуют гидроокисью алюминия в количестве 5,07 т/ч, подаваемой в виде водной суспенэии с Т Ж1:1. Полученную фторалюминиевую кислоту нейтрализуют в трехступенчатом цикле. На первую ступень подают 18,56 т/ч 20%,;ного раствора соды, что составляет

0,68 вес. ч. соды, в пересчете на

100Ъ Na>SO>, на 1 вес. ч. фтористого алюмйния в растворе. На вторую и третью ступени подают 20Ъ-ный раствор соды до достижения 0,1% HF. Образующуюся суспензию криолкта с величиной модуля 1,6 разделяют с получением 16,68 т/ч влажного осадка, содержащего 33,17Ъ Гу 10,40Ъ А11 14,20%

Na и 40Ъ влаги, и 38,35 т/ч маточного раствора а содержанием 0,65Ъ Р

0,01Ъ Al; 0,28Ъ Na; 0,17Ъ $10 у 0,25Ъ SO4, 0,33% HP. Последний частйчно исйольэуют для приготовления раствора соды, направляемого на получение низкомодульного криолита. Избыток маточного раствора выводят из процес»

ñà. Влажный осадок на второй стадии репульпируют в 12,01 т маточного раст вора высокомодульного криолита, после чего добавляют 3,65 т исходной плавиковой кислоты, и полученную смесь в течение 0,5 ч нейтрализуют

l3,55 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 0,95Ъ F; 0,004% Al; 0,28Ъ Иа;

0,04% SiOgу 0,2Ъ $04у 0,2% HF. Последний частично направляют на репульпацию осадка ниэкомодульного криолита и приготовление раствора соды, используемого на второй стадии криолитообразованкя. Осадок после сушки содержит, Ъ: F 53,78; Ба 28,24; Al

13,79; $04 0,83; $10 0,57.

Пример 3. 20 т/ч плавиковой кислоты, содержащей 28, 84% HF; l 02%

H2SiF; 0,73 Н $04 на первой стадии

Ь нейтрализуют гйдроокись .алюминия в . количестве 4,83 т/ч, подаваемой в виде водной суспенэии с Т:Ж=1:1. Полученную фторалюминиевую кислоту нейтрализуют s трехступенчатом цикле. На первую ступень подают 19,12 т/ч 20%" ного раствора соды, что составляет

0,80 sec. ч. соды, в пересчете на

100Ъ Na CO> на 1 вес. ч. фтористого Z алюминия в растворе. На вторую и третью ступень подают 20%-ный раствор соды до достижения содержания общей кислотности в растворе после третьей ступени 0,1Ъ. Образующуюся, суспенэию криолита с величиной модуля 1,8 раз,деляют с получением 16,67 т/ч влажного осадка, содержащего 33,92Ъ Fr.

9,95% Al; 15,25% Na к 40% влаги, к.39,84 т/ч маточного раствора с содержанием 0,56% Fr 0,01 Al> 0,28% Na>

0,20% SiO>t 0,26% $04у 0,40% HF. Пос ледний частично используют для приго" товления раствора сбды, направляемогс на получение низкомодульного крко,лита. Избыток маточного раствора выводят иэ процесса. Влажный осадок на второй стадии репульпируют в 12,00 т маточного раствора высокомодульного криолита, после чего добавляют 4-,46 т исходной плавиковой кислоты, и полученную смесь в течение 1 ч нейтрализуют 15,96 т 20%-ного раствора соды до достижения содержания общей кислотности 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, 20 содержащего 0,57% Гу Ot006% А1р

0,113% Ыау. 0,02% ЯХО у 0,28% S04 >

0,2% HF. Последний частично направля. ют на репутацию осадка низкомодульного криолита и приготовление раст-25 вора соды, используемого на второй стадии криолитообраэования. Осадок после сушки содержит, % F 52,08

Na 28i24;A1 13,793SO4 0,83 8102 ОУ57Ъ

Предлагаемый способ по сравнению

Зо с известным позволяет сократить длительность процесса криолитообразова" ния на второй стадии с 3 ч до О,5

1 ч.

Ориентировочный экономический эфЗ5 фект от внедрения изобретения с ус" ловной производительностью 130-140 тыс. т криолкта в год составляет

5,6 млн. руб.

40 Формула изобретения

992429

Составитель В.Мальцев

Редактор A.Orap Техред М.Надь Корректор М. Шароши

Заказ 353/24 Тираи 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

° ВЮ ююю ею филиал ППП Патент, r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4

Источники информапииг принятые во внимание при экспертизе

1. Гузь С.Ю., Барановская P.Ã.

Производотво криолита, фтористого алкииния и фтористого натрия.М., "Металлургия, 1964, с. 119-122.

2. Авторское свидетельство СССР

В 790575, кл, С 01 У 7/54 1976.