AT258250B - Verfahren zur gegebenenfalls kontinuierlichen Reinigung und/oder Konzentration von verdünnten, wässerigen Kieselfluorwasserstoffsäurelösungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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  Verfahren zur gegebenenfalls kontinuierlichen Reinigung und/oder Konzentration von verdünnten, wässerigen Kieselfluorwasserstoffsäurelösungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 
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 Konzentration von 78 bis   80%H PO, ihr   Siedepunkt ist   153 - 1570   C. 



   Demgegenüber dient das erfindungsgemässe Verfahren zur Reinigung und/oder Konzentration schon gewonnener Kieselflusssäure, das Produkt hat einen Phosphorsäuregehalt unter 50 ppm Phosphorsäure, wie es zur Weiterverarbeitung notwendig ist. Das Gemisch Phosphorsäure-Kieselflusssäure befindet sich am Siedepunkt, es handelt sich also um eine normale Verdampfung, nicht um ein Eindunsten bei Temperaturen weit unter dem Siedepunkt. Die verwendete Phosphorsäure wird weder in ihrer Konzentration noch in ihrer Zusammensetzung verändert, sie wird auch nicht verbraucht, so dass das erfindungsgemässe Verfahren weder mit der Herstellung von konzentrierter Phosphorsäure gekoppelt, noch aus dem vorgenannten älteren Verfahren abgeleitet ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren sei an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. 



     Beispiel l :   In einem aus Polypropylen bestehenden Verdampfer, der mit einer aus Silber verfertigten, dampfdurchströmten Schlange beheizt ist, wird eine Phosphorsäurelösung mit einem Siedepunkt von rund 1200 C (rund 65    Gew.- H PO)   vorgelegt. Kieselflusssäurelösung von rund 10   Gew. -'1o   
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 setzte Kieselflusssäure rund 10   Gew.-% H SiFg   enthält. Der Flüssigkeitsstand im Verdampfer bleibt während des Versuches konstant. Eine Analyse des Verdampferinhaltes ergibt 64, 2 Gew.-% H3PO4 und 3, 3 Gew.-% F. Eine anfänglich geringe   Kieselsäureabscheidung im   Kühlerkondensat hört bald auf.

   Hieraus ergibt sich, dass Kieselflusssäure in Anwesenheit von Phosphorsäure von etwa 60 bis 65   Gew. -0/0   kongruent destilliert und kein Azeotrop mit Wasser bildet. 



   Wenn die Siedetemperatur des Säuregemisches durch verdünntere Phosphorsäure bei konstanter Flüssigkeitsmenge oder bei zu rascher Zufuhr verdünnter Kieselflusssäure auf   1150   C abgesenkt wird, so zeigt der Verdampferinhalt nach beendeter oder bei laufender Destillation einen Phosphorsäuregehalt von nur mehr   49, 1 Gew.-% H PO4   und dementsprechend erhöht sich auch der Rückstand an Fluor auf   6, 5 Gew.-%.    



   Eine weitere Absenkung der Siedetemperatur auf 1100 C ergibt nach einer Destillation von 10 Raumteilen Kieselflusssäure von 10 Gew.-% H2SiF6 bei Anwesenheit von 1 Raumteil vorgelegter Phosphorsäure eine Konzentration des Verdampferinhaltes von 35,5   Gew.-oHgPOund   eine Erhöhung der nicht mehr   abdestillierbaren Menge   an Fluor auf 9, 1 Gew.-%. Im nachgeschalteten Kühler kondensiert eine Flüssigkeit, die grosse Mengen an ausgeschiedener Kieselsäure enthält. Der Inhalt des Verdampfers nimmt dabei ständig zu. 



   In der verdünnten Kieselflusssäure enthaltene, nicht verdampfbare Verunreinigungen, wie   z. B.   



  Phosphorsäure, Gips usw., reichern sich im Verdampfer an und müssen kontinuierlich oder periodisch aus diesem entfernt werden. 



   Leitet man nun den durch Destillation über vorgelegter,   60 - 65 gew. -%iger   Phosphorsäure erhaltenen Dampf in eine Rektifikationskolonne, so ergibt sich die weitere Schwierigkeit, dass in letzterer zuerst der Fluorwasserstoff und erst im oberen Teile des Siliciumtetrafluorid absorbiert wird, so dass sich am Kolonnenkopf Kieselsäure abscheidet und die Kolonne verstopft. Erfindungsgemäss wird daher zur Verhinderung der Kieselsäureausscheidung am Kopf der dem Verdampfer nachgeschalteten Rektifikationskolonne dem aus dem Verdampfer kommenden Dampf das fluorreichere, konzentrierte Kondensat vom Boden der Kolonne im Kreislauf entgegengeschickt, wodurch es zu einem Ausgleich im F-Gehalt des gesamten Kolonneninhaltes kommt und die Abspaltung von Kieselsäure am Kolonnenkopf vermieden wird.

   Der durch die weitergehende Kondensation entstehende Überschuss an Kieselflusssäurelösung, vermehrt durch den Rückfluss, wird laufend am Boden der Kolonne abgezogen. 



   Beispiel 2 : Kieselflusssäure wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, verdampft. Der Dampf wird in eine Füllkörperkolonne eingeführt, in der Kieselflusssäure von 17   Gew.-%   zirkuliert. Die am Kopf der Kolonne abziehenden Dämpfe werden in einem Kühler kondensiert. Ein Teil des Kondensats wird am Kopf der Kolonne als Rückfluss aufgegeben, um die Konzentration der zirkulierenden Säure auf 17 Gew.-% zu halten.

   Es ergibt sich folgende Fluorbilanz : 
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<tb> 
<tb> kg/h <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> F <SEP> kg <SEP> F/h
<tb> Einsatzsäure <SEP> : <SEP> 17 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> l, <SEP> : <SEP> n <SEP> 
<tb> konzentrierte <SEP> Säure <SEP> : <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 14, <SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 11 <SEP> 
<tb> Kühlerkondensat <SEP> : <SEP> 9,5 <SEP> 1,4 <SEP> 0,13
<tb> 
 

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<tb> 
<tb> 5%kg/h <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> F. <SEP> kg <SEP> F/h
<tb> Einsatzsäure <SEP> : <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 10, <SEP> 6 <SEP> 1, <SEP> 13 <SEP> 
<tb> AlF3 <SEP> -Lösung <SEP> : <SEP> 10, <SEP> 7 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP> 
<tb> konzentrierte <SEP> Säure <SEP> : <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 45 <SEP> 
<tb> Nachkühlerkondensat <SEP> : <SEP> 11, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> 
<tb> 
 
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Claims (1)

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   Ammonium-, Natrium-, Kalium- und/oder Aluminiumfluorid, gewaschen wird, wobei die dabei entstehende Silicofluoridlösung getrennt gewonnen oder in die Kieselflusssäure-Rektifikationskolonne aufgegeben wird.

   4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Vereinigung eines Verdampfers (1) mit einer, diesem nachgeschalteten, der Rektifikation des Dampfes dienenden Füllkörperkolonne (2) mit einer Einrichtung (3) zur Zirkulation des Kondensats, einem, der Kolonne (2) aufgesetzten bzw. nachgeschalteten Rückflusskühler (4) und gegebenenfalls einer, zwischen diesen beiden angeordneten, zusätzlichen Kolonne (5).