CH545129A - Silicon fluoride absorption - Google Patents

Silicon fluoride absorption

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CH545129A
CH545129A CH41572A CH41572A CH545129A CH 545129 A CH545129 A CH 545129A CH 41572 A CH41572 A CH 41572A CH 41572 A CH41572 A CH 41572A CH 545129 A CH545129 A CH 545129A
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CH
Switzerland
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absorption
stage
h2sif6
sif4
exhaust gases
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CH41572A
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German (de)
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Wolfrom Walter
Koelling Wolfgang
Schultheis Walter
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Piesteritz Stickstoff
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Abstract

DD--88078 A Absorption of SiF4, from e.g. gases evolved during dissolution of phosphate ores with H2SO4, in water or a H2SiF6 soln. in two slit-plate absorbers connected in series to obtain conc. H2SiF6 soln. as in the DL 67408 is improved by cooling the gases by addition of cold air so that the temp. of the suspension is 50-60 degrees C and a conc. of 20-30% H2SiF6 is attained. By this method, the deposition of silica due to dehydration above 60 degrees C is avoided.

Description

  

  Die     Erfindung    betrifft eine weitere     Ausbildung    des Ver  fahrens zur Absorption SiF4-haltiger Abgase in Wasser oder  wässriger Hexafluorkieselsäure nach dein Haupatent Num  mer     499        997.     



  Die     Erfindung    verfolgt     den        Zweck,    unter Anwendung der       Verfahrenskriterien    des     Hauptpatentes    eine     konzentrierte     Hexafluorkieselsäure herzustellen, die einen H2SiF6-Gehalt  von mehr als 20 Gew. % aufweist.  



  Solche konzentrierte H2SiF6-Lösungen besitzen den Vor  teil gegenüber verdünnter Hexafluorkieselsäure, dass sich die       Weiterverarbeitung    auf     zahlreiche        technisch        interessante    an  organische Fluoride oder Hexafluorsilikate ökonomisch be  deutend     günstiger    gestaltet.  



  Es ist bekannt, zur Herstellung von konzentrierten     Hexa-          fluorkieselsäuren    aus Abgasen ein zweistufiges Absorptions  verfahren     zu        verwenden,        wodurch        sowohl    dem relativ hohen  Dampfdruck solcher Säuren an SiF4 als auch den lufthygieni  schen     Erfordernissen        Rechnung    getragen wird.

       Dabei    erfolgt  in der ersten Stufe die Absorption der SiF4-haltigen Abgase  in einer konzentrierten H2SiF6-Lösung und in einer zweiten  Stufe eine Nachabsorption des F-Anteils in Wasser oder ver  dünnter Hexafluorkieselsäure, der auf Grund des hohen     SiF4-          Dampfdruckes    der konzentrierten Hexafluorkieselsäure in der  ersten Stufe     nicht        absorbiert    werden     kann.     



       Durchgeführte        Versuche        zur        Anwendung        des        Verfahrens          gemäss    Hauptpatent in     einem        zweistufigen        Verfahren    zur Ab  sorption von heissen SiF4-haltigen Abgasen, wie sie beispiels  weise beim Aufschluss von konzentrierter     Hexafluorkiesel-          säure    zeigten, dass es bei der Absorption der SiF4-Abgase,  die eine Temperatur von 80 bis 100'C aufweisen,

   zu     hartnäk-          kigen    Kieselsäureablagerungen in der ersten Absorptionsstufe  kommt, wenn eine Hexatluorkieselsäure mit eurem Gehalt  von mehr als 20% H2SiF6 zur Berieselung der Schlitzböden  verwendet     wird.     



       Zweck    der Erfindung ist es,     diesen        auftretenden        Nachteil     zu     beseitigen:     Aufgabe der vorliegenden     Erfindung    ist es, den     Absorp-          tionsprozess    entsprechend den     Verfahrenskriterien    des  Hauptpatentes in einer     zweistufigen        Verfahrensanordnung    so  durchzuführen,     dass    es bei der Anwendung einer konzentrier  ten H2SiF6-Lösung zur Berieselung in der ersten Absorp  tionsstufe zu keinen Kieselsäureablagerungen auf den Schlitz  böden kommt.  



  Es wurde nun gefunden, dass eine Ankrustung von Kiesel  säure bzw. Kieselsäurehydrat an den Stegen der Schlitzböden  bei der Absorption von SiF4-haltigen Abgasen in konzentrier  ter Hexafluorkieselsäure vermieden werden kann, wenn die       Temperatur    während des     Absorptionsprozesses        in    der ersten  Stufe den     Wert    von 60  C     nicht        überschreitet.     



  Bei Temperaturen     oberhalb        6     C kommt es in     Gegenwart     von konzentrierter Hexafluorkieselsäure zu einer sehr raschen       Kondensation        der        ursprünglich    stark     hydratisierten    Kiesel  säure     entsprechend    der     folgenden        Reaktionsgleichung:

       
EMI0001.0072     
    Diese     rasche        Kondensation    ist die     Ursache    für die Ausbil  dung harter     Verkrustungen        auf    den     Schlitzböden.     



  Bei der Herstellung von konzentrierter     Hexaftuorkiesel-          säure    mit einem H2SiF6-Gehalt von mindestens 20 Gew.%  muss     erfindungsgemäss    der     zur'        Absorption    dienenden Um  laufsäure eine     Temperatur    in     der        Absorptionssuspension    der  ersten Absorptionsstufe, bestehend aus Hexafluorkieselsäure  und Kieselsäurehydrat, von maximal 60  C, vorzugsweise 50  bis 60  C,     eingestellt    werden.  



  Die dazu     notwendige        Abkühlung    des     Absorptionssystems     kann dabei     sowohl        durch        Kühlung    der     Umlaufsäure        mit    an       sich    bekannten     Kühlaggregaten,    wie     Kühlschlangen,    Kühlta  schen usw., erfolgen, wahrend die Abkühlung der zu absorbie-    renden Abgase zweckmässiger durch Zugabe von kalter     Ver-          dünnungsluft    erfolgt.  



       Zwischen    der maximal zulässigen Temperatur während der  Absorption und der maximal zulässigen     H2SiF6-Konzentra-          tion    besteht dabei folgender Zusammenhang:  
EMI0001.0104     
  
     Es folgen zwei     Ausführungsbeispiele,    wobei die verwen  dete     Absorptionseinrichtung    eine zweistufige Absorptionsan  lage     darstellt,    die entsprechend der im Hauptpatent angege  benen     Vorrichtung    mit jeweils 3     Schlitzböden    pro     Absorp-          tionsturm    ausgerüstet ist.

      Beispiel 1  10 000 m3/h eines mit kalter Luft verdünnten Abgases  mit einer Temperatur von 60  C und einem SiF4-Gehalt von  10 g/m' durchströmen nacheinander die 1. und 2. Stufe einer  zweistufigen Absorptionsanlage. In der ersten Absorptions  stufe erfolgt eine Berieselung mittels einer 25 %     H2SiF6-halti-          gen    Absorptionssuspension, die eine Temperatur von 55'C  besitzt. In dem Schlitzbodenabsorptionsturm der ersten Stufe  werden dabei 87% des im Abgas enthaltenen SiF4 absorbiert.  



  In der zweiten Stufe des Absorptionsprozesses erfolgt die       Absorption    der restlichen Abgase der ersten Stufe durch Be  rieselung mit einer Absorptionssuspension, die einen     SiF4-          Gehalt    von 4% besitzt. In die Vorlage dieser Stufe werden da  bei     stündlich    0,30 m' Frischwasser aufgegeben, während  stündlich 0,30 m' der 4 % H2SiF6 enthaltenden Absorptions  suspension der zweiten     Absorptionsstufe    zur Vorlage der       ersten    Absorptionsstufe     zurückgeführt    werden. Aus der Vor  lage der ersten     Absorptionsstufe    laufen stündlich 0,30 m'  einer 25 % H2SiF6-haltigen Absorptionssuspension ab.

   Die  Abgase des zweistufigen Absorptionssystems enthalten  20 mg F/m3.    Beispiel 2  10 000 m3/h fluorhaltiger Abgase mit einer Temperatur  von 85 C und einem Gehalt von 15 g/m3 SiF4 durchströmen  nacheinander eine aus zwei Schlitzbodenabsorbern beste  hende     zweistufige        Absorptionseinrichtung.    Dabei     erfolgt    in  der     ersten    Stufe eine     Berieselung    der Schlitzböden mit einer  30% H2SiF6-haltigen Absorptionssuspension, die im Kreislauf  über ein Kühlsystem, bestehend aus Rieselkühlern, gepumpt  wird. Dabei erfolgt eine Abkühlung der Absorptionssuspen  sion auf<B>50'C.</B> Unter diesen Bedingungen werden 86 % im Gas  enthaltenen SiF4 in der ersten Stufe des Schlitzbodenabsor  bers abgeschieden.

   In der zweiten Stufe erfolgt dann die Be  rieselung der Abgase der ersten Stufe mit 5 % H2SiF6-haltiger  Absorptionssuspension unter Abscheidung des restlichen  SiF4-Gehaltes. In die Vorlage der zweiten Absorptionsstufe  werden     dabei    stündlich 0,36 m' Frischwasser aufgegeben,  während das gleiche Volumen an 5 %iger H2SiF6 in die Vor  lage der ersten     Absorptionsstufe    überführt wird. Aus der er  sten Stufe werden stündlich 0,36 m' einer 30%     H2SiF6-halti-          gen    Absorptionssuspension abgezogen. Die Abgase verlassen  das     Absorptionssystem    mit einem F-Gehalt von 30     mg/m'.  



  The invention relates to a further development of the method for the absorption of SiF4-containing exhaust gases in water or aqueous hexafluorosilicic acid according to your main patent number 499 997.



  The invention pursues the purpose of using the process criteria of the main patent to produce a concentrated hexafluorosilicic acid which has an H2SiF6 content of more than 20% by weight.



  Such concentrated H2SiF6 solutions have the advantage over dilute hexafluorosilicic acid that further processing to numerous technically interesting organic fluorides or hexafluorosilicates is economically significant.



  It is known to use a two-stage absorption process for the production of concentrated hexafluorosilicic acids from exhaust gases, whereby both the relatively high vapor pressure of such acids on SiF4 and the air hygiene requirements are taken into account.

       In the first stage, the exhaust gases containing SiF4 are absorbed in a concentrated H2SiF6 solution and in a second stage, the F component is subsequently absorbed in water or dilute hexafluorosilicic acid, which is due to the high SiF4 vapor pressure of the concentrated hexafluorosilicic acid in the first stage cannot be absorbed.



       Experiments carried out to use the process according to the main patent in a two-stage process for the absorption of hot SiF4-containing exhaust gases, as shown, for example, in the digestion of concentrated hexafluorosilicic acid, that when the SiF4 exhaust gases are absorbed, which have a temperature of 80 have up to 100'C,

   stubborn silica deposits occur in the first absorption stage if a hexatluorosilicic acid with a content of more than 20% H2SiF6 is used to sprinkle the slotted floors.



       The purpose of the invention is to eliminate this occurring disadvantage: The object of the present invention is to carry out the absorption process in accordance with the process criteria of the main patent in a two-stage process arrangement so that when a concentrated H2SiF6 solution is used for irrigation in the First absorption stage, there is no silica deposits on the slotted floors.



  It has now been found that an encrustation of silicic acid or silicic acid hydrate on the webs of the slot floors during the absorption of SiF4-containing exhaust gases in concentrated hexafluorosilicic acid can be avoided if the temperature during the absorption process in the first stage is 60 ° C does not exceed.



  At temperatures above 6 C, in the presence of concentrated hexafluorosilicic acid, the originally strongly hydrated silicic acid condenses very quickly, according to the following reaction equation:

       
EMI0001.0072
    This rapid condensation is the cause of the formation of hard incrustations on the slot floors.



  When producing concentrated hexafluorosilicic acid with a H2SiF6 content of at least 20% by weight, the circulating acid used for absorption must, according to the invention, have a temperature in the absorption suspension of the first absorption stage, consisting of hexafluorosilicic acid and silicic acid hydrate, of a maximum of 60 ° C., preferably 50 up to 60 ° C.



  The necessary cooling of the absorption system can be done by cooling the circulating acid with known cooling units such as cooling coils, cooling bags, etc., while the cooling of the exhaust gases to be absorbed is more expedient by adding cold dilution air.



       The following relationship exists between the maximum permissible temperature during absorption and the maximum permissible H2SiF6 concentration:
EMI0001.0104
  
     Two exemplary embodiments follow, the absorption device used being a two-stage absorption system which is equipped with 3 slotted trays per absorption tower in accordance with the device specified in the main patent.

      EXAMPLE 1 10,000 m3 / h of an exhaust gas diluted with cold air at a temperature of 60 ° C. and a SiF4 content of 10 g / m 'flow through the 1st and 2nd stages of a two-stage absorption system in succession. In the first absorption stage, an absorption suspension containing 25% H2SiF6 at a temperature of 55 ° C is sprinkled. In the first-stage slotted floor absorption tower, 87% of the SiF4 contained in the exhaust gas is absorbed.



  In the second stage of the absorption process, the remaining exhaust gases from the first stage are absorbed by sprinkling with an absorption suspension with a SiF4 content of 4%. In the initial charge of this stage, 0.30 m 'of fresh water is added every hour, while 0.30 m' of the 4% H2SiF6-containing absorption suspension of the second absorption stage is returned to the initial charge of the first absorption stage every hour. From the presentation of the first absorption stage, 0.30 m 'of an absorption suspension containing 25% H2SiF6 run off every hour.

   The exhaust gases from the two-stage absorption system contain 20 mg F / m3. Example 2 10,000 m3 / h of fluorine-containing exhaust gases with a temperature of 85 ° C. and a content of 15 g / m3 SiF4 flow successively through a two-stage absorption device consisting of two slotted floor absorbers. In the first stage, the slotted floors are sprinkled with an absorption suspension containing 30% H2SiF6, which is pumped in a circuit via a cooling system consisting of trickle coolers. The absorption suspension is cooled to <B> 50'C. </B> Under these conditions, 86% of the SiF4 contained in the gas is deposited in the first stage of the slotted bottom absorber.

   In the second stage, the exhaust gases from the first stage are then trickled into with absorption suspension containing 5% H2SiF6, with the remaining SiF4 content being separated out. In this case, 0.36 m 'of fresh water per hour is added to the receiver for the second absorption stage, while the same volume of 5% H2SiF6 is transferred to the template for the first absorption stage. From the first stage, 0.36 m 'of an absorption suspension containing 30% H2SiF6 is drawn off every hour. The exhaust gases leave the absorption system with an F content of 30 mg / m '.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Absorption von SiF4-haltigen Abgasen in Wasser oder wässriger Hexafluorkieselsäure nach Patentan spruch 1 des Hauptpatentes unter gleichzeitiger Gewinnung einer konzentrierten Hexafluorkieselsäure, wobei der Absorp- tionsprozess in zwei hintereinandergeschalteten Schlitzboden- absorbern durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, PATENT CLAIM Process for the absorption of SiF4-containing exhaust gases in water or aqueous hexafluorosilicic acid according to claim 1 of the main patent with simultaneous recovery of a concentrated hexafluorosilicic acid, the absorption process being carried out in two slotted bottom absorbers connected in series, characterized in that dass in der ersten Absorptionsstufe eine Temperatur der Absorp tionssuspension von maximal 60 C eingestellt und eine H2SiF6-Konzentration von mindestens 20 Gew. % gebildet wird. UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlung des Absorptionssystems durch Verdünnen der zu absorbierenden SiF4-haltigen Abgase mit kalter Luft erfolgt. that a temperature of the absorption suspension of a maximum of 60 C is set in the first absorption stage and an H2SiF6 concentration of at least 20% by weight is formed. SUBSTANTIAL CLAIM Process according to patent claim, characterized in that the absorption system is cooled by diluting the exhaust gases containing SiF4 to be absorbed with cold air.
CH41572A 1967-10-02 1972-01-12 Silicon fluoride absorption CH545129A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2505671A1 (en) * 1981-05-12 1982-11-19 Zotov Boris Removing fluoro cpds. from waste gases e.g. from phosphoric acid mfr. - by absorption with a liq. stream contg. hydro:fluoric or hexa:fluoro:silicic acid
WO2002064236A1 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Ineos Fluor Holdings Limited Recovery of fluorine containing compounds
CN116425167A (en) * 2023-04-19 2023-07-14 贵州瓮福蓝天氟化工股份有限公司 Concentration method and system of fluosilicic acid solution

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