PL104560B1 - Sposob wytwarzania fluorytu z kwasu fluorokrzemowego i/lub roztworu fluorokrzemianu amonowego oraz z weglanu wapniowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sztucznego fluorytu z kwasu fluorokrzemowego i/lub roztworu fluorokrzemianu amonowego oraz z weglanu wapniowego.

Znany jest sposób otrzymywania sztucznego fluorytu z weglanu wapniowego i z produktów amoniakalnej hydrolizy kwasu fluorokrzemowego i fluorokrzemianów.

Celem wynalazku jest otrzymanie w prostym postepowaniu sztucznego fluorytu o programowanej wiel¬ kosci ziarna z kwasu fluorokrzemowego lub roztworu fluorokrzemianu amonowego zawierajacego kwas fluoro¬ krzemowy lub od niego wolny i z weglanu wapniowego. Cel ten osiagnieto przeprowadzajac reakcje weglanu wapniowego o odpowiedniej granulacji z kwasem fluorokrzemowym lub z roztworem fluorokrzemianu amonowe¬ go zawierajacym kwas fluorokrzemowy lub od niego wolnym w warunkach dozowania substratów do wstepnie zestawionego osrodka reakcyjnego.

W sposobie wedlug wynalazku do mieszanego osrodka wstepnego zawierajacego amoniak, fluorek amono¬ wy, potasowy lub sodowy, fluorokrzemian amonowy, sodowy lub potasowy, weglan lub wodoroweglan potaso¬ wy, amonowy, sodowy, lub wodorotlenek sodowy lub potasowy, oddzielnie kazdy z tych zwiazków lub w mie¬ szaninie odpowiednich dwu lub wiecej tych zwiazków, w których ilosc kationu amonowego, potasowego i sodo¬ wego odpowiada molowo tylko niewielkiej czesci fluoru zaangazowanego w procesie oraz zawierajacego weglan wapniowy i wode w ilosciach umozliwiajacych mieszanie mechaniczne wprowadza sie wolno weglan wapniowy o okreslonym rozmiarze ziarna powyzej 0,05 mm i kwas fluorokrzemowy w temperaturze 40-105°C. Po zadozo- waniu substratów dla uzyskania niskiego stezenia jonów fluorkowych w roztworze ogrzewa sie mieszana za¬ wiesine reakcyjna.

Wstepny osrodek moze zawierac pelna ilosc weglanu wapniowego potrzebna do przeprowadzenia reakcji lub tylko jego czesc moze byc jednak równiez wolny od weglanu wapniowego.

Zawiesine poreakcyjna zlozona ze sztucznego fluorytu, krzemionki oraz roztworu weglanu i wodorowegla¬ nu amonowego, potasowego lub sodowego zawierajacego mala ilosc jonu fluorkowego na przyklad 1 g/l rozdzie¬ la sie na skladniki przez dekantowanie zawiesiny krzemionki w roztworze poreakcyjnym i oddzielnie pozostalej2 104560 krzemionki od sztucznego fluorytu przez przeszlamowanie ciezkiego osadu woda i zdckantowanie popluczyn.

Majaca istotne znaczenie w procesie szybkosc dozowania substratów do osrodka reakcyjnego okreslona jest w stosunku do kwasu fluorokrzemowego odczynowymi warunkami rozkladu weglanu wapniowego kwasem fiu-, orokrzemowym na fluorokrzemian wapniowy i dwutlenek wegla, który to rozklad w procesie tym nie powinien zachodzic.

Zawartosc weglanu wapniowego w osrodku wstepnym i jego dozowanie okresla warunki mieszania ukladu.

Nalezy przyjac za zasade, ze ilosc jego w zawiesinie reakcyjnej winna byc jak najwieksza przy zapewnieniu mieszalnosci w ukladzie. Ilosci weglanu wapniowego i kwasu fluorokrzemowego zastosowane w procesie pozosta¬ ja w stosunku stechiometrycznym tylko wtedy, gdy osrodek wstepny nie zawiera soli fluorowych, lecz tylko na przyklad amoniak, weglan lub wodoroweglan amonowy sodowy i potasowy lub tez wodorotlenek sodowy i pota¬ sowy. W przypadku gdy osrodek wstepny zawiera sole fluorowe na przyklad fluorek amonowy, sodowy lub potasowy, fluorokrzemian amonowy, sodowy lub potasowy, ilosc weglanu wapniowego winna odpowiadac stechiometrycznie pelnej ilosci fluoru zawartego w tych solach i kwasie fluorokrzemowym.

Szybkosc dozowania kwasu fluorokrzemowego zalezna jest od szeregu czynników — rozmiarów substra- tycznego ziarna weglanu wapniowego, temperatury, chemicznego charakteru zwiazków uzytych w osrodku wstepnym i ilosci tych zwiazków w stosunku do zadozowanego pózniej kwasu fluorokrzemowego.

Czas procesu okreslany najwieksza mozliwa szybkoscia dozowania kwasu fluorokrzemowego wynosi kilka¬ dziesiat minut do kilkunastu godzin. Z uwagi na czas procesu najkorzystniejszym jest uzycie do zestawienia osrodka wstepnego amoniaku, wegla i wodoroweglanu amonowego lub fluorowych soli amonowych.

Wplywajac istotnie na czas procesu rozmiar ziarna weglanu wapniowego nie moze byc zbyt maly z uwagi na operacje oddzielenia od fluorytu roztworu poreakcyjnego i krzemionki. Oddzielenie fluorytu od krzemionki i roztworu jest tym latwiejsze im wiekszy jest rozmiar ziarna weglanu wapniowego. W tym aspekcie korzystne jest jezeli wynosi on 0,1 mm lub wiecej. Im mniejsze jest ziarno zastosowanego weglanu wapniowego tym separacja staje sie trudniejsza.

Poreakcyjny roztwór otrzymany w procesie wedlug wynalazku zawiera .-weglan lub wodoroweglan amono¬ wy, sodowy lub potasowy. Roztwór ten stosuje sie czesciowo bezposrednio do zestawiania nowego osrodka reakcyjnego. Czesc tego roztworu, a szczególnie roztworu weglanu lub wodoroweglanu amonowego stosuje sie wedlug wynalazku do absorpcji czterofluorku krzemu dla wytworzenia roztworu fluorokrzemianu amonowego wolnego od kwasu fluorokrzemowego lub zawierajacego kwas fluorokrzemowy.

Przytoczone przyklady objasniaja blizej sposób wedlug wynalazku.

Przyklad I. 31,5 g mineralnego weglanu wapniowego o rozmiarach ziarna 0,1—0,2 mm zawierajacy, CaC03 98,4%, Mg 1% iSi02 0,5% oraz 150g roztworu weglanu anionowego zawierajacego 19,0 g weglanu amonowego ogrzewano w temperaturze 50°C w naczyniu teflonowym zaopatrzonym w mieszadlo. Nastepnie wprowadzono 48 g 10% kwasu fluorokrzemowego. Z kolei wprowadzono weglan wapniowy w ilosci 70 g z taka szybkoscia,,by nie utrudniac mieszalnosci ukladu i 10% kwas fluorokrzemowy w ilosci 43,84 g przez okres okolo godzin z taka szybkoscia by roztwór wykazywal zawsze odczyn alkaliczny. Po zadozowaniu calkowitej ilosci materialów substratycznych uklad ogrzewano w stanie wrzenia przez okres jednej godziny. Nastepnie oddzielano dekantacyjnie od poreakcyjnej zawiesiny grubo ziarnisty fluoryt, który nastepnie odszlamowano woda od pozo¬ stalosci krzemionki i suszono. Otrzymano 80 g sztucznego fluorytu o rozmiarach ziarna 0,1—0,2 mm, który zawieral CaF2 - 96,1%, Mg F2 - 2,9%, CaC03 - 1,9% i Si02 1,1%.

Przyklad II. Mineralny weglan wapniowy zawierajacy Ca 39,4%, Mg — 0,28, C02 — 43,8%, Si02 —0,5% oraz niewielkie ilosci glinu i zelaza w postaci ziarna o rozmiarach 0,1 —0,2 mm oraz 594 g 10% roztworu fluorokrzemianu amonowego ogrzewano do temperatury wrzenia w naczyniu teflonowym zaopatrzo¬ nym w mieszadlo. Reakcje prowadzono w temperaturze wrzenia przez okres 6 godzin przy ciaglym mieszaniu.

Nastepnie oddzielono na drodze dekantacyjnej zawiesine krzemionkowa od ziarna fluorytowego, które to odszla¬ mowano woda od pozostalej ilosci krzemionki. Otrzymano 80 g sztucznego fluorytu o rozmiarach ziarna 0,1-0,2 mm, który zawieral Ca 50,0%, F 47,3%, Mg - 0,36%, C02 0,82% i Si02 1,0%.

Claims (6)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania fluorytu z kwasu fluorokrzemowego i/lub roztworu fluorokrzemianu amonowego oraz z weglanu wapniowego, znamienny tym, ze kwas fluorokrzemowy i/lub roztwór fluorokrzemianu amonowego oraz weglan wapniowy o okreslonym rozmiarze ziarna powyzej 0,05 mm takim jakie w przyblizeniu powinien posiadac sztuczny fluoryt dozuje sie do osrodka wstepnego zawierajacego wode i zwiazki amonowe104560 3 i/lub potasowe i/lub sodowe ewentualnie weglan wapniowy o takim uziarnicniu jakie winien posiadac sztuczny fluoryt, z taka szybkoscia, by weglan wapniowy nie utrudnial mieszania ukladu reakcyjnego a kwas fluorokrze¬ mowy nie wywolywal zakwaszenia ukladu powodujacego rozklad i rozpylenie weglanu wapniowego, przy czym temperature ukladu reakcyjnego utrzymuje sie w zakresie 40— 105°C przez okres od kilkudziesieciu minut do kilku godzin, po czym oddziela sie zawiesine zlozona z krzemionki i roztworu zawierajacego weglan i wodoro¬ weglan amonowy i potasowy lub sodowy oraz nieco soli fluorkowej od ciezkiego osadu fluorytu, który oczyszcza sie ostatecznie od krzemionki przez szlamowanie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zwiazki amonu, sodu i potasu stanowia wodoro¬ tlenki, weglany i wodoroweglany.

3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zwiazki amonu, sodu i potasu stanowia fluorki i/lub fluorokrzemiany skontaktowane z weglanem wapnia.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze weglan wapniowy stosuje sie w stosunku bliskim stechiometrycznego w odniesieniu do fluoru zawartego w zwiazkach fluorowych.

5. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze kationy amonowe potasowe i sodowe we wstepnym osrodku stosuje sie w ilosci odpowiadajacej molowo niewielkiej czesci jonu fluorkowego zaangazowanego w pro¬ cesie, korzystnie ponizej 20%.

6. Sposób wytwarzania fluorytu z fluorokrzemianu amonowego oraz z weglanu wapniowego, znamien¬ ny t y m , ze weglan wapniowy o okreslonym rozmiarze ziarna powyzej 0,05 mm jakie w przyblizeniu powinien posiadac sztuczny fluoryt ogrzewa sie z roztworem fluorokrzemianu amonowego w temperaturze 40-105°C w warunkach mieszania w czasie od kilkudziesieciu minut do kilku godzin w zaleznosci od wielkosci zastosowane¬ go ziarna weglowego, po czym oddziela sie zawiesine zlozona z krzemionki i roztworu zawierajacego wegfan i wodoroweglan amonowy oraz nieco soli fluorkowej od ciezkiego osadu fluorytu, który oczyszcza sie osta¬ tecznie od krzemionki przez szlamowanie.