Pierwszenstwo: 06.VIII.1964 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 11.IV.1967 53304 KI. 12 1, 3/08 MKP C 01 d 3] UKD 661.424/.426 Wspóltwórcy wynalazku: Wolfgang Kolling, inz. Walter Wolfram Wlasciciel patentu: VEB Chemiewerk Coswig, Coswig (Niemiecka Re¬ publika Demokratyczna) Sposób wytwarzania fluorku sodu i kwasu krzemowego o duzej objetosci Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania fluor¬ ku sodu i kwasu krzemowego o duzej objetosci na drodze reakcji wymiany kwasu szesciofluoro- krzemowego lub szesciofluorokrzemianu sodu z weglanem sodu.Wiadomo, ze w wyniku reakcji wymiany kwasu szesciofluorokrzemowego lub szesciofluorokrze¬ mianu sodu z weglanem sodu wytraca sie fluorek sodu i wodzian kwasu krzemowego. Aby otrzy¬ mac roztwór fluorku sodu taki jaki potrzebny jest na przyklad jako produkt posredni do wy¬ twarzania kriolitu, oddziela sie go od wodzianu kwasu krzemowego poprzez wylugowanie wyzej wspomnianego osadu. Staly fluorek sodu uzysku¬ je sie ze wspomnianego osadu wtedy, kiedy prze¬ prowadza sie kwas krzemowy dodatkiem lugu so¬ dowego do roztworu i w ten sposób oddziela od fluorku sodu.Uzyskany roztwór krzemianu sodu jest nasyco¬ ny fluorkiem sodu. Z racji stosunkowo wysokiej rozpuszczalnosci NaF wynoszacej 4 g/100 g H20 oraz alkalicznosci powstalego roztworu krzemianu sodu, usuniecie tego produktu odpadowego przed¬ stawia powazny problem sciekowy. Poza tym wraz z roztworem krzemianu sodu traci sie znaczne ilosci fluorku sodu tak, ze calkowita wydajnosc NaF w odniesieniu do uzytej do reakcji ilosci fluoru wynosi tylko okolo 60%, podczas gdy oko¬ lo 40% wprowadzonego do reakcji fluorku traci sie w sciankach.Rozwazany pod tym katem widzenia znany pro¬ ces wytwarzania fluorku sodu nie pozwala na pelne wykorzystanie jako zródla fluoru np. wiel¬ kich ilosci kwasu szesciofluorokrzemowego otrzy- 5 mywanego w przemysle superfosfatu przy prze¬ rabianiu surowców fosforowych zawierajacych fluor, a z drugiej strony nie rozwiazuje proble¬ mu scieków w przemysle superfosfatu, poniewaz okolo 40% fluorku odprowadza sie do scieków w 10 postaci trujacego fluorku sodu.Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie przedstawionych wyzej wad, a poza tym umozli¬ wienie uzyskiwania równoczesnie "kwasu krzemo¬ wego o duzej objetosci. Wedlug wynalazku wy- 15 twarza sie równoczesnie fluorek sodu i kwas krzemowy o duzej objetosci w sposób nastepu¬ jacy. Osad wydzielony w wyniku reakcji wymia¬ ny kwasu szesciofluorokrzemowego lub szescio¬ fluorokrzemianu sodu z weglanem sodu traktuje 20 sie lugiem sodowym. Wytracony fluorek sodu od¬ dziela sie, a powstaly roztwór krzemianu sodu za¬ wierajacy fluorek sodu rozklada dwutlenkiem wegla, po czym wydzielony wodzian kwasu krze¬ mowego oddziela w znany sposób, przemywa i su- 25 szy.Uzyskany przy tym roztwór kwasnego wegla¬ nu sodu lub weglanu sodu, zawierajacy fluorek sodu wykorzystuje sie do rozkladu kwasu szescio¬ fluorokrzemowego lub szesciofluorokrzemianu so- 30 du. Celowym jest przy tym roztwór ten uprzednia 5330453304 zagescic, w wyniku czego kwasny weglan sodu ulega rozkladowi do weglanu sodu. Poza tym w wyniku zageszczenia wydziela sie fluorek sodu.Objetosc otrzymanej w rezultacie zawiesiny na¬ lezy przy tym tak odmierzyc, aby przez dodatko¬ we rozpuszczenie weglanu sodu otrzymac wystar¬ czajaca ilosc nasyconego w weglan sodu i fluorek sodu roztworu, potrzebnego do ilosciowego roz¬ kladu nowego ladunku kwasu szesciofluorokrze- fmowego. ¦*i ,^t tjpf sposobie wytwarzania wedlug wynalazku ¦w:V V0—15% ilosci weglanu sodu potrzebnej do roz¬ kladu kwasu szesciofluorokrzemowego uzupelnia sie regenerowanym wedlug wynalazku weglanem sodu lub kwasnym weglanem sodu. W przypadku rozkladu weglanem sodu szesciofluoro-krzemianu sodu udzial zregenerowanego weglanu sodu w cal¬ kowicie potrzebnej jego ilosci wynosi okolo 20—25%.Dwutlenek wegla powstaly przy reakcji wy¬ miany kwasu szesciofluorokrzemowego lub sze- sciofluorokrzemianu sodu wychwytuje sie i uzy¬ wa do rozkladu roztworu krzemianu sodu zawie¬ rajacego fluorek sodu. Juz 30% dwutlenku wegla, wywiazujacego sie przy reakcji wymiany kwasu szesciofluorokrzemowego z weglanem sodu, wy¬ starczy, aby rozlozyc roztwór krzemianu sodu za¬ wierajacy fluorek sodu. Wodzian kwasu krzemo¬ wego wydzielony w tym etapie procesu rozklado¬ wego wystepuje po oddzieleniu, wymyciu i wysu¬ szeniu Si02 w postaci proszku o duzej objetosci i o ciezarze nasypowym wynoszacym 150—160 g/l.Dalsza bardzo wazna zaleta sposobu wedlug wy¬ nalazku jest to, ze wydajnosc fluorku sodu zo¬ staje podniesiona do przeszlo 90% podczas gdy wydajnosc tego produktu wytwarzanego dotych¬ czasowymi sposobami wynosila 60%.Stwierdzono dalej, ze w sposobie wedlug wy¬ nalazku jako materialów wyjsciowych do wytwa¬ rzania fluorku sodu i kwasu krzemowego o duzej objetosci mozna uzyc takze zawiesiny kwasu sze¬ sciofluorokrzemowego i wodzianu kwasu krzemo¬ wego takie jakie uzyskuje sie w komorach absorp¬ cyjnych dla gazów zawierajacych czterofluorek krzemu.Ponizsze dwa przyklady objasniaja blizej spo¬ sób wedlug wynalazku.Przyklad I. 4.440 czesci wagowych 14,4% kwasu szesciofluorokrzemowego poddaje sie w naczyniu reakcyjnym, przy intensywnym miesza¬ niu, reakcji wymiany z 5.650 czesciami wagowy¬ mi zawiesiny skladajacej sie z 25% rozpuszczone¬ go Na2CO,, z 3,5% rozpuszczonego NaF i 3,2% stalego NaF i 68,3% H20 w temperaturze wyno¬ szacej 95°C przez okolo 60 minut do czasu az ukonczy sie wydzielanie sie C02.Otrzymany w rezultacie osad straconego wspól¬ nie NaF i Si(OH)4 ogrzewa sie przez 60 minut iv temperaturze 95°C z 450 czesciami wagowymi 45%-owego roztworu lugu sodowego, w wyniku czego wodzian kwasu krzemowego przechodzi do roztworu w postaci krzemianu sodu. Nastepnie NaF odsacza sie i przemywa 1400 czesciami wa¬ gowymi H20. Po wysuszeniu w temperaturze 300°C otrzymuje sie w rezultacie jako produkt go¬ towy 1000 czesci wagowych fluorku sodu, co od¬ powiada wydajnosci wynoszacej 90% w odniesie¬ niu do ilosci fluoru uzytego do reakcji.Przesacz, skladajacy sie z 8500 czesci wagowych 5 roztworu zawierajacego 4,9% Na2Si08. Si02 i 4% NaF — rozklada sie przez wprowadzenie dwu¬ tlenku wegla wywiazanego w procesie rozkladu kwasu szesciofluorokrzemowego. Wydzielony wo¬ dzian kwasu krzemowego odsacza sie otrzymujac 10 w rezultacie 2.300 czesci wagowych wilgotnego Si(OH)4 oraz 6.380 czesci wagowych 4,2%-owego roztworu kwasnego weglanu sodu. Wodzian kwa¬ su krzemowego przemywa sie najpierw 2.300 cze¬ sciami wagowymi""wody, przy czym wode z prze- 15 mycia dolacza sie do przesaczu. Nastepnie Si(OH)4 wymywa sie woda do odczynu obojetnego i su¬ szy. - Otrzymuje sie w rezultacie 260 czesci wago¬ wych Si02 w postaci proszku o ciezarze nasypo- 20 wym Wynoszacym 150 g/l. W przesaczu zawiera¬ jacym NaHC03 po straceniu kwasu krzemowego polaczonym z woda z pierwszego przemycia osadu wodzianu kwasu krzemowego, (8.680 czesci wago¬ wych) rozpuszcza sie 1.210 czesci wagowych we- 25 glanu sodu. Nastepnie roztwór zageszcza sie do 5.650 czesci wagowych w wyniku czego zawarty w roztworze NaHCOa rozklada sie do Na2CO:l.Otrzymuje sie w rezultacie zawiesine skladajaca sie z 25% rozpuszczonego Na2COs, 3,5% rozpusz- 30 czonego i 3,2% stalego NaF, która zawraca sie do procesu w celu rozkladu kwasu szesciofluorokrze¬ mowego.Przyklad II. 4.440 czesci wagowych zawie¬ siny skladajacej sie z 14,4% H2SiF6 i z 2,7% Si02 35 w postaci wodzianu kwasu krzemowego takiego jaki powstaje w procesie absorpcji gazów odloto¬ wych zawierajacych SiF4, poddaje sie reakcji wy¬ miany z 5.650 czesciami wagowymi zawiesiny, skladajacej sie z 25% rozpuszczonego Na2COa 40 i 3,5% rozpuszczonego oraz 3,2% stalego NaF w temperaturze 95°C przez okolo 60 minut az skonczy sie wydzielanie C02.Powstaly w rezultacie osad wspólnie straconego NaF i SiOH4 ogrzewa sie w temperaturze 95°C 45 przez okolo 60 minut z 650 czesciami wagowymi 45%-owego lugu sodowego w wyniku czego wy¬ dzielony wodzian kwasu krzemowego przechodzi do roztworu jako krzemian sodu. Nastepnie NaF odsacza sie i przemywa 1400 czesciami wagowy- 50 mi H20. Po wysuszeniu w temperaturze 300°C otrzymuje sie jako produkt gotowy 1000 czesci wagowych NaF, co odpowiada wydajnosci 90% w odniesieniu do uzytej ilosci fluoru. Przesacz, skladajacy sie z 8670 czesci wagowych roztworu M zawierajacego 6,5% Na2SiOs. Si02 i 4% NaF pod¬ daje sie rozkladowi przez wprowadzenie C02, wy¬ wiazanego w procesie rozkladowym kwasu sze¬ sciofluorokrzemowego.Wydzielony wodzian kwasu krzemowego odsa- 60 cza sie i przemywa 3300 czesciami wagowymi wo¬ dy, przy czym wode z przemycia dolacza sie do przesaczu. Nastepnie wodzian kwasu krzemowego przemywa sie do odczynu obojetnego i suszy.Otrzymuje sie w rezultacie 380 czesci wagowych 65 Si02 w postaci proszku o duzej objetosci i o cie-53304 5 zarze nasypowym, wynoszacym 150 g/l. W prze¬ saczu po wytraceniu kwasu krzemowego zawie¬ rajacym NaHCOs polaczonym z woda z pierw¬ szego przemycia (8940 czesci wagowych) — roz¬ puszcza sie 1135 czesci wagowych Na2COs. 5 Nastepnie roztwór zageszcza sie do 5650 czesci wagowych, w wyniku czego rozpuszczony NaHCOs rozklada sie do Na2C03. Otrzymuje sie w rezul¬ tacie zawiesine skladajaca sie z 25% rozpuszczo¬ nego Na2COs i 3,5% rozpuszczonego oraz 3,2% 10 stalego NaF, która zawraca sie do rozkladu no¬ wej szarzy zawiesiny wyjsciowej, skladajacej sie z kwasu szesciofluorokrzemowego i wodzianu 2. kwasu krzemowego, jakie otrzymuje sie w pro¬ cesie absorpcji gazów zawierajacych SiF4. 15 PL