PL53384B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 10.VI.1967 53384 KI. 12 i, 33/10 MKP C 01 ®\ao UKD 661.488 Wspóltwórcy wynalazku: doc. dr inz. Wladyslaw Augustyn, mgr Maria Switonska-Oskedra Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska (Katedra Chemii Ogólnej B), Gliwice (Polska) Sposób przeróbki roztworu kwasu fluorokrzemowego na fluorokrzemian sodowy, fluorokrzemian potasowy i kwas siarkowy Przedmiotem wynalazku jeist sposób przeróbki wodnego roztworu kwasiu fluorOkrizeimowego, który uzyskuje sie ubocznie przy produkcji superfosfatu, na fluorokrzernliam ipotasowy oraz roztwór kwasu siairlkoweigo, woliny od zanieczyszczen w stopniu umozliwiajacym jego wykorzystanie przy produkcji nawozu.Obydwa fluorokrzemiany staja sie stopniowo co¬ raz bardziej cennymi materialami wyjsciowymi idla produkcji wielu fluorków wedlug nowych techno¬ logii wykorzystujacych fluor pochodzacy z fosfo¬ rytów i apatytów.Zniany powszechnie isltosiowany isposób przeróbki kwasu fluorokrzeimiowego polega na wytworzeniu z niego fluorokrzemianu sodowego przez zadanie chlorkiem isodowym Iw znacznym nadmiarze. W po¬ dobny isjpoisób przez reakcje kwasu fluorokrzemo¬ wego iz ichlorlkiem potasowym otrzymuje sie fluoro¬ krzemian potasowy.Sposób wytwarzania fluorokrzemianu sodowego w oparciu o konwersje kwasu fluorokrzemowego Chlorkiem isodowym jeisit 'niedogodny ze wzgledu nja mala wydajnosc malterialowa i uciazliwy sciek, którym jeisit pokonwersyjny iróztwór kwasu solne¬ go, zawierajacy chlorek sodowy i kwas fluoro¬ krzemowy. W konwersji prowadzonej chlorkiem poltaisiowym wydajnosc materialowa jest wprawdzie z powodu mniejszej rozpuszczalnosci fluorokrze¬ mianu potasowego wieksza, powstaje w niej -jed¬ nak równiez uciazliwy sciek, a przy saczeniu wy- 2 traconej soli wydzielajacej sie wtedy w postaci bardzo drobnych krysztalów wystepuja powazne trudnosci. Podoibne trudnosci istnieja przy wytra¬ caniu fluorokrzemianu potasowego siarczanem po- 5 taisowym.Niewlasciwosci obecnego sposobu wytwarzania fluorokrzemianu sodowego proponowano wedlug danych z literatury usunac przez oparcie go o kon¬ wersje kwasu fluorokrzemowego siarczanem sodo- 10 wym majac na uwadze, ze powstajacy wtedy kwas siarkowy Ibejdzie mozna wykorzystac w produkcji superfosfatu. Ckazalo isie jednak, ze technologia taka daje jeszcze ninliejisza wydajnosc materialowa, a otrzymany roztwór kwasu siarkowego jest za- 15 nadto zanieczyszczony, by nadawal sie do izastoso- wanda nawet w priodiukcji sujperfoslfatu.Wynika Ito ze zbyt wielkiej (zawartosci w roz¬ tworze ipokonwersyjnym soli 'sodowej, która nie¬ korzystnie wplywa na ulatnianie sie czterofluorku 20 krzemowego iz miesizanki reakcyjnej, ulozonej z roz¬ tworu kwasu siarkowego i fosforytu lub apatytu.Druga ujemna cecha pokonweiisyjnego roztworu jest zbyt duza zawartosc w jnjim jonu fluorokrze- miianowego, który powoduje korozje aparatury slu- 25 zacej do operowania kwasem, siarkowym w opera¬ cji rozcieniozenia, chlodzenia i magazynowania.W wyniku przeprowadzonych badan, które dopro¬ wadzily do wynalazku, opracowano technologie przeróbki kwasu fluorokrzemowego oparta o kon- 30 wersje prowadzona dwuetapowo najpierw wodoro- 533843 siarczanem sodowymi, a nastepnie wodorosiarcza¬ nem potasowym.W toku przeprowadzonych w itym zakresie badan okazalo 'sie, ze ujeimnych iz technologicznego punk¬ tu widzenia cech konwersji kwasu fluorokrzemo¬ wego -siarczanem sodowym oraz konwersji prowa¬ dzonej siarczanem potasowym nie posiada proces, w którym wytracanie fluorokrzemianu sodowego 4 fluorokrzemianu potasowego polega na kolejnym dzialaniu na ten isam roztwór kwasu fluorokrze- mD^rejgo najpierw wod©siarczaneim sodowym, a na- sfeprjfe wodorosiarczanem potasowym.Ifefe okazalo sie bowiem w tym warunkach moz¬ na nie tylko bardzo znacznie podwyzszyc wydaj¬ nosc materialowa konwersji, ale równiez co jest bairdzo wazne ze wzgledów technologicznych, wy¬ dziele obydwa fluorokrzemiany, a sziczególnie flu¬ orokrzemian potasowy w 'postaci tak Wielkich kry¬ sztalów, ize ulatwione jeisjt ich isacizenie i przemy¬ wanie. Ostatni rezultat zawdziecza sie znacznemu podwyzszeniu rozpuszczalnosci fluorokrzemianu potaisowego spowodowanej ofbeicnosicia w roztworze, reakcyjnego kwasu siarkowego.Korzystna postac osadu fluorokrzemianu potaso¬ wego wynikajaca z podwyzszonego stezenia kwasu siarkowego mozna uzyskac równiez przy zasta¬ pieniu znacznej ilosci 'wodorosiarczanu sodowego zastosowanego w etapie pierwszym obojetnym siar¬ czanem .sodowym. Daje to dobry rezultat szczegól¬ nie w tym przypadku-jezeM wyjsciowy roztwór kwasu fluorokrzemowego oraz isoli stracajacej po¬ siadaja wysokie stezenie.Stosowanie wodorosiarczanów w konwersji kwa¬ su fluorokrzemowego posiada uzasadnienie równiez w aispekcie surowcowym. Jaj* wiadomo siarczan i wodorosiarczan sodowy a takze wodorosiarczan potasowy sa to uboczne i uciazliwe produkty prze¬ myslu chlorowodoru.Najkorzystniejszy technologicznie proces wytwa¬ rzania chlorowodoru w oparciu o rozklad chlorku sodowego lub potasowego kwasem siarkowym sklada W etapie pierwszym prowadzi sie rozklad z wy¬ twarzaniem Chlorowodoru i odpowiedniego wodo¬ rosiarczanu, w etapie drugim przeprowadza sie re¬ akcje miedzy chlorkiem i wodorosiarczanem po¬ chodzacym z etapu pierwszego. Drugi etap jest trudniejszy do przeprowadzenia od pierwszego.Z tego powodu dla przemyslu chlorowodoru ko¬ rzystne jest przeprowadzenie rozkladu tylko do wodorosiarczanów. Niezaleznie od wymienionego zródla wodorosiarczanów istnieje mozliwosc uzys¬ kania ich w charakterze produktów ubocznych w samym przemysle fluorowym.Wedlug wynalazku do wodnego roztworu kwasu fluorokrzemowego uzyskanego przez pochlanianie czterofluorku w wodzie z gazów przy produkcji su- perfosfatu, zawierajacego zwykle okolo 100 gra¬ mów/litr kwaisu fluorokrzemowego dodaje sie ste¬ zony roztwór wodorosiarczanu sodowego) ewentual¬ nie w mieszaninie z Na^SC^ podiczas mieszania, na¬ stepnie pozostawia sie ciecz do 'sklarowania, zlewa sie ja nastepnie znad osadu fluorokrzemianu so¬ dowego, a osad przenosi sie na ffcltr lub wirówke i przeplukuje mala iloscia wody. -. 4 Ilosc wodorosiarczanu sodowego ewentualnie w '.mieszaninie z Na2S04 korzystnie jest tak dobrac aby wynosila powyzej polowy np. okolo 2/3 ilosci stechdometrycznej. Przy takim stosunku reagentów 5 pozostaje wobec duzego stezenia anionów fluoro- krzemianowydh w roztworze tylko bardzo mala ilosc kationów sodowych. Do klarownej cieczy wprowadza sie nastepnie stezony roztwór wodoro¬ siarczanu potasowego ewentualnie' w mieszaninie io z K2S04, którego ilosc wylicza sie wedlug analizy, aby byla równowazna ilosci niewytraconego po- przeidindo jonu fluorokrzemianowego.Podiczas mieszania nastepuje wytracenie bardzo dobrze saczalnego fluorokrzemianu potasowego, 15 który pozoistawia sie do osadzenia, a po zlanu kla¬ rownej cieczy odsacza isie, przemywa i suszy; Oby¬ dwa produkty odznaczaja sie zadawalajaca czys¬ toscia. W pozostalej cieczy znajduje sie w zasadzie tj^lko kwas siarkowy oraz niewielkie zanieczysz- 20 czania, które sitanowia siarczany sodowy i potaso¬ wy oraz kwas fluorokrzemowy.Rozcienczony kwais siarkowy uzyskany po od¬ dzieleniu fluorokrzemianu miesza sie ze stezonym kwasem .siarkowym i stosuje do produkcji super- 25 foisfatu.Przyklad I. Do roztworu kwasu fluorokrze¬ mowego o objetosci 10,0 litra zawierajacego 100 g H2SiF6/l dodano intensywnie mieszajac 5,0 litra ao roztworu wodnego wodorosiarczanu sodowego za¬ wierajacego 252 g NaHS04/litr. iPo uplywie 40 mi¬ nut sklarowany roztwór zlano znad osadu krysz¬ talów Na2SiF6 i zadano go roztworem wodorosiar¬ czanu potasowego o Objetosci 2,5 litra zawieraja- 35 cego 351 g !KKS04/litr. Osady z obydwu etapów konwersji saczono oiddzieUnie, przemyto, po czym wysuszono. Otrzymano 707,0 g Na2SiF6 oraz 634 g K2SiF6. Sklad roztworu pokonwersyjnego wyzna¬ czony analitycznie byl nastepujacy: 86 g H2S04Aitr, 40 10,7 g Na2S04/litr, 3,1 g iK2S04/litr, 2,6 g H2SiF6/litr.Objetosc roztworu pokonwersyjnego wynosila 17,5 1.Przyklad II. Do roztworu kwasu fluorokrze¬ mowego o objetosci 10,0 litra zawierajacego 100 g 45 H2SiF6/l)itr dodano intensywnie mieszajac 4 litry roztworu zawierajacego wodorosiarczan i siarczan sodowy o stezeniu 120 g NaHS04 i 85 g Na2S04/litr.PO uplywie 40 minut sklarowany roztwór zlano znad osadu krysztalów Na2SiF6 i zadano go roztwo¬ rem stanowiacym mieszanine wodorosiarczanu po¬ tasowego i siarczanu o objetosci 2 litry zawieraja¬ cego 175 g KH3S04 i 118 g IK2S04 w 1 litrze roztworu.Osady z obydwu etapów konwersji saczono oddziel¬ nie, przemyto, po czym wysuszono. Otrzymano 55 790 g Na2SiF6 Oraz ;570 g K2SiF6.Sklad roztworu pokonwersyjnego wyznaczony analitycznie byl nastepujacy: 67 g H2S04/litr, 6,5 g Na2S04/Mtr, 2,8 g K2SC4/litr i 2,3 g H2SiFfi/litr. 60 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przeróbki kwasu fluorokrzemowego na fluorokrzemian sodowy i potasowy, znamienny tym, ze najpierw dzialaniem wodorosiarczanu 65 sodowego w niedomiarze wytraca sie z kwasu53384 5 czesc jonu fluorokrzeimianowego w postaci fluo-
2. 2. rokrzemianu sodowego, a nastepnie ipo oddziele¬ niu Itej soli wytraca sie dzialaniem wodorosiar¬ czanu .potasowego uzytego w ilosci praktycznie istechiometrycznej reszte jonu fluorokrzemiano- wego w postaci dobrze saczainego fluorokrze¬ mianu potasowego. 6 Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako ozyinmdk stracajacy w pierwszyim etapie konwersji stosuje sie mieszanine zlozona z wodorosiairozaniu sodowego z siarczanem so¬ dowym, a w drugim eta|pie konwersji miesza¬ nine wodorosiarczanu potasowego z siarczanem potasowym. PL