PL59245B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 17. XII. 1965 Austria Opublikowano: 28. II. 1970 59245 KI. 12 m, 7/50 MKP C 01 f ^\SO UKD Wspóltwórcy wynalazku; dr Alfred Schmidt, dr Ferdinand Weinrotter, dr Walter Muller Wlasciciel patentu: Osterreichische Stickstoffwerke Aktiengesellschaft; Linz (Austria) Sposób wytwarzania fluorku glinowego Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia fluorku glinowego na drodze reakcji: H2SiF6 + 2AIj(OH)3 *2ALF3 + Si02 + 4HzO Wiadomo, ze podczas reakcji rozcienczonego kwasu fluorokrzemowego z wodorotlenkiem gli¬ nowym, glina, boksytem i podobnymi materialami powstaje roztwór fluorku glinowego zawierajacy zawiesine kwasu krzemowego. Roztwór fluorku glinowego jest pozornie trwaly i trójwodzian fluorku glinowego wykrystalizowuje z tego roz¬ tworu z predkoscia zalezna od jego temperatury.Jest przeto rzecza wazna, aby oddzielanie wytra¬ conego kwasu krzemowego zostalo zakonczone przed rozpoczeciem sie krystalizacji fluorku gli¬ nowego, a to mozliwe tylko wtedy, gdy kwas krze¬ mowy wytraca sie szybko i w postaci umozliwia¬ jacej dobre odsaczanie go.W celu spelnienia tego warunku proponowano szereg rozwiazan, które jednak nie daja zadowa¬ lajacych wyników. Tak na przyklad w brytyjskim opisie patentowym nr 782.423 podano metode po¬ legajaca na tym, ze do wodnej zawiesiny wodoro¬ tlenku glinowego dodaje sie 5—15%-owy roztwór kwasu fluorokrzemowego, przy czym wodorotlenek glinowy stosuje sie w nadmiarze. Ten nadmiar wodorotlenku glinowego ma sluzyc jako srodek pomocniczy przy odsaczaniu kwasu krzemowego, ale jego ponowne odzyskiwanie wymaga klopotli¬ wych zabiegów. 15 20 25 30 W brytyjskim opisie patentowym nr 993.946 po¬ dano metode polegajaca na tym, ze przesycony roztwór wodny fluorku glinowego wytwarza sie równiez za pomoca wyzej wspomnianej reakcji, ale w celu uzyskania kwasu krzemowego w po¬ staci umozliwiajacej jego latwe oddzielanie trzeba spelnic szereg warunków. Tak na przyklad roz¬ twór kwasu fluorokrzemowego powinien byc naj¬ wyzej 10%-owy, a korzystnie 8,5*/o-owy, nalezy zachowac 5Vo-owy nadmiar tego kwasu w sto¬ sunku do wodorotlenku glinowego i wreszcie wyj¬ sciowy kwas powinien zawierac duzo kwasu krze¬ mowego i wykazywac stosunek F : Si = 5—6. Doda¬ wanie wodorotlenku glinowego trwa Vi godziny, a cala reakcja 2V« godziny i nalezy dbac zwlaszcza o to, aby temperatura reakcji az do odsaczania kwasu krzemowego nie przekraczala 60—70°C.Proces powinien byc prowadzony w scisle okre¬ slonych warunkach.W odróznieniu od tych znanych metod, sposób wedlug wynalazku nie wymaga dochowania wspomnianych wyzej warunków, jak na przyklad stosunku F : Si, stezenia materialów wyjsciowych, zawartosci Si02 w kwasie itp. i w czasie wielo¬ krotnie krótszym' umozliwia uzyskiwanie pozornie trwalego roztworu fluorku glinowego, w którym kwas krzemowy jest nieoczekiwanie zawarty w po¬ staci dajacej sie tak dobrze oddzielac, ze do od¬ dzielania jego od przesyconego roztworu fluorku 5924559245 ^K:t ;,¦¦•;< 3 glinowego mozna stosowac nawet wirówke tale¬ rzowa.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze roztwór kwasu fluorokrzemowego o stezeniu 15— 25°/o ogrzewa sie w zaleznosci od stezenia do tern- 5 peratury 45—75°C, a mianowicie tym wyzszej, im nizsze jest stezenie i nastepnie dodaje szybko do roztworu konieczna ilosc stalego wodorotlenku glinowego. Dzieki egzotermicznosci reakcji, mie¬ szanina reakcyjna ogrzewa sie w ciagu 3—6 minut io do temperatury wrzenia, przy czym zawiesine utrzymuje sie w tej temperaturze przez okres 5— 15 minut i nastepnie szybko oddziela kwas krze¬ mowy.Z klarownego roztworu po 3—6-cio godzinnym 15 mieszaniu w temperaturze 80—100°C wykrystali- zowuje trójwodzian fluorku glinowego, z którego znanymi metodami, na przeklad podanymi w au¬ striackim opisie patentowym nr 2170009 lub w bry¬ tyjskim opisie patentowym nr 911837, otrzymuje 20 sie bezwodny fluorek glinowy.Dla nalezytego przebiegu procesu wedlug wy¬ nalazku zasadnicze znaczenie ma to, aby dzieki wstepnemu ogrzaniu kwasu fluorokrzemowego do temperatury 45—75°C, a zwlaszcza na skutek 25 szybko wywiazujacego sie ciepla w czasie reakcji kwasu fluorokrzemowego z wodorotlenkiem gli¬ nowym, osiagnac temperature wrzenia mieszaniny reakcyjnej.W temperaturze do okolo 97°C bowiem, wytra- 30 cany kwas krzemowy jest zelowaty i zawiera 50— 80°/o luzno zwiazanej wody. Dopiero szybkie ogrzanie dzieki naglemu uwolnieniu ciepla reakcji i osiagniecie temperatury powyzej 97°C powoduje, ze powstaje krystaliczny kwas krzemowy o skla- 35 dzie odpowiadajacym prawie dokladnie wzorowi H4Si04. Zawiera on wówczas okolo 36°/o zwiaza¬ nej wody i w zaleznosci od warunków filtrowa - nia tylko 3^1 Otyo wchlonietej wilgoci. Kwas ten filtruje sie wówczas tak, jak drobno ziarnisty 40 piasek.Czesc roztworu fluorku glinowego, pozostaja¬ ca w osadzie po odfiltrowaniu, mozna latwo wy¬ myc niewielka iloscia wody, totez strata fluoru i glinu jest nieznaczna, nie przekraczajaca 1—2°/o 45 uzytej ilosci. Reakcja pomiedzy kwasem fluoro¬ krzemowym i wodorotlenkiem glinowym przebiega zgodnie z wynalazkiem calkowicie i w ciagu okresu czasu stanowiacego ulamek tego czasu, jaki jest wymagany przy stosowaniu znanych sposobów. 50 Poniewaz przy pracy na skale techniczna doklad¬ ne oznaczanie ilosci kwasu fluorokrzemowego i wodorotlenku glinowego koniecznych zgodnie z podanym wyzej schematem reakcji, jest dosc trudne, a z drugiej strony uzyty w nadmiarze *5 wodorotlenek glinowy pozostawalby nierozpusz- czony i ulegal straceniu wraz z kwasem krzemo¬ wym, przeto korzystnie jest stosowac maly nie¬ domiar wodorotlenku glinowego, wynoszacy do 5°/o.W ten sposób, równiez i przy mniejszych waha- 60 niach ilosci obu skladników reakcji, unika sie straty wodorotlenku glinowego z kwasem krze¬ mowym.Sposób wedlug wynalazku daje te szczególna korzysc techniczna i gospodarcza, ze umozliwia 65 przerabianie równiez i roztworów kwasu fluoro¬ krzemowego o wyzszych stezeniach. Przy zacho¬ dzacej nastepnie krystalizacji trójwodzianu fluor¬ ku glinowego pozostaje lug macierzysty, który za¬ wiera okolo 2% wagowych rozpuszczonego fluor¬ ku glinowego.Jezeli na przyklad stosuje sie 10%-owy roztwór kwasu fluorokrzemowego, to w takich samych wa¬ runkach krystalizacji w lugu macierzystym pozo¬ staje tylko o 10°/o ilosci uzyskanego fluorku gli¬ nowego wiecej niz przy uzyciu 20%-owego roz¬ tworu kwasu fluorokrzemowego. Poniewaz zas fluorek glinowy zawarty w lugu macierzystym zwykle ulega straceniu lub moze byc odzyskiwany tylko przy uzyciu klopotliwych zabiegów, przeto i pod tym wzgledem sposób wedlug wynalazku stanowi powazny postep w porównaniu do znanycl} sposobów.Przyklad. 1650 litrów roztworu kwasu fluo¬ rokrzemowego o gestosci 1,17 i o zawartosci kwasu fluorokrzemowego 18*/o w stosunku wagowym ogrzewa sie wstepnie do temperatury 72°C i na¬ stepnie w ciagu 1 minuty dodaje mieszajac 363 kg wodorotlenku glinowego o zawartosci 99,5°/o AL(OH)3. W ciagu dalszych 4 minut temperatura wzrasta do 101°C i po uplywie nastepnych 10 mi¬ nut zawiesine przepuszcza sie przez talerzowa wirówke, przemywajac osad 180 litrami goracej wody.Po odwirowaniu pozostaje 245 kg osadu zawie¬ rajacego w stosunku wagowym 40°/o wody i 0,8°/o glinu, to jest l,56°/o uzytej ilosci wodorotlenku gli¬ nowego. Z otrzymanego roztworu fluorku glino¬ wego trójwodzian fluorku glinowego otrzymuje sie przez mieszanie w temperaturze 85—100°C i potraktowanie krysztalami inicjujacymi proces krystalizacji. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania fluorku glinowego przez reakcje roztworów kwasu fluorokrzemowego z wodorotlenkiem glinowym, oddzielanie wy¬ traconego kwasu krzemowego, krystalizacje trójwodzianu fluorku glinowego z otrzymanego roztworu i ewentualne ogrzewanie go do tem¬ peratury, w której nastepuje odwadnianie, zna¬ mienny tym, ze roztwór kwasu fluorokrzemo¬ wego ogrzewa sie wstepnie do temperatury 45—75°C i nastepnie, ewentualnie mieszajac, traktuje szybko wymagana iloscia stalego wo¬ dorotlenku glinowego tak, aby temperatura rea¬ gujacej zawiesiny wzrosla do temperatury wrzenia, a co najmniej do temperatury powyzej 97°C, przy czym temperature te utrzymuje sie w ciagu 5—15 minut, a nastepnie odsacza sie szybko wytracony kwas krzemowy i mieszajac przesacz w ciagu 3—6 godzin w temperaturze 80—100°C powoduje sie wykrystalizowywanie trójwodzianu fluorku glinowego, który w znany sposób przeprowadza sie w bezwodny fluorek glinowy.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wstepnie podgrzany roztwór kwasu fluorokrze¬ mowego traktuje sie calkowita, wymagana59245 5 B iloscia wodorotlenku glinowego w ciagu 1 mi- 4. Sposób wedlug zastrz. 1^3, znamienny tym, ze <* ^Z\u „^w . i o s wodorotlenek glinowy dodaje sie w ilosci tylko
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1-2, znamienny tym, ze do 5«/o mniejszej od ilosci wymaganej stechio- stosuje sie roztwór kwasu fluorokrzemowego metrycznie. o stezeniu okolo 15—25% wagowych. 5 ERRATA do opisu patentowego 59245 Sposób wytwarzania fluorku glinowego przez reakcje kwasu fluoro¬ krzemowego z wodorotlenkiem glinowym uzytym w ilosci stechio- metrycznej lub do 5% mniejszej, oddzielnie wytraconej krzemionki, krystalizacja trójwodzianu fluorku glinowego z otrzymanego roztworu i ewentualne ogrzewanie go do temperatury, w której nastepuje od¬ wodnienie, znamienny tym, ze do roztworu kwasu fluorokrzemowego o atezeniu powyzej 15% a nie przekraczajacym 25% wagowych, ogrza¬ nego do takiej temperatury w granicach 45—75°C, alby po wydzieleniu ciepla reakcji mieszanina reakcyjna osiagnela temperature co najmniej 97°C, a najwyzej temperature wrzenia, wprowadza sie calkowita ilosc stalego wodorotlenku glinowego w ciagu najwyzej 1 minuty i utrzy¬ muje mieszanine reakcyjna w tej temperaturze w ciagu 5—15 minut, po czym w znany sposób odsacza sie wytracona krzemionke a z prze¬ saczu wykrystalizowuje sie trójwodzian fluorku glinowego, który rów¬ niez w znany sposób przeprowadza sie w bezwodny fluorek glinowy. PL