PL85542B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania czystego roztworu fluorku glinowego w reakcji AI(OH)3 lub innego surowca glinowego z kwasem fluorokrzemowym, zanieczyszczonym fosforanami. Reakcja ta przebiega wedlug równania: H2SiF6 + 2 AI(OH)3 -? 2 AIF3 + Si02 + 4 H2Q Znanymi sposobami, zanieczyszczenia fosforanowe usuwa sie prowadzac reakcje 1/w obecnosci zwiazków zelaza (III), w wyniku czego nastepuje równoczesne wytracenie osadu FeP04 iSi02, który oddziela sie od przesyconego roztworu fluorku glinowego. Wedlug opisu patentowego St.Zjedn.Am. nr 3 056 650, w charakterze zwiazków zelaza (III) stosuje sie siarczan, chlorek lub azotan zelazowy, co ma jednak te niedogodnosc, ze roztwór fluorku glinowego zostaje wtórnie zanieczyszczony obcymi anionami. Wplywa to niekorzystnie na czystosc produktu koncowego oraz na wydajnosc procesu, uniemozliwiajac zawrócenie do obiegu roztworów pokrystalicznych. Zastapienie wymienionych soli swiezo stracanym wodorotlenkiem zelazowym wedlug opisu patentowego ZSRR nr 267 609, pociaga za soba z kolei trudnosci zwiazane z otrzymywaniem tego zelowatego osadu i operowania nim. Wyzej wymienionych niedogodnosci unika sie stosujac sposób bedacy przemiotem wynalazku.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze reakcje zanieczyszczonego fosforanami kwasu fluorokrzemo¬ wego z wodorotlenkiem glinowym prowadzi sie w obecnosci zwiazków: (FeF)SiF6, FeF3 lub ich mieszaniny, przy czym zwiazki te otrzymuje sie przez roztworzenie Fe, FeO, Fe(OH)2, FeC03 lub FeF2 w kwasie fluorokrzemowym z nastepnym utlenieniem Fe(ll) do Fe(lll). Zachodza przy tym reakcje jak na przyklad: H2SiF6 + Fe -? FeSIF6 + H2 4 FeSiF6 + 2 H202 -? 3 (FeF)SiF6 + FeF3 + lSi02 + 2H20 lub w obecnosci wolnego kwasu fluorokrzemowego: 6FeSiF6 + H2SiF6 + 3H202 -+6/FeF/SiF6 + lSi02 + 4H202 85542 Reakcji glównej 1/ wodorotlenku glinowego z kwasem fluorokrzemowym, zawierajacym jony fosforanowe i fluorozelazowe FeF2+ towarzysza wtedy nastepujace reakcje uboczne: (FeF(SiF6 + H3P04 -* JFeP04 + H2SiF6 + HF 3 HF + AI(OH)3 -? AIF3 + 3 H20 Gdy zelazo wystepuje w nadmiarze w stosunku do fosforanów wedlug reakcji 5), nadmiar ten wytraca sie w postaci zasadowego fosforanu zelazowego lub wodorotlenku zelazowego: 3(FeF)SiF6 + 7 AI(OH)3 -+ i 3 Fe(OH)3 + 7 AIF3 + 3Si02 l+ 6HjO W efekcie koncowym powstaje zawiesina Si02 + FeP04 + ew. Fe(OH)3 w przesyconym roztworze fluorku glinowego.Warunkiem dostatecznego wytracenia osadów jest to, aby koncowa wartosc pH reakcji 1/ byla wieksza niz 2,5 korzystnie 3-4 co mozna osiagnac przy stechiometrycznyeh ilosciach wodorotlenku glinowego w stosunku do kwasu fluorokrzemowego wedlug równania 1), lub przy niewielkim nadmiarze wodorotlenku glinowego.Zwiazki fluoro z zelazem potrzebne do wytracenia fosforanów mozna sporzadzac wedlug reakcji 2—4 badz bezposrednio w kwasie flutokrzemowym kierowanym do procesu, korzystnie w ilosci dostosowanej do poziomu zanieczyszczen fosforanowych, badz tez osobno, na przyklad w postaci stezonego roztworu (FeF)SiF6 + FeF3 (reakcja 2) i nastepnie wprowadzac go w odpowiedniej proporcji do'kwasu fiurokrzemowego kierowanego do reakcji z wodorotlenkiem glinowym.Po oddzieleniu osadów krzemionki oraz fosforanu i wororotlenku zelazowego, powstalych w wyniku reakcji 1), 5), i 7), z roztworu fluorku glinowego wydziela sie krysztaly monohydratu AIF3 * H20 wzglednie trójhydratu AIF3 • 3H20, które nastepnie odwadnia sie na produkt koncowy, AIF3, w temperaturze powyzej 500°C.Zaleta wynalazku jest mozliwosc otrzymywania fluorku glinowego o malej zawartosci P205, na przyklad 0,03%, przy zastosowaniu do tego celu surowca wyjsciowego to jest kwasu fluorokrzemowego, o dowolnej zawartosci P205 w zakresie stosunku wagowego F/P205 od okolo 600 do okolo 2, co w przypadku jednomolowego H2SiF6 (144 g/l) odpowiada stezeniom P2Os od 0,2 g/l do okolo 70 g/l. Równoczesnie sposób wedlug wynalazku zapewnia wysoka wydajnosc procesu, dzieki mozliwosci skierowania lugów pokrystalicznych do obiegu, w których stezenie Fe i P205 utrzymywane jest na stalym poziomie w granicach 0,1—0,2 g/l.Przyklad I. Do 101 H2SiF6 1 M, zanieczyszczonego kwasem fosforowym na poziomie 3,0g/l P205 wlano 0,51 roztworu (FeF)SiF^ + FeF3 o zawartosci 0,84 M Fe(lll), co odpowiada stosgnkowi molowemu [Fe]/[P] = 1. Roztwór ten sporzadzono wczesniej z czesci tego samego kwasu fluorokrzemowego przez rozpuszczenie w nim 30 g wiórów stalowych w temperaturze 70°C z nastepnym utlenieniem Fe(ll) do Fe(lll) przy uzyciu 30 ml H202 30%. Do 10 5 I obu polaczonych roztworów wsypano 1,7 kg wodorotlenku glinowego i ogrzewano w90°C mieszajac wciagu 30 minut, az do osiagniecia pH = 3,7, po czym zawiesine poreakcyjna odfiltrowano. W odsaczonym roztworze fluorku glinowego o zawartosci AlF3 134 g/l oznaczono Fe 0,16 g/l.Z kolei, roztwór ten zakwaszono kwasem fluorokrzemowym do stezenia 10 g/l i poddano krystalizacji w obec¬ nosci szczepionki w temperaturze 90°C wciagu kilku godzin. W wydzielonych krysztalach AIF3 • 3H20 oznaczono 0,02% P205 i 0,06% Fe.Przyklad II. W 101 H2SiF6 1M o zawartosci P205 1 g/l rozpuszczono w temperaturze 80°C, mieszajac 10g Fe ([Fe]/[P] = 1,3). Nastepnie dodano 15 ml H202 30% i 1,7 kg AI/OH)3. Po zakonczeniu reakcji przy pH 3,8 odsaczono wydzielony osad Si02 + FeP04 •+ Fe(OH)3 i zanalizowano filtrat fluorku glinowego.Oznaczono w nim Fe 0,2 g/M P205 0,17 g/l.Przy kl.ad III. Do mieszaniny kwasów H2SiF6 144 g/l i H3P04 70 g/l (P2Os 51,8 g/1) wsypano 0,4 kg wiórów stalowych, po czym calosc ogrzewano w85°C az do calkowitego ich rozpuszczenia. Z kolei, dodano 40 ml H202 30% i 1,7 kg AI(OH)3 i ogrzewano dalej przez 30 minut az do momentu, gdy pH wzroslo do wartosci 4. Po odsaczeniu osadu Si02 + FeP04, w filtracie fluorku glinowego oznaczono Fe 0,08 g/l iP2Oj 0,74 g/l. Wydzielone z niego krysztaly AIF3 • 3H20, w warunkach podanych w przykladzie I, zawieraly 0,03% P205 i 0,02% Fe. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania fluorku glinowego o malej zawartosci zanieczyszczen fosforanowych z kwasu fluorokrzemowego zanieczyszczonego fosforanami i surowca glinowego, przez wytracenie fosforanów, z n a - mienny tym, ze 10-25% kwas flurokrzemowy o zawartosci fosforanów okreslonej stosunkiem wagowym85 542 3 F/P205 w zakresie 2—600 poddaje sie reakcji z wodorotlenkiem glinowym lub innym surowcem glinowym wobecnosci FeF/SiF6 lub mieszaniny FeF/SiF6 i FeF3 otrzymanych przez roztworzenie zelaza, tlenku, wodorotlenku lub weglanu zelaza (II) w kwasie fluorokrzemowym i nastepnie utlenienie tak utworzonego FeSiF6, zwlaszcza przy uzyciu nadtlenku wodoru, do wyzej wymienionych zwiazków zelaza (III) przy czym reakcje kwasu fluorokrzemowego z surowcem glinowym prowadzi sie az do uzyskania koncowej wartosci pH wyzszej od 2,5.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawartosc Fe(lll) w postaci wymienionych zwiazków w kwasie fluorokrzemowym pozostaje w stosunku molowym do zanieczyszczen fosforanowych w zakresie [FeJ/lP] = 0,5-2,0. PL