RU2091310C1

RU2091310C1 - Method of calcium fluoride producing

Info

Publication number: RU2091310C1
Application number: RU94028150A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Гольдинов; А.К. Денисов; Ф.И. Новоселов; В.В. Уткин; Н.Д. Логинов; В.А. Сеземин; О.Б. Абрамов; П.Я. Байбаков
Original assignee: Кирово-Чепецкий химический комбинат
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU94028150A

Abstract

FIELD: chemical technology, inorganic chemistry. SUBSTANCE: method involves precipitation of sodium silicofluoride from fluoride-containing solution with sodium salt, hydrolysis of sodium silicofluoride with ammonia in an aqueous medium, preparing ammonium fluoride, chalk addition and producing the end product. About 15-70% of total ammonium fluoride solution amount is treated with sodium chloride and sodium fluoride deposit formed is separated from mother liquor and used for sodium silicofluoride precipitation. The parent chalk is treated with mother liquor and the obtained solid product containing unreacted chalk is separated from liquid and used for ammonium fluoride conversion. Method ensures to replace soda with more available sodium chloride. EFFECT: decreased reagent consumption and cost. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии получения фтористых солей и может найти применение при утилизации фтора в процессе получения фосфорсодержащих удобрений. The invention relates to a technology for producing fluoride salts and may find application in the utilization of fluorine in the process of obtaining phosphorus-containing fertilizers.

Известен способ получения фторида кальция из кремнефторида щелочного металла, побочного продукта производства фосфорсодержащих удобрений, путем его обработки оксидом кальция с последующим отделением целевого продукта от кремнегеля [1]
Недостаток известного способа высокое содержание примеси диоксида кремния в целевом продукте.A known method of producing calcium fluoride from alkaline metal silicofluoride, a by-product of the production of phosphorus fertilizers, by processing it with calcium oxide, followed by separation of the target product from silica gel [1]
The disadvantage of this method is the high content of impurities of silicon dioxide in the target product.

Наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков является способ получения фторида кальция путем осаждения кремнефторида натрия из фторсодержащего раствора, полученного при азотнокислотном разложении апатита, действием карбоната натрия, гидролиза кремнефторида натрия в водной среде аммиаком с получением раствора фторида аммония и конверсии этого раствора мелом в целевой продукт [2]
Недостатком известного способа является применение для осаждения кремнефторида натрия значительного количества дорогостоящего дефицитного реагента кальцинированной соды (карбоната натрия).Closest to the proposed combination of features is a method of producing calcium fluoride by precipitating sodium silicofluoride from a fluorine-containing solution obtained by nitric acid decomposition of apatite, the action of sodium carbonate, hydrolysis of sodium silicofluoride in an aqueous medium with ammonia to obtain a solution of ammonium fluoride and the conversion of this solution with chalk into the target product [2]
The disadvantage of this method is the use for the deposition of sodium cremofluoride, a significant amount of expensive scarce reagent soda ash (sodium carbonate).

Задача изобретения сокращение расхода соды. The objective of the invention is the reduction of soda consumption.

Это достигается тем, что в известном способе получения фторида кальция, включающем осаждение кремнефторида натрия из фторсодержащего раствора соли натрия, гидролиз кремнефторида натрия в водной среде аммиаком с получением раствора фторида аммония и конверсию последнего в целевой продукт с использованием мела, 15-70% от общего количества раствора фторида аммония обрабатывают хлоридом натрия, образующийся осадок фторида натрия отделяют от маточного раствора и используют для осаждения кремнефторида натрия. Кроме того, маточный раствор после отделения фторида натрия обрабатывают мелом, а полученный при этом твердый продукт, содержащий непрореагировавший мел, отделяют от жидкости и используют для конверсии раствора фторида аммония. This is achieved by the fact that in the known method for producing calcium fluoride, including the precipitation of sodium silicofluoride from a fluorine-containing sodium salt solution, hydrolysis of sodium silicofluoride in an aqueous medium with ammonia to obtain a solution of ammonium fluoride and the conversion of the latter to the target product using chalk, 15-70% of the total the amount of ammonium fluoride solution is treated with sodium chloride, the precipitate of sodium fluoride formed is separated from the mother liquor and used to precipitate sodium silicofluoride. In addition, the mother liquor after separation of sodium fluoride is treated with chalk, and the resulting solid product containing unreacted chalk is separated from the liquid and used to convert the ammonium fluoride solution.

Пример 1. В качестве исходного фторсодержащего раствора был взят нитратнофосфатный раствор, промежуточный продукт производства сложных удобрений из апатита азотнокислотным методом, содержащий, мас. кальций 4; пятиокись фосфора 17; фтор 1,2. На каждый опыт берут 5000 г указанного раствора. Этот раствор обработали смесью карбоната натрия (35 г) и фторида натрия, полученного в предварительном опыте (44 г), к которому добавлено 11 г диоксида кремния. Образовавшийся осадок кремнефторида натрия отфильтровали и промыли водой. При этом получили 107,5 г кремнефторида натрия (в пересчете на сухой продукт) и 5300 г маточного раствора (вместе с промывными водами) с содержанием фтора 0,28 мас. Степень осаждения фтора из нитратнофосфатного раствора составляет 75,3
Полученный кремнефторид натрия подвергли гидролизу аммиаком в водной среде. При этом получили 576 г раствора фторида аммония с концентрацией по фтору 8,3 мас. а также твердые продукты гидролиза. Последние обработали водой, и после отделения от осадка диоксида кремния получили 1270 г раствора фторида натрия с концентрацией 1,36 мас. по фтору.Example 1. As the initial fluorine-containing solution was taken nitrate-phosphate solution, an intermediate product of the production of complex fertilizers from apatite by the nitric acid method, containing, by weight. calcium 4; phosphorus pentoxide 17; fluorine 1,2. For each experiment take 5000 g of the indicated solution. This solution was treated with a mixture of sodium carbonate (35 g) and sodium fluoride obtained in a preliminary experiment (44 g), to which 11 g of silicon dioxide was added. The precipitate of sodium cremofluoride formed was filtered and washed with water. In this case, 107.5 g of sodium cremofluoride (in terms of dry product) and 5300 g of the mother liquor (together with washings) with a fluorine content of 0.28 wt. The degree of fluorine deposition from nitrate phosphate solution is 75.3
The obtained sodium silicofluoride was subjected to hydrolysis with ammonia in an aqueous medium. Thus received 576 g of a solution of ammonium fluoride with a fluorine concentration of 8.3 wt. as well as solid hydrolysis products. The latter were treated with water, and after separation of the silica from the precipitate, 1270 g of a solution of sodium fluoride with a concentration of 1.36 wt. by fluorine.

Раствор фторида аммония разделили на две части; 288 г раствора (50% от общего количества) обработали хлоридом натрия, взятым в количестве 77 г. Образовавшийся осадок фторида натрия отделили от маточного раствора на центрифуге и отмыли водой от хлоридов. Полученный в количестве 44 г фторид натрия с содержанием хлорид-иона 0,1 мас. использовали в следующих опытах для осаждения кремнефторида натрия из исходного раствора. The ammonium fluoride solution was divided into two parts; 288 g of the solution (50% of the total) was treated with sodium chloride, taken in an amount of 77 g. The precipitate of sodium fluoride formed was separated from the mother liquor in a centrifuge and washed with water from chlorides. Obtained in an amount of 44 g of sodium fluoride with a chloride ion content of 0.1 wt. used in the following experiments to precipitate sodium silicofluoride from the initial solution.

Оставшуюся долю раствора фторида аммония (288 г) и раствор фторида натрия (1270 г), полученный при обработке водой твердых продуктов гидролиза, использовали в качестве реагента для конверсии во фторид кальция с помощью мела. The remaining fraction of a solution of ammonium fluoride (288 g) and a solution of sodium fluoride (1270 g) obtained by treating solid hydrolysis products with water were used as a reagent for conversion to calcium fluoride using chalk.

В результате конверсии получили 85,3 г целевого продукта, содержащего, мас. The conversion received 85.3 g of the target product containing, by weight.

Фторид кальция 95,5
Фторид натрия 2,3
Диоксид кремния 1,2
Карбонат кальция 0,5
Маточный раствор в количестве 1700 г содержит 3,4 мас. карбоната натрия.Calcium Fluoride 95.5
Sodium Fluoride 2.3
Silica 1.2
Calcium Carbonate 0.5
The mother liquor in the amount of 1700 g contains 3.4 wt. sodium carbonate.

Удельный расход соды в опыте составил 0,430 т/т в расчете на 100-ный фторид кальция в целевом продукте. The specific consumption of soda in the experiment amounted to 0.430 t / t, based on 100% calcium fluoride in the target product.

Пример 2. Проводят опыт, аналогичный примеру 1, с тем отличием, что маточный раствор после отделения фторида натрия, объединенный с промывными водами, в количестве 353 г с концентрацией фтора 1,14 мас. дополнительно обработали мелом, взятым в количестве 20 г. Полученный при этом твердый продукт, содержащий непрореагировавший мел и фторид кальция, отделили от жидкости, промыли водой и использовали наряду с мелом в качестве реагента для конверсии фторидов во фторид кальция. Example 2. Carry out an experiment similar to example 1, with the difference that the mother liquor after separation of sodium fluoride, combined with wash water, in the amount of 353 g with a fluorine concentration of 1.14 wt. additionally treated with chalk taken in an amount of 20 g. The resulting solid product containing unreacted chalk and calcium fluoride was separated from the liquid, washed with water and used along with chalk as a reagent for the conversion of fluorides to calcium fluoride.

В результате конверсии получили 93,5 г целевого продукта, содержащего 95,4 мас. фторида кальция. The conversion received 93.5 g of the target product containing 95.4 wt. calcium fluoride.

Удельный расход соды в опыте составил 0,392 т/т в расчете на 100-ный фторид кальция в целевом продукте. The specific consumption of soda in the experiment was 0.392 t / t per 100% calcium fluoride in the target product.

Результаты опыта представлены в таблице (опыт N 2). The results of the experiment are presented in the table (experiment No. 2).

Пример 3. Проводят серию опытов (NN 3-9), аналогичных примеру 2, в которых изменяют долю раствора фторида аммония, отбираемую для обработки хлоридом натрия. Example 3. A series of experiments (NN 3-9), similar to example 2, is carried out, in which the proportion of ammonium fluoride solution selected for treatment with sodium chloride is changed.

Результаты опытов приведены в таблице. The results of the experiments are shown in the table.

Пример 4 (контрольный). Для сравнения проведен опыт по прототипу, т.е. с использованием для осаждения кремнефторида натрия только одного реагента - карбоната натрия. Показатели опыта в таблице (опыт N 10). Example 4 (control). For comparison, the experience of the prototype, i.e. using only one reagent, sodium carbonate, to precipitate sodium silicofluoride. The indicators of experience in the table (experiment N 10).

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет сократить расход реагента карбоната натрия в 1,2-4,3 раза. From the presented data it follows that the proposed method in comparison with the prototype can reduce the consumption of reagent sodium carbonate in 1.2-4.3 times.

Эффективность способа зависит от доли раствора фторида аммония, отбираемого для обработки хлоридом натрия. Заметное сокращение расхода реагента (в 1,2 раза) достигается уже при доле раствора фторида аммония, обрабатываемого хлоридом натрия, равной 15% от общего количества раствора. Верхнее предельное значение указанной доли составляет 70% так как дальнейшее ее увеличение не сопровождается дополнительным положительным эффектом. The effectiveness of the method depends on the proportion of ammonium fluoride solution selected for treatment with sodium chloride. A noticeable reduction in reagent consumption (by 1.2 times) is achieved even with a fraction of a solution of ammonium fluoride treated with sodium chloride equal to 15% of the total amount of solution. The upper limit value of this fraction is 70% since its further increase is not accompanied by an additional positive effect.

При этом предпочтительно маточный раствор после отделения фторида натрия дополнительно обрабатывать мелом, а полученный при этом твердый продукт, содержащий непрореагировавший мел, после отделения от жидкости использовать для конверсии раствора фторида. Это позволяет сократить расход карбоната натрия дополнительно примерно на 10% отн. (примеры 1 и 2). In this case, it is preferable to additionally treat the mother liquor after separation of sodium fluoride with chalk, and use the solid product containing unreacted chalk, obtained after separation from the liquid, for the conversion of the fluoride solution. This reduces the consumption of sodium carbonate by an additional approximately 10% rel. (examples 1 and 2).

Claims

1. A method of producing calcium fluoride, including the precipitation of sodium silicofluoride from a fluorine-containing solution by the action of a sodium salt, hydrolysis of sodium silicofluoride with ammonia in an aqueous medium to obtain a solution of ammonium fluoride and the conversion of the latter to the target product using chalk, characterized in that 15 to 70% of the total amount ammonium fluoride solution is treated with sodium chloride, the precipitate of sodium fluoride formed is separated from the mother liquor and used to precipitate sodium silicofluoride.

2. The method according to p. 1, characterized in that the mother liquor after separation of sodium fluoride is treated with chalk, and the resulting solid product containing unreacted chalk is separated from the liquid and used to convert the solution of ammonium fluoride.