RU2296710C1 - Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия - Google Patents
Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2296710C1 RU2296710C1 RU2005140455/15A RU2005140455A RU2296710C1 RU 2296710 C1 RU2296710 C1 RU 2296710C1 RU 2005140455/15 A RU2005140455/15 A RU 2005140455/15A RU 2005140455 A RU2005140455 A RU 2005140455A RU 2296710 C1 RU2296710 C1 RU 2296710C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- potassium
- filtrate
- cake
- fluoride
- potassium hydroxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу очистки отработанного кислого расплава фторида калия от железа. Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия от примеси железа заключается в нейтрализации его водным раствором гидроксида калия, фильтрации полученной пульпы с направлением фильтрата на приготовление бифторида калия, а полученного кека на обработку гидроксидом калия, при этом кек смешивают с сухим гидроксидом калия, полученную смесь обрабатывают водой при температуре 80-90°С и фильтруют, фильтрат направляют на приготовление бифторида калия, а осадок - на захоронение. Технический результат состоит в повышении степени извлечения фтор-иона, снижении содержания железа в фильтрате и расхода реагентов. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области химической технологии, а конкретно к технологии очистки от примеси железа кислых расплавов фторида калия, используемых в качестве электролита фторных электролизеров.
Единственным способом получения элементного фтора является электролиз расплавов кислых фторидов калия KF·nHF, который используется как в лаборатории, так и в промышленности. При этом металлические детали электролизера (корпус, газоразделительные колокола, катоды, трубы охлаждения, корпуса датчиков приборного контроля и т.д.) подвергаются электрохимической и химической коррозии. Содержание железа в свежеприготовленном электролите не более 0,05 мас.%. Скорость поступления примеси железа в электролит зависит от параметров электролиза (плотность тока, температура и кислотность электролита). С повышением содержания железа в электролите ухудшаются показатели процесса электролиза: снижается выход фтора по току, снижается содержание фтора в анодном газе, резко возрастает унос пылеобразного электролита с катодным и анодным газами, что приводит к забивкам газовых коммуникаций. Электролит требуется периодически заменять на свежий, а отработанный подвергать регенерации, которая обязательно включает в себя операцию очистки от примеси железа.
Известны способы очистки трифторида калия от примеси железа путем добавления к загрязненному трифториду калия фторида или хлорида натрия, образующих с железом и фторидом калия нерастворимые комплексные соединения, выпадающие в осадок (А.с. СССР №202086, 1967 г.; А.с. СССР №981220, 1981 г.). Аналогичный способ очистки расплава KF·nHF от примеси железа изложен в заявке №61-127603 от 14.06.86 (Япония), где в расплав вводят соль натрия, при этом образующийся комплексный фторид K2NaFeF6 выпадает в осадок и удаляется. Известен также способ выделения железа в виде соединения K3FeF6 в осадок из расплава кислых фторидов калия путем понижения содержания HF в расплаве ниже 38% (Япония, заявка №61-177669, 1986 г.). Эти способы обеспечивают остаточное содержание железа в электролите не выше 0,05%, но использование их в производстве проблематично из-за трудностей фильтрации расплава и значительных потерь фтор-иона с выделяющимся осадком.
В промышленном производстве фтора для очистки от соединений железа кислый расплав фторида калия при содержании железа выше 0,5% сливают из электролизера и направляют на переработку (регенерацию). Процесс регенерации основан на известном способе получения бифторида калия путем взаимодействия гидроксида (или карбоната) калия с фтористым водородом (см. Н.П.Галкин, А.Б.Крутиков. Технология фтора. - М.: Атомиздат, 1968 г.) - прототип. По данному способу кислый расплав фторида калия нейтрализуют водным раствором гидроксида калия, затем фильтруют, полученный фильтрат насыщают фтористым водородом до выпадения кристаллов бифторида калия, которые отделяют, сушат и направляют на приготовление кислого расплава фторида калия с необходимым для электролиза содержанием фтористого водорода. Отфильтрованный осадок (кек) с нутч-фильтра, состоящий в основном из соединения K3FeF6, подгружают в этот же реактор с мешалкой и обрабатывают 26%-ным водным раствором КОН при температуре 70-80°С. К недостаткам данной технологии относятся: образование при обработке кека трудно фильтруемого студнеобразного осадка, что ведет к снижению производительности, низкая степень извлечения фтор-иона из кека. В фильтрат поступает при этом значительное количество железа, и для обеспечения содержания железа в регенерированном электролите на уровне 0,05 мас.% приходится затрачивать дополнительное количество гидроокиси калия и безводного HF.
Технической задачей изобретения является увеличение степени извлечения из кеков фтор-иона, повышение производительности, снижение расхода реагентов.
Поставленная задача решается тем, что при переработке отработанного электролита фторного электролизера путем нейтрализации кислого расплава фторида калия водным раствором гидроксида калия с последующей фильтрацией полученной смеси и насыщением фильтрата безводным фтористым водородом до выпадения в осадок бифторида калия, далее используемого для приготовления электролита, осадок от фильтрации (кек) смешивают с сухим гидроксидом калия в массовом соотношении осадок : гидроксид калия 1:(1,8-2,2) и полученную смесь либо обрабатывают водой при температуре 80-90°С, либо подвергают термической обработке при температуре 150-200°С с дальнейшей обработкой полученного расплава водой с последующей фильтрацией, возвратом фильтрата в схему приготовления бифторида калия и направлением отфильтрованного осадка на захоронение.
Обоснование предложенного способа следующее.
1. При регенерации электролита имеют место реакции:
При нейтрализации расплава электролита водным раствором КОН (реакция 1) получается раствор KF и осадок K3FeF6. Далее раствор фильтруют от осадка и фильтрат насыщают HF (реакция 2). Ввиду того что растворимость бифторида калия значительно ниже растворимости KF, кристаллы его выпадают в осадок. После фильтрации кристаллы KF·HF сушат и направляют на приготовление электролита, а фильтрат используют в качестве оборотного раствора.
2. Выделенный осадок (кек), содержащий в основном соединение K3FeF6, в базовом варианте способа обрабатывают горячим раствором КОН, при этом имеет место реакция (3)
Получается смесь водного раствора KF с студнеобразным, трудно фильтруемым соединением Fe(ОН)3. Таким путем удается извлечь из осадка K3FeF6 не более 70% фтор-иона, в фильтрат попадает значительное количество железа.
3. По новой технологии кек смешивают с сухим КОН, полученную смесь обрабатывают горячей водой. При этом идет реакция (4):
Образующийся осадок (Fe2O3) хорошо фильтруется и может быть выделен даже декантацией. Извлечение фтор-иона из железистого осадка 80-90%, а извлечение железа в фильтрат - 2,5-3%.
Реакция (4) осуществляется также при обработке водой предварительно полученного при температуре 150-200°С расплава смеси осадка (K3FeF6) с сухим КОН. При температуре ниже 150°С расплава не получается. Температура выше 200°С невыгодна по экономическим соображениям. При последующей обработке плава водой образуется водный раствор KF, из которого легко удаляется осадок Fe2O3.
4. Нами установлено оптимальное массовое соотношение смеси кек (K3FeF6) : сухой КОН = 1:(1,8-2,2). При меньшем соотношении степень извлечения фтор-иона в раствор снижается, при большем соотношении имеет место повышенный расход гидроксида калия.
Исходя из вышеизложенного способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия осуществляют следующим образом. Расплав электролита фторного электролизера с повышенным содержанием железа заливают в реактор с мешалкой, в который затем добавляют 26%-ный раствор КОН и обрабатывают при перемешивании при температуре 70-80°С до получения смеси с pH 7. Полученную пульпу фильтруют. Фильтрат (водный раствор KF) насыщают безводным фтористым водородом до выпадения в осадок кристаллов бифторида калия, далее используемого для приготовления электролита. Осадок от фильтрации (кек) смешивают с сухим гидроксидом калия в массовом соотношении осадок : гидроксид 1:(1,8-2,2) и полученную смесь либо обрабатывают водой при температуре 80-90°С, либо подвергают термической обработке при температуре 150-200°С с дальнейшей обработкой плава водой, фильтрацией на нутч-фильтре, возвратом фильтрата в схему приготовления бифторида калия и направлением осадка в отвал. Способ обеспечивает извлечение фтор-иона из кека 80-90% с образованием легко отстаивающегося и легко фильтруемого осадка. Содержание железа в полученном бифториде калия не превышает 0,05 мас.%. При этом улучшаются условия труда для обслуживающего персонала, отпадает надобность в использовании фильтр-пресса.
Ниже представлены примеры осуществления способа очистки отработанного кислого расплава фторида калия от железа в лабораторных условиях. В экспериментах использовался кек, выделенный в осадок на фильтре из раствора, полученного при нейтрализации 26%-ным раствором гидроксида калия отработанного электролита фторных электролизеров. По результатам химического анализа в кеке содержится: железа - 11,38%, фтор-иона - 30,1 мас.%.
Пример 1. Обработка кека водным раствором КОН при температуре 70-80°С - базовый вариант.
Переработано кека - 100 г
Получено фильтрата - 0,8 л
Получено осадка - 29,6 г
Степень извлечения F- в фильтрат - 69,6%
Степень извлечения Fe в фильтрат - 52%.
Пример 2. Обработка смеси кека (100 г) и сухого КОН (200 г) в воде при температуре 80-90°С.
Переработано кека - 100 г
Получено фильтрата - 0,75 л
Получено осадка - 40 г
Степень извлечения F- в фильтрат - 85%
Степень извлечения Fe в фильтрат - 3,2%.
Пример 3. С плавление кека (100 г) с сухим КОН (200 г) при температуре 150-200°С, с последующей обработкой плава водой при температуре 80-90°С.
Переработано кека - 100 г
Получено фильтрата - 0,71 л
Получено осадка - 42,5 г
Степень извлечения F- в фильтрат - 90%
Степень извлечения Fe в фильтрат - 2,5%.
Насыщением безводным фтористым водородом фильтрата, полученного в примерах 2 и 3, получен бифторид калия с содержанием Fe 0,04%.
Из примера 1 видно, что полученный по базовому варианту фильтрат (это раствор фторида калия) содержит большое количество Fe и может использоваться для приготовления бифторида калия лишь при значительном разбавлении фильтрата свежеприготовленным (из КОН и HF) раствором KF.
Из примеров 2 и 3 видно, что предложенный способ позволяет на порядок снизить содержание железа в фильтрате, повысить степень извлечения фтор-иона из кека на 15-20%.
Claims (3)
1. Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия от примеси железа путем нейтрализации его водным раствором гидроксида калия, фильтрации полученной пульпы с направлением фильтрата на приготовление бифторида калия, а полученного кека на обработку гидроксидом калия, отличающийся тем, что кек смешивают с сухим гидроксидом калия, полученную смесь обрабатывают водой при температуре 80-90°С и фильтруют, фильтрат направляют на приготовление бифторида калия, а осадок - на захоронение.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь кека с сухим гидроксидом калия готовят при массовом соотношении кек: сухой гидроксид калия 1:(1,8-2,2).
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что перед обработкой водой смесь кека с сухим гидроксидом калия подвергают термообработке при температуре 150-200°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140455/15A RU2296710C1 (ru) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140455/15A RU2296710C1 (ru) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2296710C1 true RU2296710C1 (ru) | 2007-04-10 |
Family
ID=38000288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005140455/15A RU2296710C1 (ru) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2296710C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616715C1 (ru) * | 2016-04-20 | 2017-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Химический завод фторсолей" | Способ переработки отработанного бифторида калия |
RU2617398C1 (ru) * | 2016-02-12 | 2017-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Химический завод фторсолей" | Способ переработки отработанного бифторида калия |
CN111410213A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-14 | 浙江博瑞中硝科技有限公司 | 一种氟气生产过程废电解质回收制备氟氢化钾的方法 |
-
2005
- 2005-12-23 RU RU2005140455/15A patent/RU2296710C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Галкин Н.П., Крутиков А.В., Технология фтора, М., Атомиздат, 1968, с.65, 100-106. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617398C1 (ru) * | 2016-02-12 | 2017-04-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Химический завод фторсолей" | Способ переработки отработанного бифторида калия |
RU2616715C1 (ru) * | 2016-04-20 | 2017-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Химический завод фторсолей" | Способ переработки отработанного бифторида калия |
CN111410213A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-14 | 浙江博瑞中硝科技有限公司 | 一种氟气生产过程废电解质回收制备氟氢化钾的方法 |
CN111410213B (zh) * | 2020-04-02 | 2022-05-10 | 浙江博瑞中硝科技有限公司 | 一种氟气生产过程废电解质回收制备氟氢化钾的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2713360C2 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов | |
CN104641018B (zh) | 用于从金属盐溶液中产生或回收盐酸的方法和设备 | |
CN109487082A (zh) | 一种从锌电解液中脱除氟氯的方法 | |
WO2020162796A2 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты | |
RU2296710C1 (ru) | Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия | |
JP5512482B2 (ja) | 亜鉛めっき廃液からの亜鉛の分離回収方法 | |
CN106006572A (zh) | 一种从碲阳极泥回收回用碲的方法 | |
US4124459A (en) | Process for removing mercury from brine sludges | |
CN102628105B (zh) | 一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的方法 | |
RU2196735C1 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих карбонат лития | |
JP5200588B2 (ja) | 高純度銀の製造方法 | |
JPH11286797A (ja) | 銅電解液の浄液方法 | |
RU2020192C1 (ru) | Способ рафинирования золота | |
JP2005298870A (ja) | 電解採取による金属インジウムの回収方法 | |
JP6122899B2 (ja) | 塩化リチウムから炭酸リチウムを製造する方法 | |
RU2305066C2 (ru) | Способ получения йодата и йодида калия | |
RU2203983C2 (ru) | Способ электрохимического получения мышьяковистого водорода | |
CN114455561A (zh) | 一种热镀锌酸洗废水综合利用工艺以及制备电池级磷酸铁的方法 | |
RU2617398C1 (ru) | Способ переработки отработанного бифторида калия | |
RU2591211C1 (ru) | Способ получения винной кислоты из виннокислой извести | |
RU2780562C1 (ru) | Способ получения иодата калия из иодида калия | |
JP2007070149A (ja) | 粗酸化亜鉛粉末から塩素を除去する方法 | |
JP4118495B2 (ja) | 泥漿の再利用方法 | |
JP7275608B2 (ja) | フッ素を含有する溶液からのフッ素濃縮物の回収方法 | |
RU2487082C1 (ru) | Способ получения фторида кальция |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HK4A | Changes in a published invention |