RU2824160C1 - Способ получения фторида алюминия - Google Patents
Способ получения фторида алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2824160C1 RU2824160C1 RU2023131729A RU2023131729A RU2824160C1 RU 2824160 C1 RU2824160 C1 RU 2824160C1 RU 2023131729 A RU2023131729 A RU 2023131729A RU 2023131729 A RU2023131729 A RU 2023131729A RU 2824160 C1 RU2824160 C1 RU 2824160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- aluminum
- aluminum fluoride
- aluminium
- fluoride trihydrate
- Prior art date
Links
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000010205 Cola acuminata Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 244000228088 Cola acuminata Species 0.000 claims abstract description 4
- 235000015438 Cola nitida Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract 3
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- TXBSWQWDLFJQMU-UHFFFAOYSA-N 4-(chloromethyl)-1,2-diethoxybenzene Chemical compound CCOC1=CC=C(CCl)C=C1OCC TXBSWQWDLFJQMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 229940104869 fluorosilicate Drugs 0.000 claims description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- BKLZIAYVINRQEJ-UHFFFAOYSA-K trifluoroalumane;trihydrate Chemical compound O.O.O.F[Al](F)F BKLZIAYVINRQEJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOJJCOHOLNJIHE-UHFFFAOYSA-N aluminum;azane Chemical compound N.[Al+3] FOJJCOHOLNJIHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003295 industrial effluent Substances 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 235000011124 aluminium ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- WMWXXXSCZVGQAR-UHFFFAOYSA-N dialuminum;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] WMWXXXSCZVGQAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- GRLPQNLYRHEGIJ-UHFFFAOYSA-J potassium aluminium sulfate Chemical compound [Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRLPQNLYRHEGIJ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к химической технологии фтористых солей и может быть использовано для получения фторида алюминия. Способ получения фторида алюминия включает обработку 20-22 мас.% кремнефтористоводородной кислоты алюминийсодержащим соединением, отделение кремнегеля фильтрованием, промывку кремнегеля, кристаллизацию тригидрата фторида алюминия из объединенного раствора фильтрата и промывной воды, отделение тригидрата фторида алюминия фильтрованием, сушку и прокалку тригидрата фторида алюминия с получением фторида алюминия. В качестве алюминийсодержащего соединения используют аморфный гидратированный оксид алюминия – продукт кислотной переработки Кольского нефелинового концентрата. Обеспечивается увеличение количества нейтрализуемой кремнефтористоводородной кислоты - отхода производства экстракционной фосфорной кислоты. 4 з.п. ф-лы, 1 пр.
Description
Изобретение относится к химической технологии фтористых солей и может быть использовано для получения фторида алюминия.
Рост производства фосфорных минеральных удобрений приводит к увеличению образования отходов, в частности, кремнефтористоводородной кислоты (КФВК). Наиболее рациональным из применяемых в промышленности способах утилизации КФВК является обработка кислоты гидроксидом алюминия с получением фторида алюминия, что влечет за собой увеличение потребления гидроксида алюминия. В настоящее время в промышленности для данной цели используется гидроксид алюминия (гиббсит), полученный щелочной переработкой бокситов или нефелинового концентрата. Дополнительные объемы производства гидроксида алюминия потребуют увеличения расхода дефицитных бокситов, которые являются основным сырьем для производства глинозема, либо организации новых дорогостоящих производств по спеканию нефелинового концентрата с природным известняком. Альтернативой гидроксиду алюминия может служить аморфный гидратированный оксид алюминия, получаемый из алюмоаммониевых либо алюмокалиевых квасцов по патенту RU 2375306 C01F 7/02 (2006.01), C01G 23/04 (2006.01), C01G 25/02 (2006.01). Квасцы для данного процесса возможно получать из Кольского нефелинового концентрата сернокислотной переработкой [1], либо переработкой усовершенствованным способом Бюхнера по патенту №2574247, 2014 г.
Известны многочисленные способы получения фторида алюминия из кремнефтористоводородной кислоты: А.С. 186995 C01F 7/50, А.С. 394311 C01F 7/50, А.С. 402511 C01F 7/50, А.С. 433766 C01F 7/50, А.С. 579224 C01F 7/50, А.С. 710947 C01F 7/50, А.С. 1013407 C01F 7/50, А.С. 1199742 C01F 7/50, А.С. 1447753 C01F 7/50, А.С. 1523541 C01F 7/50, А.С. 1668302 C01F 7/50, А.С. 1696389 C01F 7/50, А.С. 1708761 C01F 7/50, А.С. 1724578 C01F 7/50, А.С. 1741622 С01В 33/12 C01F 7/50, №2175642 C01F 7/50, заявки на изобретения: RU 96117557 C01F 7/50, RU 99109359 C01F 7/50. По всем описанным способам в качестве алюмосодержащего сырья применятся гидроксид алюминия либо гидраргиллитовый боксит.
Известен «Способ получения трехфтористого алюминия» по А.С. 401043 C01F 7/50, 1973 г. по которому, с целью интенсификации процесса и получения кристаллического осадка кремниевой кислоты в хорошо фильтрующейся форме, раствор кремнефтористоводородной кислоты предварительно нагревают до 45-75°С, гидрат окиси алюминия вводят в раствор кислоты в течение не более 1 мин, процесс растворения ведут в течение 5-15 мин. в интервале температур от 97°С до температуры кипения реакционной смеси, с последующим отделением фильтрацией образующегося осадка кремниевой кислоты и выделением из полученного трехфтористого алюминия кристаллизацией.
Недостатком данного способа является использование в качестве сырья товарного гидроксида алюминия, получение которого является дорогим и сложным процессом.
Данный способ по А.С. 401043 взят за прототип, как наиболее близкий по условиям проведения процесса нейтрализации кремнефтористоводородной кислоты.
Целью предлагаемого изобретения является увеличение количества нейтрализуемой кремнефтористоводородной кислоты - отхода производства экстракционной фосфорной кислоты.
Техническим результатом данного изобретения является замещение гидроксида алюминия при получении фторида алюминия на аморфный гидратированный оксид алюминия - продукт кислотной переработки нефелинового концентрата.
Технический результат достигается тем, что в способе получения фторида алюминия кремнефтористоводордная кислота с концентрацией 20-22% масс. нагревается до температуры 73-75°С, аморфный гидратированный оксид алюминия смешивается с водой, полученная суспензия аморфного гидратированного оксида алюминия нагревается до температуры 45-50°С, первая подача суспензии аморфного гидратированного оксида алюминия в количестве 80-90% от всей массы суспензии производится в течение 5-10 минут при перемешивании, далее в течение 5-7 минут производится перемешивание реакционной массы, вторая подача оставшейся суспензии подается порциями в течение 30-40 секунд с интервалом в 1 минуту, нейтрализация проводится до остаточного содержания КФВК 5 г/дм3, температура в реакторе поддерживается в пределах 95-98°С, по окончании нейтрализации реакционная масса фильтруется на вакуум-фильтре с целью отделения кремнегеля, осадок кремнегеля промывается горячей водой, фильтрат и промывная вода объединяются и направляются на кристаллизацию тригидрата фторида алюминия, кристаллизация проводится в течение 5-6 часов при температуре 95°С и интенсивном перемешивании для исключения оседания кристаллов на дно кристаллизатора, полученные кристаллы тригидрата фторида алюминия отделяют на вакуум-фильтре, сушат при температуре 150°С в течение 1-1,5 часов для удаления гигроскопической влаги и далее прокаливаются при температуре 500-550°С в течение 1,5 часов с получением фторида алюминия.
Пример 1.
Берут 484 г кремнефтористоводородной кислоты состава % масс: H2SiF6 - 22,0; Н2О - 77,6; AlF3 - 0,4 и нагревают до температуры 73-75°С, берут 122,2 г сухого аморфного гидратированного оксида алюминия состава % масс: Al2O3 - 59,951; Fe2O3 - 0,079; Na2SO4 - 0,052; K2SO4 - 0,095; SiO2 - 0,006, полученного кислотной переработкой Кольского нефелинового концентрата из перекристаллизованных алюмоаммониевых квасцов и смешивают со 103,5 г очищенного промышленного стока, полученную суспензию нагревают до температуры 45-50°С, первую порцию суспензии аморфного гидратированного оксида алюминия массой 172,5 г вносят в КФВК в течение 6 минут при перемешивании, реакционную смесь перемешивают в течение 6 мин, оставшуюся суспензию массой 43,1 г подают порциями в течение 30 сек с интервалом 1 мин до достижения остаточного содержания КФВК в реакционной смеси 5 г/дм3, температуру в реакторе поддерживают 95-97°С, по окончании нейтрализации 699,6 г реакционной смеси фильтруют, осадок кремнегеля промывают очищенным промышленным стоком массой 103,5 г, отделяют осадок кремнегеля массой 163,45 г с влажностью 65,1% масс, фильтрат и промывные воды объединяют и получают 639,8 г пересыщенного раствора фторида алюминия, кристаллизацию AlF3×3Н2О проводят при температуре 95°С и интенсивном перемешивании в течение 6 ч, по окончании кристаллизации суспензию тригидрата фторида алюминия фильтруют с отделением 165,1 г AlF3X3H2O, полученный осадок сушат от гигроскопической влаги при температуре 150°С в течение 1,5 ч, далее AlF3×3H2O прокаливают при температуре 525°С в течение 1,5 ч для удаления кристаллической влаги с получением AlF3 массой 104,5 г химического состава % масс.: AlF3 - 90,5; Al2O3 - 5,5; SiO2 - 0,05; Fe2O3 - 0,007; P2O5 - 0,024. Рентгенофазовый анализ полученного AlF3 показывает наличие единственной фазы α-AlF3.
Список использованной литературы/источников:
1) Матвеев В.А. Сернокислотные способы комплексной переработки нефелинового сырья / В.А. Матвеев, Д.В. Майоров, Ю.О. Беляев, В.И. Захаров. Апатиты: КНЦ РАН, 2017 С. - 155 с.
Claims (5)
1. Способ получения фторида алюминия, включающий обработку кремнефтористоводородной кислоты с концентрацией 20-22 мас.% алюмосодержащим соединением, отделение кремнегеля фильтрованием на вакуум-фильтре, промывку кремнегеля водой, кристаллизацию тригидрата фторида алюминия из объединенного раствора фильтрата и промывной воды, отделение тригидрата фторида алюминия фильтрованием на вакуум-фильтре, сушку и прокалку тригидрата фторида алюминия с получением фторида алюминия, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащего сырья используют аморфный гидратированный оксид алюминия - продукт кислотной переработки Кольского нефелинового концентрата.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нейтрализацию кремнефтористоводородной кислоты проводят водной суспензией аморфного гидратированного оксида алюминия.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая подача суспензии аморфного гидратированного оксида алюминия в количестве 80-90 мас.% от общего количества производится в течение 5-10 мин при перемешивании, далее реакционную смесь перемешивают в течение 5-7 мин, оставшуюся часть суспензии подают порциями в течение 30-40 сек с интервалом 1 мин до достижения остаточной концентрации кремнефтористоводородной кислоты 5 г/дм3.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделенный после кристаллизации тригидрат фторида алюминия подвергается сушке для удаления гигроскопической влаги при температуре 150°С в течение 1-1,5 ч.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сухой тригидрат фторида алюминия подвергается прокалке при температуре 500-550°С в течение 1,5 часов с получением фторида алюминия.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2824160C1 true RU2824160C1 (ru) | 2024-08-06 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU394311A1 (ru) * | 1971-03-09 | 1973-08-22 | Г. Н. Богачов, А. М. Загудаев , Б. С. Кавнатска | ВПТБ IФОНД OiiSsiEPTflL |
| SU401043A3 (ru) * | 1965-12-17 | 1973-10-01 | ||
| SU1523541A1 (ru) * | 1987-12-02 | 1989-11-23 | Предприятие П/Я В-2023 | Способ получени фторида алюмини |
| WO2009113089A2 (en) * | 2008-01-14 | 2009-09-17 | Aditya Birla Science & Technology Co. Limited | A process for manufacturing of aluminium fluoride |
| CN104058438A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-24 | 安徽锦洋氟化学有限公司 | 一种氟化铝的制备方法 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU401043A3 (ru) * | 1965-12-17 | 1973-10-01 | ||
| SU394311A1 (ru) * | 1971-03-09 | 1973-08-22 | Г. Н. Богачов, А. М. Загудаев , Б. С. Кавнатска | ВПТБ IФОНД OiiSsiEPTflL |
| SU1523541A1 (ru) * | 1987-12-02 | 1989-11-23 | Предприятие П/Я В-2023 | Способ получени фторида алюмини |
| WO2009113089A2 (en) * | 2008-01-14 | 2009-09-17 | Aditya Birla Science & Technology Co. Limited | A process for manufacturing of aluminium fluoride |
| CN104058438A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-24 | 安徽锦洋氟化学有限公司 | 一种氟化铝的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7090809B2 (en) | Production of aluminum compounds and silica from ores | |
| SU450780A1 (ru) | Способ получени основных хлоридов алюмини | |
| US3764655A (en) | Process for purifying phosphoric acids by neutralization with an alkali metal hydroxide and/or carbonate | |
| CN104843712B (zh) | 一种工业氟硅酸的提纯并联产白炭黑的方法 | |
| JPH0255365B2 (ru) | ||
| CN111943243A (zh) | 一种利用氟硅酸生产氟化铝的方法 | |
| US3887693A (en) | Continuous process for obtaining aluminium fluoride by reacting fluosilicic acid with an aluminous material | |
| CN102040236B (zh) | 一种超纯氧化铝的制备方法 | |
| RU2824160C1 (ru) | Способ получения фторида алюминия | |
| RU2720313C2 (ru) | Способ получения фторида кальция из фторкремниевой кислоты | |
| US3642437A (en) | Production of alumina and portland cement from clay and limestone | |
| GB2038301A (en) | Process for the production of zeolite A | |
| US3506394A (en) | Method for producing sodium silicofluoride from wet process phosphoric acid | |
| CN1234596C (zh) | 以氟硅酸钠为原料制取氟化合物和二氧化硅的生产方法 | |
| US3563699A (en) | Process for the preparation of very pure cryolite from sodium fluosilicate and ammonia | |
| US3056650A (en) | Preparation of fluorine compounds | |
| US3525584A (en) | Process for the production of aluminum fluoride | |
| EP0490011B1 (en) | A process to obtain zeolite 4A starting from bauxite | |
| RU2787819C1 (ru) | Способ получения синтетического цеолита | |
| SU1761671A1 (ru) | Способ получени сульфата кали и глинозема из сыннырита | |
| RU2372280C1 (ru) | Способ получения фосфорной кислоты | |
| SU1724578A1 (ru) | Способ получени фторида алюмини | |
| SU710947A1 (ru) | Способ получени фтористого алюмини | |
| EA046776B1 (ru) | Способ комплексной переработки глинозёмсодержащих руд сульфатизацией | |
| US3676062A (en) | Manufacturing method for pure synthetic cryolite |