Способ получения фтористого кальция

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) (11) 22 51) С 0 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ скоекл,(21) 3558 (22) 02,0 (46) 28.0 (72) М. И, Л.П,Белов харов и В (53) 661. (56) 1.АР 802185,2.АвтоР 101115,912/233.83 2.85.Ляпуноа, Г.НС.Шай 842.36вторск юл.Р 8В.В.Туманов, Алексеева, А.С.Зауров(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИСТОГО КАЛЬЦИЯ, включающий обработку кремнефтористоводородной кислоты раствором аммиака, отделение двуоки си кремния и последующее взаимодейс вие фтористого аммония с карбонатом кальция при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной поверхности и сокращения стадий процесса, реагенты подают в распыленном виде и процесс ведут при 300-500 С.оИзобретение относится к получению фтористого кальция, используемого в производстве фтористого водорода.Известен способ получения фторис- того кальция взаимодействием раствора фтористого аммония, полученного обработкой растворов после абсорбции фторсодержащих газов аммиаком, с карбонатом кальция при 80-95 С в течение 60 мин. Для ускорения фильт рации карбонат кальция берут в твердом виде с размером частиц 30-2000 мк, Полученный осадок фтористого кальция отделяют от маточного раствора фильтрованием или центрифугированием, промывают и сушат, Скорость фильтрации составляет до 8360 кг/м 1 в час, степень нзаимодейстния карбо ната кальция 75-96, выход фтористого кальция 97-98 от теоретически 20 возможного Я . Недостатками данного способа являются невысокая степень использования карбоната кальция, усложнениепроцесса за счет введения трудоемких операций по подготовке сырьяопределенного гранулометрическогосостава: помола, рассеивания на ситах,отбора требуемой фракции, а такжемногостадийность процесса,30 Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения фтористого кальция из фторсодеркащих газон суперфосфатных заводов или кремнефтористоводороднойкислоты, которые обрабатывают раствором аммиака или едкой или карбонатной щелочью, чатем полученный 40фтористый аммоний после отделениякремнекислоты, обрабатывают известью,известковым молоком или карбонатомкальция при 80-95 С, Для улучшенияфильтруемости фтористого кальция кпульпе добавляют 0,15-0,25 весалеиновой кислоты. Процесс взаимодействия раствора фтористого аммония и карбоната кальция завершаетсяза 15-30 мин. Полученный СаГ. отделяют от маточного раствора фильтрованием или центрифугированием, скорость фильтрации 340 кг/м в час,осадок промывают и сушат. Выход продукта 97-98 от теоретически возможного 2).551Недостатками известного способаявляются многостадийность процесса,нключаюшего стадии фильтрации, промывки, сушки продукта, использованиеолеиновой кислоты, невысокая; скорость фильтрации и низкая удельнаяповерхность (8-10 м/г),2Цель изобретения - повышениеудельной поверхности,фтористогокальция и сокращение стадий процесса. 65 Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияфтористого кальция, включающему обработку кремнефтористоводороднойкислоты раствором аммиака, отделениедвуокиси кремния и последующее взаимодействие фтористого аммочия скарбонатом кальция при повышеннойтемпературе, реагенты подают в распыленном виде и процесс ведут при300-500 С.В таблице приведены результатыпо качестну продукта в зависимостиот температуры синтеза.Как следует из таблицы, снижениетемпературы взаимодейстния ниже300 С не позволяет получить качестовенный продукт: порошок фторида кальция получается увлажненным, содержитзначительное количество фторидов аммония. Соответственно снижено содержание основного вещества. Удельнаяповерхность продукта снижается до8-10 м/г..,Повышение верхнего предела взаимодействия ныше 500 С нецелесообразно, так как не приводит к улучшениюкачества продукта и его свойств, алишь к дополнительным энергозатратам. Кроме того, наблюдается незначительное снижение массовой доли основного вещества (фторида кальция)в продукте, что связано с протеканием процесса пирогидролиза фторида кальция.П р и м е р 1, Из расходной емкости через напорный мерник постоянного уровня кремнефтористоводородную кислоту с концентрацией 20Н 81 Г подают н смеситель. Сюда жеподают раствор, содеркащий 20(ИН 4) СО,). Расход кислоты устанавливают 40 кг/ч, а расход аммиаксодержащего раствора задают с избытком7,0 от стехиометрии, т.е. 85,6 кг/ч.В смесителе происходит осаждение 810, Из смесителя реакционная масса непрерывным потоком поступает в реактор с мешалкой. Реактор снабжен рубашкой для охлаждения массы до 25- 30 С, По мере накопления массы в реакторе пульпа кремнегеля через боковой штуцер переливается в буферную емкость, также снабженную мешалкой. Из буферной емкости пульпу кремнегеля центробежным насосом подают на фильтр-пресс для отделения Я 10 г .Маточный раствор, содержащий 11,4 фтористого аммония, собирают в емкость, откуда через напорный бак подают в смеситель. Сюда ке доэатором из расходного бункера подают мец, содержащий 93,5 СаСО. Расход раствора ИН 4 Г 100 кг/ч, мела 12,4 кг/чДля образования однородной суспенэии но всем объеме смесителя) Массовая доля фторида кальция79,3 88,8 96,0 96,8 97,4 . 97,7 97,7 96,7 2,5 2,0 1,0 0,8 0,5 0,5 0,6 1,5 углекислого кальция 1,4 2,0 2,1 1,8 1,5 1,0 1,1Ф 1,5 двуокиси кремния 4,8 0,81 0,30 0; 30 0,30 0,28 0,29 10,1 воды Отсут- От- От- Отствует сут-сут- сутству ст- ствует ву- етет 3,0 0,22 0,1 6,7 фторида аммония Удельная поверхность порошка фторида кальция, м/г 8 10 40 40 60 55 58 40 ВНИИПИ Заказ 645/22 Тираж 462 Подписное филиал ППП Патент , г.ужгород, ул.Проектная, 4 массу интенсивно перемешивают. Из смесителя суспензию подают в печной агрегат, где поддерживают 500 С эа счет сжигания пропан-бутановой смеси. Процесс осуществляют непрерывно в течение трех часов. Время пребывания реакционной массы в печи 10 мин.Из 300 кг 11,4-ного раствора Фтористого аммония и 37,2 кг мела получают 27,8 кг твердого продукта следующего состава, мас Ъ: СаР 97,7; 10 Я 101 1,5; СаСО 0,5; НО 0,3. Анализ твердого продукта проводят химическим методом по ГОСТ 7619.2-.70. Газообразные продукты реакции, содержащие Я 1 Р 4,НО, БН 1,СО,пропускают 15 через абсорбер, орошаемый водой. Получаемый 20-ный раствор (ИН 4) СО, содержащий примеси БН 4 Г и Я 10, найравляют на стадию гидролиза Н Я 1 Г . Выход СаГ 99,0 от теоретически воэ п можного.П р и м е р 2. Раствор фтористого аммония с концентрацией 11,4 ИН 4 Р получают, как описано в примере 1, 25В печной агрегат подают 11,2 кг/ч мела с содержанием СаСО 93,5 и 90 кг/ч раствора фтористого аммония. Печь работает в непрерывном режиме, температура в печи 3000 С за счет . сжигания пропан-бутановой смеси. Время пребывания реакционной массы в печи 10 мин, процесс осуществляют непрерывно в течение трех часов. Газообразные продукты реакции улавливают водой в абсорбере. 35Из 270 кг раствора фтористого аммония и 33,6 кг мела получают 25,2 кг фтористого. кальция, содержащего, : основное вещество 96,8, Я 10 2,1, СаСО 1 0,8 и НО 0,3.Выход СаГ 98,7 от теоретически возможного.П р и м е р 3. Раствор фтористого аммония получают, как описано в примере 1.В печной агрегат подают 95 кг/ч раствор Фтористого аммония с концентрацией 11,4 Ъ ИН 4 Р и 11,8 кг/ч мела с содержанием 93,5 СаСО.Печь работает в непрерывном режиме, температура в печи 400 цС за счет сжигания пропан-бутановой смеси. Время пребывания реакционной массы в печи 10 мин. Процесс осуществляют непрерывно в течение четырех часов. Газообразные продукты реакции, содержащие ЯЫ, ИН, СО, Н О, улавливают водой и раствор направляют на стадию гидролизаЯТРИэ 380 кг раствора Фтористого аммония и 47,2 кг мела получают 35,4 кг твердого продукта следующего состава, мас.: СаГ 97,4; СаСО, 0,5; ЯРО 1,8; НО 0,3.Выход СаР 99,0 от теоретически возможного.Преимуществами предложенного способа по сравнению с прототипом является упрощение процесса за счет исключения стадии Фильтрации труднофильтруемого осадка фторида кальция, его промывки и сушки, а также получение продукта с удельной поверхностью 40-60 м/г, что позволяет интенсифицировать процесс получения фтористого водорода при обработке фтористого кальция серной кислотой.