Способ получения фторидов металлови аммония из отходящих фтористыхгазов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоз СоветскихСоциалистичесихРеспубли и 814864 6 ) Дополнительное к авт. свид-ву22)Заявлено 15.12,78(2) 2697366/23. Кд.01 О 3/0201 С 1/1601 Г 7/50 с присоединением заявки Ле есрврствееий юапетСССР а делам лзаератенлх в етлрмтвйП риоритет убликовано 23,03,81, Бктллетень уД( 661.83 ,361 (088,8) ата опубликования описания 25,03.81(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДОВ МЕТАЛЛ И АММОНИЯ ИЗ ОТХОДЯЩИХ ФТОРИСТЫХ ГАЗО ого способа явл ет близким процесса,Наиболее технической зультагу явл дов щелочных ходящих фтор изобретению по остигаемому ретолучения фтор ущн ости ется спос .металло исты газ от- дерпев и аммония изов с высоким со(3-10 г/см влючающий их промыванием 81 Р и Н ре счете 1Изобретение относится.- к получениюфтористых соединений их отходящих газовпроизводств фосфорной кислоты, фосфорных удобрений и солей и может найтиприменение в производстве фторидов мегаллов и аммония из отходящих газов снизким содержанием фтора,Известен способ получения фторидовметаллов из отходящих фтористых газовпутем их сорбции анионитом с большойвлажностью (более 26%). В етом случаеабсорбируется лишь эквимолекулярнаясмесь соединений Фтора (2 НГ+Ь Гт), об- гразующих анионы 5 Гь . Если в газахприсутствует избыток Н Г , го он из-за1присутствия анионов НРО и 50, несорбируется. При избытке 5 т Г 4 в абсорбере образуется осадок бО вследствие гидролиза 5 Г, который не можетбыть выведен из абсорбера при регенерации, забивает слой анионита и приводит квыходу из строя абсорбера,Отработанньй анионит регенерируютраствором щелочи, полученный раствор кремнефторида металла разлагают щелочью на фторид металла и 5 0, отделяютБ(С от раствора фторида металла и полученный раствор подвергают упарке и сушке.Для регенерации анионита нужно выгружать анионит из абсорбера и регенериро 1 вать в другом аппарате или вести регенерацию в самом абсорбере, В последнем случае для обеспечения непрерывной очистки газов требуется установить два параллельно включенных абсорбера, из которых один работает на абсорбцию газов, другой - на регенерацию, что также громоздко (1;Недостат стн яч ся сложно турное оформление4раствора и сушкой продукта, согласно которому после промывки газов растворпропускают через анионит со скоростью1,5-7,0 м/ч, сорбируют кремнийфторсодержащее соединение и обработкуего ведут при 20-45 С, а растворопосле сорбции подают на стадию промывки газов,Кроме того, обработку кремнийфторсодержащего соединения на анионите ведутраствором с компенсацией 4,5-13% приобьемном соотношении раствора и анионита 1,2-3,0:1 при одновременной подаче воздуха с линейной скоростью 0,30,9 м/с.Способ осуществляется следующим образом.ргРаствор э-ионов пропускают через анионит со скоростью 1,5-7,0 м/ч.При этом примеси НгРО, и 504 уходят с пропущенным раствором, а 5 Гаионы избирательно переходят из раствора в фазу анионита, При скорости подачираствора через анионит меньше 1,5 м/чи больше 7 м/ч увеличивается количествопримесей в продукте, Разложение 5 Г 6 -ионов осуществляют при 20-45 С, чтообеспечивает высокую скорость разложения и образование хорошо фильтрующегосяосадка 5 02о,При температуре ниже 20 С уменьшается скорость разложения, 5 Г -ионов, увеличивается продолжительностьпроцесса и снижается его производитель- .ность. При температуре выше 45 С ухудОшается фильтруемость осадка 5 Оон хуже отделяется от анионита, что приводит к увеличению примесей в продукте,Оптимальными концентрациями раствора щелочи являются 4,5-.13%, когда достигается 98-99%-ная степень разложетния.Б Р -ионов. При концентрации.выше 13% ухудшается фильтруемость осадка и повышаются потери раствора щелочи.Снижение же концентрации раствора щелочи ниже 4,5% приводит к увеличению объема и уменьшению концентрации растворафторида, что повышает энергетическиезатраты на его упарку.Оптимальными. объемными соотношениями раствора щелочи и анионита являются1,2-3,0:1, когда достигается 98-99%-ная2степень .разложения 5 Гб -ионов и образуется хорошо фильтруюшийся осадокб 02 . Приотношениях ниже 1,2:1,02 степеньразложения э Г 6 -ионов снижается до 90%, а при отношениях выше3:1 снижается концентрация и увеличивается обьем получаемого раствора фтори 814 Мку водой или раствором Я Н 4 Г , илираствором щелочи, например ЙаОН, Приэтом получают концентрированный 10220%-ный раствор 5 Г 6 -ионов (растворыНгб Р, или (ЙН 4 )г б Е ), содержа- ьщий примеси Р О и 504 и взвесь кремнегеля.Раствор обрабатывают концентрированным 20-50%-ным раствором щелочи илиаммония или раствором карбоната щелоч- оного металла при 50 70 С. При этом.О2 происходит разложение .Б Г 6 -ионов нафторид металла или аммония и кремнегель 5 02. Осадок 502 отделяютот раствора, и раствор подвергают выпариванию. После сушки плава получают гстовый продукт - фториды натрия, калия,аммония, фторид-бифторид аммония идр. 2.Однако известный способ пригоден дляполучения фторидов лишь из концентрированных газовых потоков, в которых содержится 3-10 г/м 5 Г 4 и НГ (вЧпересчете на фтор), например из отходящих газов, образующихся при упарке экстракционной фосфорной кислоты, и практически не пригоден для утилизации отходящих газов с низким содержанием 5 Ри Н(0,7-2,0 г/м в пересчете нафтор). Обьясняется это тем, что разбавленные газовые потоки несут в себезначительные количества примесей Рг 0и Ю, которые при абсорбции. также2 переходят в раствор б Г -ионов, По- гскольку разложение 5 1 -ионов проис 6 ззходит непосредственно в растворе, топримеси остаются в получающемся растворе фторида и нри упарке последнегопереходят в конечный продукт,Недостатком этого способа является40также невысокое содержание основноговещества (81-87%) и большое количествопримесей в продукте, % фосфатов 6,7- .8,5; 502 3,8-5,3 и б 02 1,2, приф Р 3переработке фтористых газов с содержанием фтора 0,7-2,0 г/ м .3 45Цель изобретения, повышение содержания основного вещества до 97% и снижение примесей в продукте: РгО до0,1%, Б 0 до О 3% .и Б 02 до 0 5%,Поставленная цель достигается способом получения фторидов металлов и аммония из отходящих фтористых газов, заключающимся в промйвке газов, обработкеполученного кремнийфторсодержащего со- .единения раствором гидроокиси металлаили аммония или раствором карбонатащелочного металла с последующим отделением осадка двуокиси кремния, упаркой, Пропущенный через анионит растворчерез каждые 9-11 циклов повторногоиспользования для промывки газов, т.е,по мере накопления в нем примесей досодержания) 0,9 1,0% РО и 0,7 0,8%50 что .соответствует весовым соотношениям РО ( Б с Р 6 и 50 (б Р 6 вполученном после промывки раствореэ 1 Р -ионов 0,7-0,8: 1 и 0,5 - 0,6::1 соответственно, выводят из системы инаправляют в основное производство фосфорной кислоты и удобрений,на стадию экстракции фосфатного сырья в качествераствора разбавления, что позволяет ути)лизировать РО и 504, а на промывкугазов подается свежий абсорбент (водаили щелочной раствор).При выпаривании раствора фторида ам,мония. происходит частичная диссоциацияЙН Г с удалением аммиака и образо- ванием фторида-бифторида аммонияЙН )Н Г . Для получения ЯМ 4:аммиак нужно возвращать к началу кристаллизации соли,Таким образом, предлагаемым способом может быть получен практическилюбой из фторидов - фториды натрия, калия, алюминия) аммония, фторид-бифторидаммония и др. При параллельной организации получения растворов фторидов натрия и алюминия из отходящих газов предлагаемым способом может бъйь получентакже криолит;" что достигается путемсмещения растворов И О Р" и 10 Г(носледний находится в пресыщенномсостоянии) и осаждения труднорастворимого криолита.На основе растворов фторидов аммония,калия и натрия, полученных предлагаемымспособом, могут быть получены и другиенерастворимые фториды, например фторидыкальция и магния, что достигается путемвведения в раствор окиси или гидроокисиили карбоната кальция или магния и осаждения фторида кальция или магния и возвращения маточного раствора на стадиюразложения б-ионов,Предлагаемый способ позволяет повысить содержание основного вещества впродукте, снизить количество примесей и,4 М 4, 8кроме того, в 4-5 раэ снизить применение дорогостоящих выпарных установок.за счет сокращения количества воды, подлежащей упарке, что снизит капитальныезатраты на процесс.Формула изобретения0 1. Способ получения фторидов металлови аммония из отходящих фтористых газов,включающий промывку газов, обработкуполученного кремнийфторсодеркащего соединения раствором гидроокиси металла или15 аммония или раствором карбоната щелочного металла с последующим отделением,осадка двуокиси кремния, упаркой раствора и сушкой продукта, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышении)р содержания основного вещества и сниженияпримесей в продукте при переработке фтористых газов с содержанием фтора 0,72,0 г/м, после промывки раствор пропу 3скают через анионит со скоростью 1,5 у 5 7,0 м/ч, сорбируют кремнийфторсодержащее соединение и обработку его ведутпри 20-45 С, а раствор после сорбцииоподают на стадию промывки газов.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, обработку кремнийфторсодержащего соединения на анионите ведут раствором с концентрацией 4,513% при объемном соотношении раствораи анионита 1,2-3,0:1,35З.Способпопп. 1 и 2, отлича -ю щ и й с я тем, что обработку кремнийфторсодержащего соединения на анионитераствором ведут при одновременной подаче, .воздуха с линейной скоростью 0,3-0,9 м/с.40Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шрамбан Б, И, и др. Труды научно-исследовательского института удобрений и инсектофунг. 1971, вып, 220,45 42, Поэин М, Е. Технология минеральных солей. Л., "Химия", 1974, с. 11361138, 1151, 1154) 1157, 1161, 11631164 (прототип), Составитель Л, СитноваРедактор Г, Кацалап Техред М. Лоя Корректор В БутягаютЮ В5а ивцеей аеЗаказ 943/32 Тираж 505 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж) Раушская набд, 4/5Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4