SU929561A1 - Process for producing cryolite - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИОЛИТА(5) METHOD FOR OBTAINING CRYOLITE

Изобретение относитс к получению алюмини  и фтористых солей и может быть использован при получении криолита из газов электролитического производства алюмини  и из отход щих газов производства фтористых солей на криолитовых заводах. Известен способ получени  криолита из фторсодержащих содово-бикарбонатны растворов газоочистных сооружений в электрохимическом производстве алюмини  путем их обработки раствором алюмината натри  при Температуре 100230 С . Алюминат натри  ввод т в сте-, хиометрическом количестве м Недостатком этого способа  вл етс  инкрустаци  оборудовани  труднорастворимыми соединени ми алюмини  и . большой расход реагентов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ получени  криолита из фторнатрийсеросодер жащих растворов, путем их обработки фторалюминиевым раствором при 38-66С с последующим отделением осажденного продукта от маточного раствора.Реагенты берут в стехиометрическом количестве . Фторалюминиевый раствор готов т из плавиковой кислоты и алюминийсодержащего соединени  Г Недостатком известного способа  вл етс  низка  скорость осаждени  продукта (менее м/ч) и большие потери фтора (4,3 г/л) и алюмини  (0,7 г/л) с маточным раствором. Цель изобретени  - повышение скорости осаждени  до I, 1-19,9 м/ч и снижение потерь фтора до 3,0-0,9 г/л и алюмини  до 0,3 следов с маточным раствором. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу.получени  криолита из фторнатрийсеросодержащих растворов , заключающемус  в их обработке фторалюминиевым раствором при повышенной температуре с последующим отделением осажденного продукта от маточного раствора, причем обработку в дут фторалюминиевым раствором, содер жащим фтор и алюминий в количестве 50-95% от стехиометрически необходи.-. мого на образование криолита. К тому же процесс ведут при С. Отличительным признаком способа  вл етс  то, что обработку ведут фто алюминиевым раствором, содержащим фтор и алюминий в количестве 50-95 от стехиометрически необходимого на образование криолита.. Дополнительным отличительным приз наком  вл етс  температура процесса. Способ реализуетс  следующим образом . Фторнатрийсеросодержащий раствор с газоочистных сооружений, полученны после промывки отход щих газов содо8ЫМ раствором, поступает на выделение криолита. Выделение криолита осу ществл ют при температуре 70-95с в защищенном от воздействи  фтшра реак торе, например во фторопластовом реакторе , при взаимодействии фторнатрийсеросодер хащего раствора с фторалюминиевым раствором, содержащим фтор и алюминий в количествах, обеспечивающих , преимущественно 7 90, от их стехометрических количес во на образование криолита. Фторалюминиевый раствор приготавливают из 2 fO -Horo раствора плавиковой к.ислоты и алюминийсодержащего соединени  .при Температуре 98-100 С. В качестве алюминийсодержащего соединени  могут быть использованы гидроокись алюмини  или металлический алюминий, гидратированный глинозем, сульфат алюмини , другие соли алюмини . Выделенный криолит далее обезвоживают любым известным способом, например сгущают в сгустителе Дорра, фильтруют на вакуум.-фильтре и сушат во вращающейс  печи t 100-450C. Маточный раствор после отделени  криолита используют дл  очистки баковой аппаратуры или корректируют по соде и направл ют нагазоочистку. Способ может осуществл тьс  в широком интервале температур, при этом с повышением температуры процесса от 70 до размеры кристаллов образу Г14егос  криолита существенно увеличиваютс . П р и м е р 1. 1л фторнатрийсеросодержащего раствора, полученного пос ле промывки фторсеросодержащих газов СОДОВЫМ раствором, и фторалюминиевый раствбр, содержащий фтор и алюминий в количествах, обеспечивающих 501 от стехиометрически необходимых на образование криолита с посто нной скоростью сливают в реактор при температуре 9 С. , Скорость осаждени  образовавшегос  криолита I, м/ч, содержание класса +0,05 мм составл ет 1,6. В маточном растворе после отделени  криолита содержитс  фтора 0,9 г/л. алюмини  - следы, Расходные коэффициенты в расчете на 1 т криолита составл ют: по фтору - 576,6 кг в пересчёте на 100%-ную; по алюминию 271 ,7 кг в пересчете на . П р и м ер 2, Выделение криолита провод т способом, аналогичным примеру 1, при количествах фтора и алюмини  во фторалюминиевом растворе, обеспечивающих 70% от стехиометрически необходимых на образование криолита и температуре 90С. Скорость осаждени  полученного криолита 1|,8 м/ч, содержание класса +0,05 мм составл ет 6,3%. : В маточном растворе после отделени  криолита содержитс  фтора 1,1 г/л. алюмини  - следы. Расходные коэффициенты в расчете на 1 т криолита составл ют: по фтору - 57,7 кг в пересчете на 100%-ную; по алюминию 371 ,5 кг в пересчете на 100%-ную. Пример 3. Выделение криолита провод т способом, аналогичным примерам 1 и 2 при 80%-ных количествах фтора и алюмини  от стехиометрически необходимых на образование криолита и температуре . Скорость осаждени  полученного криолита 15,7 м/ч, содержание класса +0,05 мм составл ет 31,6%. В маточном растворе после отделени  криолита содержитс  фтора 1,3 г/л, алюмини  0,02 г/л. Расходные коэффициенты в расчете на 1 т криолита составл ют: по фтору - 577,2 кг в пересчете на ТОО-ную; по алюминию - кг в пересчете на 100-ную. Пример Ц, Выделение криолита провод т способом аналогичным примеру 1 при 90%-ных количествах фтора и алюмини  от стехометрйчески необходимых на образование криолита и температуре . Скорость осаждени  полученного криолита 16,1 м/ч, содержание класса +й,05 мм составл ет ЗВ,8%.The invention relates to the production of aluminum and fluoride salts and can be used in the preparation of cryolite from electrolytic aluminum production gases and from waste gases from the production of fluoride salts in cryolite plants. A known method for producing cryolite from fluorine-containing soda-bicarbonate solutions of gas treatment facilities in the electrochemical production of aluminum by treating them with sodium aluminate solution at a temperature of 100,230 ° C. Sodium aluminate is injected in stoichiometric quantities. The disadvantage of this method is the inlay of equipment with poorly soluble aluminum compounds and. high consumption of reagents. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method of obtaining cryolite from fluorine-containing solutions containing them by treating them with an aluminum fluoro solution at 38-66 ° C, followed by separation of the precipitated product from the mother liquor. Reagents are taken in stoichiometric amount. Fluoroaluminium solution is prepared from hydrofluoric acid and aluminum-containing compound. The disadvantage of this method is the low deposition rate of the product (less m / h) and large losses of fluorine (4.3 g / l) and aluminum (0.7 g / l) with uterine solution. The purpose of the invention is to increase the deposition rate to I, 1-19.9 m / h and reduce the loss of fluorine to 3.0-0.9 g / l and aluminum to 0.3 traces with the mother liquor. The goal is achieved in that according to the method of obtaining cryolite from fluorine-containing solutions, which consists in processing them with an aluminum fluoro solution at an elevated temperature, followed by separating the precipitated product from the mother liquor, and the treatment is given in an aluminum fluoride solution containing fluorine and aluminum in an amount of 50-95 % of stoichiometrically needed .-. cryolite formation. In addition, the process is carried out at C. A distinctive feature of the method is that the treatment is carried out with a fluorine-aluminum solution containing fluorine and aluminum in an amount of 50-95 of the stoichiometrically necessary for the formation of cryolite. An additional distinctive feature is the process temperature. The method is implemented as follows. The fluorine-containing sulfur-containing solution from the gas treatment facilities, obtained after flushing the waste gases with a solution of composites, is fed to the cryolite. Cryolite is isolated at a temperature of 70-95 s in a shielded reactor, for example, in a fluoroplastic reactor, in the reaction of fluorine-sodium-sulfur-free solution with fluorine-alumina solution containing fluorine and aluminum in quantities that mainly provide 7 90 from their stoichiometric quantities. on the formation of cryolite. Fluoroaluminium solution is prepared from 2 fO-Horo solution of hydrofluoric acid and aluminum-containing compound. At a temperature of 98-100 ° C. Aluminum hydroxide or aluminum metal, hydrated alumina, aluminum sulfate, other aluminum salts can be used as an aluminum-containing compound. The isolated cryolite is then dewatered by any known method, for example, it is concentrated in a Dorr thickener, filtered on a vacuum filter and dried in a rotary kiln t 100-450C. After separation of the cryolite, the mother liquor is used to clean tank equipment or adjust for soda and direct to gas cleaning. The method can be carried out in a wide range of temperatures, with the process temperature increasing from 70 to 70 and the size of the crystals of the crystalline crystal forms of cryolite increase significantly. PRI me R 1. A liter of fluorine-containing sulfur-containing solution obtained after flushing fluorine-containing gases with a soda solution and an aluminum-fluorine solution containing fluorine and aluminum in quantities that provide 501 of the stoichiometric necessary for the formation of cryolite at a constant rate are drained into the reactor at a temperature of 9 C., The deposition rate of the formed cryolite I, m / h, the content of the class +0.05 mm is 1.6. In the mother liquor after the separation of cryolite, fluorine contains 0.9 g / l. aluminum — traces. The expenditure coefficients per 1 t of cryolite are: for fluorine — 576.6 kg in terms of 100%; on aluminum 271, 7 kg in terms of. EXAMPLE 2 Cryolite extraction was carried out in a manner analogous to Example 1, with amounts of fluorine and aluminum in an aluminum fluoro solution, providing 70% of the stoichiometric materials required for the formation of cryolite and a temperature of 90 ° C. The deposition rate of the obtained cryolite is 1 |, 8 m / h, the content of the class + 0.05 mm is 6.3%. : In the mother liquor, after the separation of cryolite, fluorine contains 1.1 g / l. aluminum - traces. The expenditure ratios based on 1 ton of cryolite are: for fluorine - 57.7 kg based on 100%; on aluminum 371, 5 kg in terms of 100%. Example 3. The isolation of cryolite was carried out in a manner analogous to examples 1 and 2 with 80% of fluorine and aluminum from the stoichiometrically necessary for the formation of cryolite and temperature. The precipitation rate of the obtained cryolite is 15.7 m / h, the content of the class + 0.05 mm is 31.6%. In the mother liquor, after the separation of cryolite, fluoride contains 1.3 g / l, aluminum 0.02 g / l. The expenditure ratios based on 1 ton of cryolite are: for fluorine - 577.2 kg in terms of LLP; for aluminum - kg in terms of the 100th. Example C, Cryolite recovery is carried out in a manner analogous to Example 1 with 90% of fluorine and aluminum from the stoichiometrically necessary for the formation of cryolite and temperature. The sedimentation rate of the obtained cryolite is 16.1 m / h, the content of the class + d, 05 mm is 3%.

В маточном растворе после отделени  криолита содержитс  фтора 2 ,5 г/л, алюмини  0,09 г/л. Расходные коэффициент в расчете на 1 т криолита составили: по фтору - , 585,3 кг в пересчете на 100%-ную, по алюминию - 377,6 кг в пересчете на 100-ную.In the mother liquor after the separation of cryolite, fluorine contains 2, 5 g / l, aluminum 0.09 g / l. The expenditure ratio per 1 ton of cryolite was: for fluorine -, 585.3 kg in terms of 100%, for aluminum - 377.6 kg in terms of 100%.

Приме р 5. Выделение криолита провод т способом, аналогичным примерам I- при количествах фтора и алюмини  от стехиометрически необходимых на образование криолита и температуре .Example 5. The isolation of cryolite is carried out in a manner analogous to examples I-when the amounts of fluorine and aluminum are stoichiometrically necessary for the formation of cryolite and temperature.

Скррость осаждени  полученного криолита 1,3 м/ч, содержание класса +0,05 ммсоставл ет 22,1%.The precipitation rate of the obtained cryolite is 1.3 m / h, the content of the class + 0.05 mm is 22.1%.

В маточном растворе после отделени  криолита содержитс  фтора 3,0 г/л, алюмини  0,3 г/л. Расходные коэффициентыв расчете на 1т криолита составили: по фтору - 596,1 кг в пересчете на 100 -ную; по алюминию - 388,7 кг в пересчете на 100ную .,In the mother liquor, after the separation of cryolite, fluoride contains 3.0 g / l, aluminum 0.3 g / l. The expenditure ratios based on 1 ton of cryolite were: for fluorine - 596.1 kg in terms of 100%; on aluminum - 388.7 kg in terms of 100th.,

Изменение количеств фтора и алюмини  во фторалюминиевом растворе менее 50 и более 95. от стехиометрически необходимого на образование криолита приводит к снижению скорости осаждени  и увеличению потерь фто ра и алюмини  с маточным оаствором.A change in the amounts of fluorine and aluminum in a fluoroaluminium solution of less than 50 and more than 95. from the stoichiometrically necessary for the formation of cryolite leads to a decrease in the deposition rate and an increase in the loss of fluorine and aluminum with a mother solution.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет повысить скорость осаждени  продукта с «м/ч до 1,1-19,9 м/ч и снизить потери фтора с k, г/л до 3,0-0,9 г/л и алюмини  с 0,7 г/л до 0,3 г/л следов с маточным раствором и, кроме того, позвол ет снизить себестоимость 1 т криолита на 67 руб.Thus, the proposed method allows to increase the deposition rate of the product from "m / h to 1.1-19.9 m / h and reduce the loss of fluorine from k, g / l to 3.0-0.9 g / l and aluminum from 0.7 g / l to 0.3 g / l of traces with the mother liquor and, in addition, allows to reduce the cost of 1 ton of cryolite by 67 rubles.

Claims (2)

1. Способ получени  криолита из фторнатрийсеросодержащих растворов путем их обработки фторалюминиевыи раствором при повышенной температуре с последующим отделением осажденного продукта от маточного раствора, отличающийс  тем,что,с целью повышени  скоростиосаждени  и снижени  потерь фтора и алюмини  с маточным1. A method for the preparation of cryolite from fluorine-containing sodium-containing solutions by treating them with fluoroaluminium solution at an elevated temperature, followed by separating the precipitated product from the mother liquor, characterized in that, in order to increase the deposition rate and reduce the loss of fluorine and aluminum from the mother liquor раствором, обработку ведут фторалю- t миниевым раствором, содержащим фтор и алюминий в количестве 50-95% от стехиометрически необходимого на образование криолита.the solution is treated with a fluoro-aluminum t solution containing fluorine and aluminum in the amount of 50-95% of the stoichiometrically necessary for the formation of cryolite. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что процесс ведут при 70-95 0.2. The method according to claim 1, which is carried out with the fact that the process is carried out at 70-95 0. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1. 1. Авторское сридетельство СССР № 23А675, кл. С 01 F 7/5, 1967.1. 1. Copyright USSR №23А675, cl. C 01 F 7/5, 1967. 2.. Патент Великобритании № 1101Й6, кл. С 1 А, 1968 (прототип).2 .. Patent of Great Britain No. 1101Й6, cl. C 1 A, 1968 (prototype).