RU2116966C1 - Method of preparing silicon-fluorine-containing solution for aluminum fluoride production - Google Patents
Method of preparing silicon-fluorine-containing solution for aluminum fluoride production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116966C1 RU2116966C1 RU97117853A RU97117853A RU2116966C1 RU 2116966 C1 RU2116966 C1 RU 2116966C1 RU 97117853 A RU97117853 A RU 97117853A RU 97117853 A RU97117853 A RU 97117853A RU 2116966 C1 RU2116966 C1 RU 2116966C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum fluoride
- fluorine
- solution
- absorption
- containing solution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N [F].[Si] Chemical compound [F].[Si] VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TXBSWQWDLFJQMU-UHFFFAOYSA-N 4-(chloromethyl)-1,2-diethoxybenzene Chemical compound CCOC1=CC=C(CCl)C=C1OCC TXBSWQWDLFJQMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 fluoride ions Chemical class 0.000 description 1
- 229940113601 irrigation solution Drugs 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии фторсодержащих соединений и может быть использовано в процессе улавливания фтороводорода и тетрафторида кремния из газов, образующихся, например, при упаривании экстракционной фосфорной кислоты с последующим использованием образующегося раствора в качестве источника фтора для получения фторида алюминия. The invention relates to the technology of fluorine-containing compounds and can be used in the process of trapping hydrogen fluoride and silicon tetrafluoride from gases generated, for example, by evaporation of extraction phosphoric acid with subsequent use of the resulting solution as a source of fluorine to produce aluminum fluoride.
В качестве абсорбционного раствора для улавливания газов используют маточный раствор от производства фторида алюминия со стадии кристаллизации его тригидрата. As an absorption solution for trapping gases, a mother liquor from the production of aluminum fluoride from the crystallization stage of its trihydrate is used.
Известен способ получения фторсодержащего раствора, а именно гексафторалюмиевой кислоты путем поглощения газов, содержащих фтороводород, раствором фторида алюминия. Полученный раствор направляют на обработку гидроксидом алюминия, а затем используют для получения криолита (авт. св. СССР N 244317, кл. C 01 F 7/50, 1969). A known method of producing a fluorine-containing solution, namely hexafluoroaluminic acid by absorption of gases containing hydrogen fluoride, aluminum fluoride solution. The resulting solution is sent for treatment with aluminum hydroxide, and then used to obtain cryolite (ed. St. USSR N 244317, class C 01 F 7/50, 1969).
Недостатком известного способа является использование газов с низкой концентрацией HF, не содержащих соединений кремния. The disadvantage of this method is the use of gases with a low concentration of HF, not containing silicon compounds.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения фтора из отходящих газов, согласно которому фтороводород и тетрафторид кремния абсорбируют раствором, содержащим фторид алюминия и кремнефтороводородную кислоту, которую вводят перед абсорбцией в количестве 5 - 20 кг/м3 раствора фторида алюминия. Получаемый раствор содержит кремнефтороводородную кислоту и фторид алюминия. Полученный раствор направляют на получение фторида алюминия (получение фтористого алюминия из отходящих газов суперфосфатных заводов. Средне-Уральское центральное бюро технической информации, Свердловск, ВДНХ, 1967).The closest in technical essence and the achieved result is a method of fluorine extraction from exhaust gases, according to which hydrogen fluoride and silicon tetrafluoride are absorbed with a solution containing aluminum fluoride and hydrofluoric acid, which is introduced before absorption in an amount of 5 - 20 kg / m 3 aluminum fluoride solution. The resulting solution contains hydrofluoric acid and aluminum fluoride. The resulting solution is sent to obtain aluminum fluoride (obtaining aluminum fluoride from the exhaust gases of superphosphate plants. Central Ural Central Bureau of Technical Information, Sverdlovsk, VDNH, 1967).
Недостатком известного способа является образование в процессе абсорбции нерастворимого осадка, который необходимо отделять фильтрованием перед подачей раствора на получение AlF3. Это приводит к усложнению аппаратурного оформления, потерям фтора с кремнегелем, образованию промывных вод, подлежащих утилизации.The disadvantage of this method is the formation in the absorption process of an insoluble precipitate, which must be separated by filtration before feeding the solution to obtain AlF 3 . This leads to a complication of the hardware design, losses of fluorine with silica gel, and the formation of washing water to be disposed of.
Техническим эффектом является упрощение процесса абсорбции за счет исключения образования осадка, а следовательно, сокращения количества фильтровального оборудования, улучшения условий эксплуатации трубопроводов, по которым производится передача кремнефторсодержащего раствора в производство AlF3.The technical effect is to simplify the absorption process by eliminating the formation of sludge and, consequently, reducing the number of filtering equipment, improving the operating conditions of pipelines through which the fluorine-containing solution is transferred to AlF 3 production.
Указанный эффект достигается тем, что в способе получения кремнефторсодержащего раствора из фтористых газов путем их абсорбции раствором, содержащим кремнефтороводородную кислоту и фторид алюминия, согласно изобретению, кремнефтороводородную кислоту используют с молярным отношением F:Si = 5,5 - :,5, концентрацией 200 - 300 г/л, а процесс абсорбции проводят в течение 3 - 3,5 ч. This effect is achieved by the fact that in the method for producing a fluorine-containing solution from fluoride gases by their absorption with a solution containing hydrofluoric acid and aluminum fluoride, according to the invention, hydrofluoric acid is used with a molar ratio F: Si = 5.5 -:, 5, concentration 200 - 300 g / l, and the absorption process is carried out for 3 to 3.5 hours
Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.
Абсорбция кремнефтористых газов водными растворами является сложным химическим процессом, в результате которого образуются комплексы с переменным отношением F:Si. Этот процесс может быть описан следующим уравнением:
5SiF4 + 6H2O = H2(SiF6) + 2H(SiF5•H2) + SiF4•2H2O + SiO2
Поскольку все образующиеся соединения находятся в равновесии, то при увеличении доли кремнефтористых соединений уменьшается количество SiO2 и при определенных условиях полностью отсутствует в виде нерастворимого кремнегеля. Нами установлено, что в системе в присутствии AlF3, который комплексует часть ионов фтора, концентрация кремнефтористоводородной кислоты, при которой не наблюдается образование осадка кремнегеля, составляет 200 - 300 г/л. Одновременно соотношение различных форм кремнефтороводородных кислот, определяемое как молярное отношение F:Si, должно быть равно 5,5 - 6,5.The absorption of silicofluoride gases by aqueous solutions is a complex chemical process, as a result of which complexes with a variable F: Si ratio are formed. This process can be described by the following equation:
5SiF 4 + 6H 2 O = H 2 (SiF 6 ) + 2H (SiF 5 • H 2 ) + SiF 4 • 2H 2 O + SiO 2
Since all the compounds formed are in equilibrium, with an increase in the proportion of silicofluoride compounds, the amount of SiO 2 decreases and under certain conditions it is completely absent in the form of insoluble silica gel. We found that in the system in the presence of AlF 3 , which complexes part of the fluoride ions, the concentration of hydrofluoric acid, at which no formation of silica gel precipitate is observed, is 200 - 300 g / l. At the same time, the ratio of various forms of hydrofluoric acids, defined as the molar ratio F: Si, should be 5.5 to 6.5.
При этом продолжительность процесса абсорбции в условиях непрерывного режима и циркуляции составляет 3,5 ч. Moreover, the duration of the absorption process under continuous conditions and circulation is 3.5 hours
При повышении концентрации кремнефтороводородной кислоты более 300 г/л возрастает вязкость раствора и нагрузка на насосы, при отношении F:Si более 6,5 возрастают потери фтора с отходящими газами вследствие увеличения упругости паров HF над растворами. With an increase in the concentration of hydrofluoric acid over 300 g / l, the viscosity of the solution and the load on the pumps increase, with an F: Si ratio of more than 6.5, losses of fluorine with exhaust gases increase due to an increase in the vapor pressure of HF over the solutions.
Пример осуществления способа. В циркуляционную емкость абсорбционной системы, оборудованной циркуляционным насосом, обеспечивающим подачу жидкости (орошающего раствора) на форсунки, подают 30 м3 раствора кремнефтороводородной кислоты с концентрацией 260 г/л и молярном соотношением F:Si=6,1. В циркуляционную емкость также подают раствор от кристаллизации тригидрата фторида алюминия, содержащий 1,7 г/л AlF3 и 7,5 г/л H2SiF6 в количестве 8,5 м3/ч. Одновременно в абсорбер непрерывно противотоком поступает парогазовая смесь, содержащая SiF4 и HF с суммарным количеством фтора 2,1 т/ч, образующаяся в системе упаривания экстракционной фосфорной кислоты. Абсорбцию ведут под вакуумом при 90oC. Время пребывания абсорбирующего раствора в системе составляет 3,5 ч.An example implementation of the method. 30 m 3 of hydrofluoric acid solution with a concentration of 260 g / l and a molar ratio F: Si = 6.1 are fed into the circulation tank of an absorption system equipped with a circulation pump that provides a fluid (irrigation solution) to the nozzles. A solution from crystallization of aluminum fluoride trihydrate containing 1.7 g / l AlF 3 and 7.5 g / l H 2 SiF 6 in an amount of 8.5 m 3 / h is also supplied to the circulation tank. At the same time, a vapor-gas mixture containing SiF 4 and HF with a total amount of fluorine of 2.1 t / h, which is formed in the evaporation system of extraction phosphoric acid, is continuously fed into the absorber. The absorption is carried out under vacuum at 90 o C. the residence Time of the absorbent solution in the system is 3.5 hours
В результате при непрерывном режиме из системы выводят раствор кремнефтороводородной кислоты с концентрацией 250 г/л при молярном соотношении F: Si=6,2 в количестве 8,5 м3/ч. Степень улавливания фтора из газов 83%.As a result, during continuous operation, a solution of hydrofluoric acid with a concentration of 250 g / l is removed from the system at a molar ratio F: Si = 6.2 in an amount of 8.5 m 3 / h. The degree of fluorine capture from gases is 83%.
Полученный раствор подают в производство фторида алюминия на стадию разложения гидроксидом алюминия без промежуточной фильтрации. The resulting solution is fed into the production of aluminum fluoride at the stage of decomposition with aluminum hydroxide without intermediate filtration.
Таким образом, способ позволяет упростить аппаратурное оформление процесса за счет отсутствуя стадии фильтрования, зарастания абсорбционной аппаратуры (форсуночных устройств, трубопроводов), повысить эффективность дальнейшей стадии выделения фторида алюминия за счет использования кремнефтороводородной кислоты более высокой концентрации, увеличить срок службы аппаратуры. Thus, the method allows to simplify the hardware design of the process due to the absence of a filtration stage, overgrowing of absorption equipment (nozzle devices, pipelines), to increase the efficiency of the further stage of aluminum fluoride separation due to the use of higher concentration of hydrofluoric acid, and to increase the service life of the equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117853A RU2116966C1 (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Method of preparing silicon-fluorine-containing solution for aluminum fluoride production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117853A RU2116966C1 (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Method of preparing silicon-fluorine-containing solution for aluminum fluoride production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2116966C1 true RU2116966C1 (en) | 1998-08-10 |
| RU97117853A RU97117853A (en) | 1998-12-27 |
Family
ID=20198490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97117853A RU2116966C1 (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Method of preparing silicon-fluorine-containing solution for aluminum fluoride production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2116966C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3941874A (en) * | 1973-02-26 | 1976-03-02 | Anaconda Aluminum Co. | Recovery of aluminum fluoride |
| DE2612745A1 (en) * | 1975-03-25 | 1976-10-07 | Sumitomo Chemical Co | PROCESS FOR PRODUCING ALUMINUM FLUORIDE |
| EP0085287A1 (en) * | 1982-01-07 | 1983-08-10 | Boliden Aktiebolag | A method for recovering useful products from waste products obtained when manufacturing aluminium fluoride |
| WO1992013801A1 (en) * | 1991-02-05 | 1992-08-20 | Kryolitselskabet Øresund A/S | A process for recovering aluminium and fluorine from fluorine containing waste materials |
-
1997
- 1997-10-13 RU RU97117853A patent/RU2116966C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3941874A (en) * | 1973-02-26 | 1976-03-02 | Anaconda Aluminum Co. | Recovery of aluminum fluoride |
| DE2612745A1 (en) * | 1975-03-25 | 1976-10-07 | Sumitomo Chemical Co | PROCESS FOR PRODUCING ALUMINUM FLUORIDE |
| US4041137A (en) * | 1975-03-25 | 1977-08-09 | Sumitomo Aluminum Smelting Company, Ltd. | Method of producing aluminum fluoride |
| EP0085287A1 (en) * | 1982-01-07 | 1983-08-10 | Boliden Aktiebolag | A method for recovering useful products from waste products obtained when manufacturing aluminium fluoride |
| WO1992013801A1 (en) * | 1991-02-05 | 1992-08-20 | Kryolitselskabet Øresund A/S | A process for recovering aluminium and fluorine from fluorine containing waste materials |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Получение фтористого алюминия из отходящих газов суперфосфатных заводов. - Свердловск, Средне-Уральское центральное бюро технической информации, ВДНХ, 1967. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2816818A (en) | Process for the preparation of ammonium fluoride | |
| CN212050528U (en) | High-efficient purification system of hydrogen fluoride | |
| CN109809377B (en) | A kind of high-efficiency impurity removal method of sulfuric acid wet-process phosphoric acid | |
| CN109809431A (en) | A kind of method of siliceous, fluorine and ammonium Sewage treatment ammonium acid fluoride, white carbon black co-product ice crystal | |
| SE8201286L (en) | SET TO DISPOSE SURA GASES AND AMMONIA FROM A WATER SOLUTION | |
| US4206189A (en) | Method of producing hydrogen fluoride and silicon dioxide from silicon tetra-fluoride | |
| CN111908425A (en) | Process for removing arsenic in process of preparing anhydrous hydrogen fluoride by using fluosilicic acid method | |
| RU2116966C1 (en) | Method of preparing silicon-fluorine-containing solution for aluminum fluoride production | |
| ATE312658T1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR TREATING EXHAUST GASES | |
| US4106918A (en) | Method of recovering fluorine from vapor of crude phosphoric acid solution | |
| CN214734945U (en) | Processing apparatus who contains sour waste liquid of hydrofluoric acid | |
| JP2972437B2 (en) | Calcium fluoride recovery device | |
| RU2429199C1 (en) | Method of cleaning fluorine-containing rare-earth concentrate | |
| CN105439108A (en) | Method and device for resource recycling of silicon core corrosion waste liquor | |
| US3512341A (en) | Purification of vapours containing fluorine compounds | |
| JP3946322B2 (en) | Method for treating hydrochloric acid waste solution and sulfuric acid waste solution contaminated by aluminum | |
| EP3845488A1 (en) | Method for preparing high-purity chlorine dioxide using combination of methyl alcohol and hydrogen peroxide as reducing agent | |
| CN104445274A (en) | Preparation method of ammonium hydrogen fluoride | |
| RU2034776C1 (en) | Method of hydrogen fluoride purification | |
| KR100553987B1 (en) | Method for Purifying Nitrogen Trifluoride Gas | |
| SU823286A1 (en) | Method of isolating ammonia from industrial gases | |
| KR102356642B1 (en) | Method of recovering high quality sodium fluoride by treating waste water including fluorine compound with ammonium ion | |
| RU2188791C1 (en) | Method of production of chlorine dioxide solution and reactor for realization of this method | |
| SU1084242A1 (en) | Method for purifying hydrofluoric acid | |
| DE3700244C2 (en) | Process for the separation of silicon tetrafluoride from gaseous boron trifluoride |