RU2691348C1 - Способ получения фторида водорода из гексафторкремниевой кислоты - Google Patents
Способ получения фторида водорода из гексафторкремниевой кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691348C1 RU2691348C1 RU2018107639A RU2018107639A RU2691348C1 RU 2691348 C1 RU2691348 C1 RU 2691348C1 RU 2018107639 A RU2018107639 A RU 2018107639A RU 2018107639 A RU2018107639 A RU 2018107639A RU 2691348 C1 RU2691348 C1 RU 2691348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hexafluorosilicic acid
- hydrogen fluoride
- mol
- acid
- water
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- -1 hexafluorosilicic acid Chemical compound 0.000 title claims abstract description 17
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000004761 hexafluorosilicates Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- SQMWSBKSHWARHU-SDBHATRESA-N n6-cyclopentyladenosine Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C2=NC=NC(NC3CCCC3)=C2N=C1 SQMWSBKSHWARHU-SDBHATRESA-N 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- JTDPJYXDDYUJBS-UHFFFAOYSA-N quinoline-2-carbohydrazide Chemical compound C1=CC=CC2=NC(C(=O)NN)=CC=C21 JTDPJYXDDYUJBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000157378 Rubus niveus Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- UZUODNWWWUQRIR-UHFFFAOYSA-L disodium;3-aminonaphthalene-1,5-disulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C2=CC(N)=CC(S([O-])(=O)=O)=C21 UZUODNWWWUQRIR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010811 mineral waste Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H uranium hexafluoride Chemical class F[U](F)(F)(F)(F)F SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
- C01B7/191—Hydrogen fluoride
- C01B7/193—Preparation from silicon tetrafluoride, fluosilicic acid or fluosilicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
- C01B7/191—Hydrogen fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
- C01B7/191—Hydrogen fluoride
- C01B7/195—Separation; Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0043—Impurity removed
- C01B2210/0062—Water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к переработке растворов гексафторкремниевой кислоты, образующихся в процессе получения ортофосфорной кислоты. Способ получения фторида водорода из водного раствора гексафторкремниевой кислоты включает нейтрализацию раствора гексафторкремниевой кислоты щелочным агентом в соотношении 1,8-2 моль NaOH, КОН, NH4OH, NH3 на 1 моль гексафторкремниевой кислоты либо 0,9-1 моль Na2CO3, К2СО3, СаО, Са(ОН)2 на 1 моль гексафторкремниевой кислоты. Затем осуществляют выделение образовавшихся гексафторсиликатов из суспензии, их обработку в пламени водородсодержащего топлива и кислородсодержащего окислителя, охлаждение продуктов сгорания, удаление из них диоксида кремния и конденсацию фторида водорода и воды с последующим выделением фторида водорода. Техническим результатом является извлечение фтора в виде фторида водорода из водного раствора гексафторкремниевой кислоты при снижении общей энергоемкости процесса и снижении образования трудно утилизируемых сернокислотных отходов, загрязненных фтор-ионом. 1 ил.
Description
Изобретение относится к переработке минеральных отходов фосфатной химической промышленности, а именно к переработке растворов гексафторкремниевой кислоты (ГФКК), образующихся, в частности, в процессе получения ортофосфорной кислоты, с получением фторида водорода (ФВ).
ФВ находит применение в качестве исходного сырья для производства фторидов урана, хладонов, электронных газов, синтетических масел, в качестве катализатора в органическом синтезе и пр.
ГФКК образуется в процессе получения ортофосфорной кислоты и выводится из технологического цикла в виде 5-45% водного раствора.
Известен способ получения ФВ из ГФКК [US 3128152, МПК С01В 7/19, С0В 7/193, опубл. 7.04.1964], в основе которого лежит принцип нейтрализации ГФКК водным раствором аммиака с образованием фторида аммония по уравнению (1):
Твердый диоксид кремния удаляют фильтрацией, многократно промывая его для удаления фторида аммония с поверхности кристаллов. Затем, разбавленный раствор фторида аммония подвергают выпарке, при этом образуется бифторид аммония по уравнению:
Образующийся аммиак направляется на стадию нейтрализации ГФКК. Полученный бифторид аммония окисляется кислородом или кислородсодержащим окислителем по уравнению:
Полученный ФВ извлекают абсорбцией водой.
Недостатками этого метода является, во-первых, наличие в технологическом цикле труднофильтруемой суспензии SiO2, вследствие многократных промывок которой, в технологический цикл вносится большое количество воды, что при последующей выпарке приводит к повышению энергоемкости процесса. Во-вторых, выделяемый аммиак в виде водного конденсата концентрации порядка 5 масс. % должен быть предварительно подвергнут энергозатратной стадии укрепления.
Известен способ [Патент США 4062930, МПК С01В 7/22, опубл. 13.12.1977; Dahlke Т., Ruffiner О., Cant R., Production of HF from H2SiF6, Procedia Engineering, 138, 231-239 (2016)] переработки ГФКК с получением ФВ, основанный на разложении ГФКК концентрированной серной кислотой с образованием тетрафторида кремния и фторсульфоновой кислоты:
Водный раствор фторсульфоновой кислоты нагревают до 150-170°С, и фторсульфоновая кислота разлагается с образованием серной кислоты и ФВ:
Тетрафторид кремния, образующийся на стадии разложения ГФКК серной кислотой, направляют в рецикл, смешивая с исходным раствором ГФКК, в результате чего протекает реакция:
Полученный укрепленный раствор ГФКК направляют на стадию разложения серной кислотой, а диоксид кремния отфильтровывают и направляют на дальнейшее использование.
Основным недостатком этого метода является образование в качестве побочного продукта 75%-й серной кислоты, загрязненной ФВ, в количестве порядка 30 кг на 1 кг получаемого ФВ. Как следует из описания способа для его реализации необходимо нагреть фторсульфоновую кислоту концентрацией 75% от начальной температуры 50°С до температуры 150-170°С в количестве 20 кг на 1 кг ФВ. Для этого требуется, при средней теплоемкости кислоты 1,9 кДж/кг⋅ °С [Справочник сернокислотчика. Под ред. К.М. Малина. М.: Химия. 1971. С.113], 5 МДж электроэнергии, либо другого источника энергии на 1 кг получаемого ФВ. Переработка этих отходных потоков, как правило, заключается в нейтрализации щелочью и захоронению полученных в результате твердых солей, что приводит не только к потере ресурсов, но и к загрязнению окружающей среды.
Другим недостатком этого метода является присутствие в технологическом процессе мелкодисперсной суспензии диоксида кремния, что предполагает наличие стадии фильтрации, что приводит к увеличению расхода электроэнергии, а также к усложнению самого процесса получения ФВ и к увеличению длительности этого процесса.
Техническим результатом, достигаемым в результате реализации предлагаемого изобретения, является извлечение фтора в виде ФВ из водного раствора ГФКК при снижении общей энергоемкости процесса и снижении образования трудно утилизируемых сернокислотных отходов, загрязненных фтор-ионом, в 10 и более раз, вплоть до их полного исключения, что приведет к упрощению самого процесса получения ФВ и к сокращению длительности этого процесса.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения ФВ из ГФКК, согласно настоящему изобретению, проводят нейтрализацию раствора гексафторкремниевой кислоты щелочным агентом в соотношении 1,8-2 моль NaOH, КОН, NH4OH, NH3 на 1 моль гексафторкремниевой кислоты, либо 0,9-1 моль Na2CO3, К2СО3, СаО, Са(ОН)2 на 1 моль гексафторкремниевой кислоты, выделение образовавшихся гексафторсиликатов из суспензии, их обработки в пламени водородсодержащего топлива и кислородсодержащего окислителя, охлаждения продуктов сгорания, удаление из них диоксида кремния и конденсацию фторида водорода и воды, с последующим выделением фторида водорода.
Таким образом, заявленной совокупностью существенных признаков достигается указанный технический результат: за счет удаления воды на стадии фильтрации гексафторсиликата происходит снижение количества потребляемой в технологическом процессе серной кислоты, вплоть до ее исключения, и как следствие, снижение количества трудно утилизируемых сернокислотных отходов, загрязненных фтор-ионом, в 10 и более раз; во-вторых, за счет наличия стадии сжигания твердого гексафторсиликата, и как следствие улавливание твердого диоксида кремния из газовой фазы происходит исключение образования суспензии диоксида кремния, что приводит к снижению энергозатратности технологического процесса; в-третьих, подобная реализация процесса получения ФВ из водного раствора ГФКК исключает наличие стадий абсорбции тетрафторида кремния и фильтрации суспензии диоксида кремния, что приводит к упрощению технологического процесса и сокращению времени на одну операцию.
Предлагаемый способ получения ФВ осуществляется следующим образом.
В исходный раствор ГФКК в воде при непрерывном перемешивании добавляют соответствующий щелочной агент, например, NaOH, N2СО3, КОН, К2СO3, CaO, Са(ОН)2, NH4OH или NH3, при этом образуется фторсодержащая соль, например:
Если в качестве щелочного агента используют NaOH, КОН, NH4OH или NH3, то принимается соотношение реагентов 1,8-2 моль щелочного агента на 1 моль ГФКК.
В случае использования в качестве щелочного агента Na2CO3, К2СO3; СаО или Са(ОН)2 принимается соотношение реагентов 0,9-1 моль щелочного агента на 1 моль ГФКК.
В процессе используют 0-10% мольный избыток ГФКК по сравнению со стехиометрическим значением.
Полученные в результате нейтрализации ГФКК по уравнениям (7-14) твердые соли на стадию обработки в пламени водородсодержащего топлива, например, метана, и кислородсодержащего окислителя, например, кислорода, с образованием ФВ по уравнениям:
В реакции (18) топливо (аммонийная составляющая) содержится в структуре самого фторида.
Далее продукты сгорания направляются в аппарат отделения твердой фазы, в котором смесь фторидов металлов и диоксид кремния отделяется от смеси ФВ и воды
Полученную смесь ФВ и воды направляют в устройство для отделения воды, представляющее собой либо ректификационную колонну, либо установку обезвоживания ФВ серной кислотой или олеумом [US 5300709 A, 15.01.1995], либо установку высокотемпературного восстановления воды углеродом [Д.С. Пашкевич, Ю.И. Алексеев и др. Стабильность фторида водорода в высокотемпературной зоне восстановления воды углеродом // Химическая промышленность. - 2015. - Т95, №5. - С. 211-220], но не ограничиваясь перечисленным.
Предложенный способ позволяет снизить количество образующихся трудно утилизируемых сернокислотных отходов, загрязненных следами ФВ, вплоть до их полного исключения из технологического процесса при извлечение фтора в виде ФВ из водных растворов ГФКК.
Получение ФВ из водного раствора ГФКК проводили на установке, схема которой изображена на Фигуре.
1 - реактор нейтрализации;
2 - фазоразделитель;
3 - реактор типа «туннельная горелка»;
4 - устройство для отделения твердой фазы;
5 - конденсатор для отделения жидкой фазы;
6 - устройство для отделения воды.
Водный раствор ГФКК, концентрацией 5-45% и щелочной агент, или его водный раствор, при непрерывном перемешивании дозируют в реактор 1 нейтрализации, где происходит образование соответствующей фторсодержащей соли. В реакторе 1 поддерживают температуру в диапазоне 0-60°С в зависимости от выбранного щелочного агента. Далее суспензию фторсодержащих солей направляют в фазоразделитель 2, где происходит разделение твердой фторсодержащей соли и воды. Сухую фторсодержащую соль подают в реактор типа «туннельная горелка» 3, где происходит образование ФВ, диоксида кремния и, в случае реализации процесса сжигания по уравнению (18), воды. Далее в устройстве 4 отделяют порошкообразные продукты, в том числе диоксид кремния, и в конденсаторе 5 происходит конденсация ФВ и воды. Полученную смесь ФВ и воды направляют в устройство 6 для отделения воды, представляющее собой либо ректификационную колонну, либо установку обезвоживания ФВ серной кислотой или олеумом, либо установку высокотемпературного восстановления воды углеродом, но не ограничиваясь перечисленным.
Ниже приведен пример конкретной реализации процесса.
Типовой отход производства экстракционной фосфорной кислоты, представляющий собой 20,5% масс. водный раствор ГФКК, подают в реактор 1 в количестве 3,51 кг. Сюда же, при интенсивном перемешивании, направляют водный раствор NaOH, концентрацией 50% масс., в количестве 0,8 кг. Таким образом, мольное соотношение щелочной агент : ГФКК составило 0,01 кмоль : 0,005 кмоль, что в удельном эквиваленте составляет 2 моль : 1 моль. В реакторе 1 поддерживают температуру 25°С. Из реактора 1 выгружают суспензию гексафторсиликата натрия в воде в количестве 4,31 кг, которую направляют в фазоразделитель 2, представляющий собой фильтр, где происходит отделение твердого гексафторсиликата натрия в количестве 0,95 кг от фильтрата в количестве 3,36 кг.
Твердую соль с расходом 75 мг/с подают в реактор 3 типа "туннельная горелка", в который также подают кислород с расходом 25,5 мг/с и метан с расходом 6,5 мг/с. Таким образом, мольное соотношение гексафторсиликат натрия : кислород : метан составило 0,4 ммоль : 0,8 ммоль : 0,4 ммоль, что в удельном эквиваленте составляет 1 моль :2 моль : 1 моль. После сжигания происходит отделение твердых продуктов сгорания от газообразных в устройстве 4 для отделения твердой фазы, представляющий собой металлокерамический никелевый фильтр. Газообразные продукты направляют в конденсатор 5, в котором происходит отделение ФВ и воды от неконденсируемых продуктов.
Далее конденсированную смесь ФВ и воды направляют в устройство 6 для отделения воды, представляющее собой реактор, в который помимо обводненного продукта подается 93% масс, серная кислота, при этом образуется ФВ, с остаточным содержанием воды 0,02% масс, и 75% масс. серная кислота, в количестве 1,2 кг на 1 кг ФВ. Основным направлением энергопотребление предложенного способа - затраты на нагрев фторсульфоновой кислоты концентрацией 75% от начальной температуры 50°С до температуры 150-170°С в количестве 1 кг на 1 кг ФВ. Для этого требуется 0,19 МДж электроэнергии.
Таким образом, показана возможность практической реализации предложенного способа. При реализации способа достигается заявленный технический результат: сокращается количество образующихся жидких отходов в виде 75%-й серной кислоты в 15-20 раз в зависимости от используемого щелочного агента. И, кроме того, снижаются в 15-20 раз энергетические затраты по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Способ получения фторида водорода из водного раствора гексафторкремниевой кислоты, отличающийся тем, что проводят нейтрализацию раствора гексафторкремниевой кислоты щелочным агентом в соотношении 1,8-2 моль NaOH, КОН, NH4OH, NH3 на 1 моль гексафторкремниевой кислоты либо 0,9-1 моль Na2CO3, К2СО3, СаО, Са(ОН)2 на 1 моль гексафторкремниевой кислоты, выделение образовавшихся гексафторсиликатов из суспензии, их обработку в пламени водородсодержащего топлива и кислородсодержащего окислителя, охлаждение продуктов сгорания, удаление из них диоксида кремния и конденсацию фторида водорода и воды с последующим выделением фторида водорода.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107639A RU2691348C1 (ru) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | Способ получения фторида водорода из гексафторкремниевой кислоты |
| US16/332,689 US20210284532A1 (en) | 2018-03-01 | 2018-06-21 | Method for producing hydrogen fluoride from hexafluorosilicic acid |
| PCT/RU2018/000411 WO2019168431A1 (ru) | 2018-03-01 | 2018-06-21 | Способ получения фторида водорода из гексафторкремниевой кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107639A RU2691348C1 (ru) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | Способ получения фторида водорода из гексафторкремниевой кислоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2691348C1 true RU2691348C1 (ru) | 2019-06-11 |
Family
ID=66947768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018107639A RU2691348C1 (ru) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | Способ получения фторида водорода из гексафторкремниевой кислоты |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210284532A1 (ru) |
| RU (1) | RU2691348C1 (ru) |
| WO (1) | WO2019168431A1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3128152A (en) * | 1961-10-10 | 1964-04-07 | Cabot Corp | Process for recovering hydrogen fluoride from aqueous fluosilicic acid solution |
| US4036938A (en) * | 1975-08-28 | 1977-07-19 | Reed Richard S | Production of high purity hydrogen fluoride from silicon tetrafluoride |
| US4056604A (en) * | 1972-08-24 | 1977-11-01 | William Henry Thompson | Production of hydrogen fluoride |
| RU2311345C1 (ru) * | 2006-02-20 | 2007-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки цирконового концентрата |
| RU2537172C1 (ru) * | 2012-08-30 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые химические продукты" | Способ получения фторида водорода |
| RU2641819C2 (ru) * | 2016-02-11 | 2018-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Химический завод фторсолей" | Способ утилизации отходов производства, содержащих фторсиликаты |
-
2018
- 2018-03-01 RU RU2018107639A patent/RU2691348C1/ru active
- 2018-06-21 US US16/332,689 patent/US20210284532A1/en not_active Abandoned
- 2018-06-21 WO PCT/RU2018/000411 patent/WO2019168431A1/ru not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3128152A (en) * | 1961-10-10 | 1964-04-07 | Cabot Corp | Process for recovering hydrogen fluoride from aqueous fluosilicic acid solution |
| US4056604A (en) * | 1972-08-24 | 1977-11-01 | William Henry Thompson | Production of hydrogen fluoride |
| US4036938A (en) * | 1975-08-28 | 1977-07-19 | Reed Richard S | Production of high purity hydrogen fluoride from silicon tetrafluoride |
| RU2311345C1 (ru) * | 2006-02-20 | 2007-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" | Способ переработки цирконового концентрата |
| RU2537172C1 (ru) * | 2012-08-30 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые химические продукты" | Способ получения фторида водорода |
| RU2641819C2 (ru) * | 2016-02-11 | 2018-01-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Химический завод фторсолей" | Способ утилизации отходов производства, содержащих фторсиликаты |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Р.Ф. Лидин и др. Неорганическая химия в реакциях, Справочник, М., 2007, с.549-550. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019168431A1 (ru) | 2019-09-06 |
| US20210284532A1 (en) | 2021-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3981815A (en) | Process for utilizing collected material removed from effluent gas | |
| US20220212929A1 (en) | Integrated processes for treatment of an ammonium fluorosulfate byproduct of the production of bis(fluorosulfonyl) imide | |
| RU2691348C1 (ru) | Способ получения фторида водорода из гексафторкремниевой кислоты | |
| RU2669838C1 (ru) | Способ получения фторида водорода из водного раствора гексафторкремниевой кислоты | |
| GB1413333A (en) | Process for producing silica and hydrogen fluoride from waste gases containing silicon- and fluorine containing compounds | |
| KR870001113A (ko) | 칼슘 플루오 실리케이트의 제조 방법 | |
| CN103074504A (zh) | 一种电加热内热法分解混合型稀土精矿的方法及其电热分解槽 | |
| CN113816349A (zh) | 利用含氟废弃物合成五氟化磷的方法 | |
| EP0110457A1 (en) | Method of desulfurizing waste gases containing sulfur dioxide | |
| CN117619866B (zh) | 一种污泥焚烧飞灰的磷资源回收方法 | |
| US3914398A (en) | Process for making anhydrous hydrogen fluoride from fluosilicic acid | |
| RU2691347C1 (ru) | Способ переработки гексафторкремниевой кислоты с получением фторида водорода | |
| US3689216A (en) | Production of hydrogen fluoride from fluosilicic acid | |
| CN112645287A (zh) | 一种含氟硫酸的回收利用方法 | |
| US20100287827A1 (en) | Process for obtaining treated coal and silica from coal containing fly ash | |
| CA1131881A (en) | Process for producing hydrogen fluoride | |
| JP3940651B2 (ja) | フッ化水素酸の回収方法 | |
| RU2757017C1 (ru) | Способ получения фторида водорода из смеси дифторида кальция и диоксида кремния | |
| JPH09206765A (ja) | 湿式酸化方法 | |
| CN104591224B (zh) | 生产高锰酸钠产生的废渣的处理方法 | |
| JP2000107559A (ja) | 飛灰および排煙処理方法 | |
| JP6276281B2 (ja) | 混合溶液の処理方法 | |
| KR20100092556A (ko) | 혼합폐산으로부터 선택적 침전을 통해 불산을 분리하는 방법 및 그 시스템 | |
| CN120534995A (zh) | 一种以六氟磷酸锂副产含氟盐酸为原料制备聚合氯化铝的方法 | |
| RU2487082C1 (ru) | Способ получения фторида кальция |