Способ получения фтористого кальция

 

-:с*- ..—

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ;

„„664554

Cases Советсиии

Социаимстичесиик

РЕСПУбЛИН

К ПАТЕНТУ (61} Jlîïîëíèòåëüíûé к патенту (22) ЗаявлЕно 150274 (21) 1999119/23-26 (23) ПриоритЕт — (32) 17.02. 73 (31) Р 2307897.9 (33) ФРГ

Я (51) М. Кл.

С 01 F 11/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УПК661 ° 842 (088.8) Опубликовано250579.. Бюллетень №19

Дата опубликования описания 25,05,79

Иностранец

Бернард Шпрекельмейер (72) Автор .изобретения

Иностранная фирма Байер АГ (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИСТОГО КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к способам получения фтористого кальция, который используется в химической промышленности.

Известен способ получения фторис- 5 того кальция, который заключается во взаимодействии 2,5-6%-ного водного раствора гексафторкремниевой кислоты с тонКоизмельченным карбонатом кальция при 1,7-54,5 С и рН 3,5-6,7 с пос- 10 ледующим отделением целевого продукта фильтрацией, провывкой водой и сушкой (1) .

Недостаток этого способа заключается,в том, что целевой продукт со- 15 держит 4-7% 810а и потеря фтора сос- тавляет 14-16Ъ. Кроме того, осадок имеет неудовлетворительные фильтрующие свойства, в результате чего продолжительность фильтрации составля- 20 ет, по крайней мере, 6 ч.

Известен также способ получения фтористого кальция путем двустЩийной обработки водного раствора гексафторкремниевой кислоты:на первой стадии водный раствор, содержащий до 4Ъ гексафторкремниевой кислоты, подвергают взаимодействию с карбонатом кальция в твердом виде, взятым в количестве до

85% от стехиометрически необходимого, З0

2 при температуре 1,7-37,8 С и рН 3,5.5; образующийся фтористый кальций отделяют фильтрацией, фильтрат, содержащий гексафторкремниевую кислоту и двуокись кремния, подвергают взаимодействию с карбойатом кальция в твердом виде при рН 7-7,3 с последующим отделением осадка фильтрацией, промывкой и сушкой его (2).

Однако при этом способе потери фтора составляют 4-10%. Продукт имеет неудовлетворительные фильтрующие свойства, в результате чего продолжительность процесса фильтрации составляет

60-100 мин. . Цель изобретения — снижение потерь фтора и улучшение фильтрующих свойств осадка.

Это достигается предлагаемым способом получения фтористого кальция, заключающимся в двустадийной обработке водного раствора гексафторкремниевой кислоты карбонатом кальция, взятом в количестве 93-107% от стехиометрически необходимого, причем на первой стадии водную суспензию, содержавшую 84,798,5% карбоната кальция от стехиометрически необходимого, обрабатывают5-30%-ным водным раствором гексафтор,кремневой кислоты при рН, равном 2-3, 664554 а. на второй стадии в пульпу дополни тельно вводят карбонат кальция в коли честве 5-9,9Ъ от стехиометрически необходимого, с последующим отделением осадка, промывкой и сушкой его.

Целесообразность выбранных параметров процесса обусловлена следующим: при использовании карбоната кальция в количестве менее 93% от стехиометрически необходимого возрастают потери фтора, использование карбоната кальция в количестве более 107Ъ от, 30 .стехиометрически необходимого эконо Мически невыгодно, так как приводит к перерасходу сырья. Количество карбоната кальция, используемого на первой и второй стадии процесса опреде лено экспериментально. Ведение процесса за пределами соотношений 84,798,5% на первой стадии и 5-9,9Ъ на второй, приводит к повышенным поте.рям фтора. Ведение процесса в интервале значений рН, равном 2-3, обеспечивает хорошие фильтрующие свойства осадки. Отклонение от этого предела приводит к уменьшению размеров крис таллов и увеличению продолжительности фильтрации.

Предлагаемый способ позволяет снизить потери фтора до 0,001-0,008Ъ и улучшить фильтрующие свойства осадка, .продолжительность процесса фильтрации сокращается до 15-60 мин.

Пример 1 ° 273 r молотого

98Ъ-ного известняка перемешивают с

2730 r воды для создания суспензии известняка, в которой отношение твер-. дых частиц к воде составляет 1:10. 35

Затем в эту суспензию добавляют 342 мл

28,8%-ной водной гексафторкремниевой кислоты (d =. 1,3) при перемешивании в течение 3 мин до 20 С. Через 5 мин выдержки (после реакции) в течение 40

2 мин добавляют еще 30 г известняка.

При этом рН суспензии увеличивается с 2,8 до 4,5. После этого суспензию . фильтруют. Получают 410 г осадка на .фильтре с содержанием воды 39% (сушка при 100 С) и 3185 г фильтрата (продолжительность фильтрации 60 мин при поверхности фильтра 200 см ) . В фильтре содержится 0,003Ъ Г и 1,45% S10@ После промывки водой получают твердый продукт, содержащий 91Ъ СаГ и

4% СаСО, остальное — примеси, содержащиеся в молотом известняке и в кислоте.

В этом примере обцее количество карбоната кальция на обеих стадиях составляет 94Ъ от стехиометрически необходимого. При этом на первой стадии карбонат кальция берут в количестве 84,7Ъ, а на второй — 9,3%.

Пример 2. 300 r молотого 60

98Ъ-ного известняка перемешивают с

2730 г воды с образованием суспензии, в которой Т:Ж составляет 1:9,1. При перемешиванни затем добавляют 342 ьж

28,8Ъ-ной водной гексафторкремниевой 65

I кислоты в течение 20 мин при 20 С.

После выдержки в течение 20 мин, во время которой рН повышают с 3 до 4,5 добавкой 35 г молотого 98%-ного известняка, проводят фильтрацию (продолжительность фильтрации составляет

40 мин при поверхности фильтра

200 см ) .

При этом фильтрат содержит 0,002Ъ иойов Фторида и 1,5% S10 Осадок на фильтре промывают водой и после сушки при 1000С получают твердый продукт, содержащий 85Ъ CaF 8% СаСО,ЗЪ SiO@g остальное — примеси, содержациеся в молотом известняке и в кислоте.

В этом примере обцее количество карбоната кальция на обеих стадиях составляет 95Ъ от стехиометрически необходимого. При этом на первой ста- дии карбонат кальция берут в количестве 85,1%, а на второй стадии-9,9%.

Пример 3. 273 г известняка перемешивают с 905 г воды для образования суспензии, в которой Т:Ж составляет 1:3,3, Добавляют при перемешивании 2487 мл 5Ъ-ной водной гексафторкремниевой кислоты в течение

20 мин при 15 C. Время выдержки после реакции составляет 5 мин, после чего в течение 5 мин добавляют еще

25 кг известняка. При этом значение рН повышается с 2,7 до 4,2. Затем фильтруют в течение 20 мин при поверхности фильтра 200 см;

Прн этом фильтрат содержит О, 008Ъ ионов Фторида и 1, б SiO После промывки содой и сушки при 100 С получают твердый продукт, содержащий

86% CaFz, 8Ъ СаСО и 2% SiOZ, осталь-, ное — примеси, Оодержациеся в известняке и кислоте.

В этом примере обцее количество карбоната кальция на обеих стадиях составляет 105-о от стехиометрически необходимого, причем на первой стадии карбонат кальция берут в количестве 96,2Ъ, а на второй — 8,8Ъ.

Пример 4. 2000 r 98,5Ъ-ного молотого известняка суспендируют в

20 мл воды (Т."Ж = 1:10) и добавляют в течение 20 мин при перемешивании

4025 г .27%-ного раствора гексафторкремниевой кислоты, при этом рН равняется .2,1, а через 10 мин — 2,5.

В течение дальнейших 3 мин при перемешивании добавляют 137 r молотого из" вестняка, вследствие чего значение рН повышается до 4,1. Затем суспензию центрифугируют и фильтруют в течение 15 мин. Сухой осадок содержит

45,7% фторида, что соответствует содержанию фторида кальция, равному

94Ъ. Кроме того, осадок содержит

l,5Ú SiOZ 3% СОСО> остальное — примеси, содержащиеся в молотом известняке и кислоте. Фильтрат содержит

0,002% ионов фторида.

6645

В. этом примере общее количество карбоната кальция на обеих стадиях составляет 93% от стехиометрически необходимого, причем на первой стадии карбонат кальция берут в количестве 87,5Ъ, а на второй стадии — 5,5%.

Пример 5. 182 г 97,3Ъ-ного 5 молотого известняка суспендируют в

1 л воды (Т:Ж = 1:5,5) и в течение

20 мин при перемешивании добавляют

370 r 25Ъ-ного раствора гексафторкремниевой кислоты, при этом значение )p рН равняется 2,2, а через 10 мин 3,0..

Затем, при дальнейшем перемешивании добавляют в течение 30 с 10 г молотого известняка, вследствие чего значение рН повышается до 4,0. Затем суспенэию центрифугируют и фильтруют в течение IS мин. Сухой осадок содержит 45,3% фторида, что соответствует содержанию фторида кальция, равному

93%. Кроме того, осадок содержит еще

2% 810 3,5Ъ СаСОб остальное — приме си, содержащиеся в молотом известняке и кислоте. Фильтрат содержит

0,001% ионов фторида. В этом примере общее количество карбоната кальция на обеих стадиях составляет 97Ъ От сте- 25 хиометрически необходимого, причем на первой стадии карбонат кальция берут в количестве 92Ъ, а на второй стадии — 5%, Пример 6. 460 кг 98Ъ-ного мо-30 лотого известняка суспендируют в

690 м воды (Т:Ж = 1:15) и при переме 3. шивании в течение 20 мин добавляют

731 кг ЗОЪ-ного раствора гексафторкремниевой кислоты, причем значение рН снижается до 2,2. В течение 10 мин после подачи кислоты значение рН повышается до 2,9 ° Затем в течение

10 мин добавляют 41 кг молотого известняка,причем значение рН повышается до.4,3. Твердое вещество отде- 40 ляют в центрифуге (декантере) и его

54

6 получают в виде шлама с 45% воды.

Илам суспендируют в 1 м воды и снова декантируют. После сушки при 110 С твердое вещество содержит 95% CaF „

ЗЪ СаСО,1% 810, остальное — примеси, содержащиеся в известняке и кислоте. Отделенная эоль S10 содержит

0,02% растворенного фторида.

В этом примере oGUee количество карбоната на обеих стадиях составляет 107Ъ от стехиометрически необходимого, причем на первой стадии карбонат кальция берут в количестве

98,2Ъ, а на второй стадии — 8,8%.

Формула изобретения

Способ получения фтористого кальция путем двустадийной обработки водного раствора гексафторкремниевой кислоты карбонатом кальция и отделения осадка с последующей промывкой и сушкой его, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь фтора и улучшения фильтрующих свойств осадка, карбонат кальция берут в количестве 93-107Ъ от стехиометрически необходимого, причем на первой стадии водную суспензию, содержащую 84,798,5Ъ карбоната кальция от стехиометрически необходимого, обрабатывают

5-ЗОЪ-ным водным раствором гексафторкремниевой кислоты при рН, равноМ

2-3, а на второй стадии в пульпу дополнительно вводят карбонат кальция в количестве 5-9,9Ъ от стехиометрически необходимого.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СНА Р 2780521, кл.23- 88, 05.02.67.

2. Патент США Р 2780523, кл.23-88, 05.02.57.

Составитель В. Кириленко

Техред М. Петко Корректор Е. Папп

Тираж 530 Подписное .

И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 . Москва Ж-35 Ра шская наб. д» 4 5

PBQBKTop Л. Гпебенникова

Заказ 2837/56

ЦНИИП

L L

Филиал ППП Патент, г". Ужгород, ул. Проектная, 4