Бібліографічний опис:
При виробництві каустичної соди має місце утворення відходу - сульфатного розсолу, що містить хлорид, сульфат і гідроксид натрію. Даний відхід в даний час не знаходить кваліфікованого застосування і є джерелом забруднення навколишнього середовища.
На підприємствах з випуску фосфоровмісних мінеральних добрив на стадії отримання екстракційної фосфорної кислоти (ЕФК) шляхом сірчанокислотного розкладання фосфатної сировини в якості побічного продукту утворюється фторокремніевая (ФКК) кислота [1]. Вихід даного відходу в перерахунку на 100% F становить: 50 кг при випуску ЕФК в перерахунку 1 т Р2 ПРО5 з Хибинского апатитового концентрату і 25-30 кг 100% F / т Р2 ПРО5 - при використанні фосфоритів Каратауського родовища. Продукционная фторокремніевая (кремнефтористоводнева) кислота містить 12-20% H 2 SiF 6 і домішки фосфорної кислоти до 0,03% в перерахунку на Р2 ПРО5 і 0,5-1,5% розчиненого діоксиду кремнію [2].
В даний час, в основному, фторокремніевая кислота переробляється в фтористий алюміній і фторосілікат натрію (ФСП, кремнефторід натрію).
Фторосілікат натрію отримують взамодействия фторокремніевой кислоти з розчином кухонної солі (хлоридні метод) [3, 4], сульфату натрію (сульфатний) [5, 6], гідроксиду [7] або карбонату натрію (содовий). Вищевказані методи характеризуються протіканням процесів взаємодії кислоти з НАТРІЙ реагентами з утворенням осаду фторосилікати Катруся за таких реакцій:
В даний час отримання фторосилікати натрію в підприємствах по виробництву фосфоровмісних мінеральних добрив здійснюється содовим методом шляхом нейтралізації продукционной фторокремніевой кислоти розчином кальцинованої соди (18-20% Na 2 CO 3) при рН реакційної суміші 1,8-3,0. Далі отримана суспензія фторосилікати натрію відстоюється з отриманням згущеної пульпи, сушка якої проводиться в апаратах киплячого шару [8-13]. Технічний продукт випускається по ГОСТ 87-77 або ТУ 113-08-587-86 як мелкокристаллического порошку білого кольору. Продукт вищого сорту містить не менше 98%, першого сорту - не менше 95% Na 2 SiF 6.
Лабораторні дослідження проводились з використанням:карбонату натрію по ГОСТ 5100 у вигляді 15% -ного водного розчину.
При виробництві каустичної соди утворюється відхід - так званий сульфатний розсіл, що містить хлорид і сульфат натрію, а також гідроксид натрію. При кімнатній температурі сульфатний розсіл є істинний розчин щільністю 1,21-1,22 г / см 3.
Освіта фторосилікати натрію при взаємодії ФКК з компонентами сульфатного розсолу грунтується на протікання хімічних реакцій обміну з хлоридом і сульфатом натрію і нейтралізації кислоти гідроксидом натрію. В результаті виділяються соляна і сірчана кислоти (за рівнянням реакцій 1 та 2). У зв'язку з цим реакційна маса має сильнокислую середу, показник рН = 0,10-0,15.
Результати лабораторних досліджень по отриманню фторосилікати натрію на основі сульфатного розсолу наведені в таблиці 1.
При використанні вихідного сульфатного розсолу без розведення отримана реакційна суміш характеризується нечіткою кордоном рідкої і твердої фаз і дуже поганий фільтровану (досвід 1). Тому в подальшому застосовували сульфатний розчин, розведений водою в об'ємному співвідношенні 1: 1. При веденні процесу шляхом додавання до кислоті сульфатного розсолу, оптимальними є наступні умови: температура - 45-55ºС, тривалість перемішування - 20-30 хв, розведення сульфатного розсолу водою 1: 1, декантація реакційної суміші і подальша фільтрація суспензії ФСП (досвід 4). При зворотному методі оптимальні умови синтезу ФСП досягаються при здійсненні процесу при температурі 20-25ºС (досвід 6). Цільовий продукт містить 99,1-99,2% основної речовини і відповідає вищому сорту.
Зміна умов проведення процесу від оптимальних призводить до різкого погіршення фільтрованості суспензії і зниження якості продукту.
Матковий розчин, що містить соляну і сірчану кислоти, хлорид і сульфат натрію і сполуки фтору в кількості 0,2-0,4%, може бути утилізований на стадії розкладання фосфатного сировини при виробництві екстракційної фосфорної кислоти.
Результати лабораторних дослідів по отриманню ФСП на основі сульфатного розсолу
* -прямий метод: додавання до фторокремніевой кислоті розведеного сульфатного розсолу
** - зворотний метод: додавання до розбавленому сульфатному розсолу фторокремніевой кислоти
Таким чином, експериментально підтверджена технологічна можливість і доцільність виробництва фторосилікати натрію з використанням сульфатного розсолу - відходу виробництва їдкого натру. Визначено оптимальні умови отримання фторосилікати натрію, що дозволяють отримувати цільовий продукт, що відповідає вимогам ТУ. Застосування сульфатного розсолу в якості НАТРІЙ сировини при виробництві ФСП дозволить кваліфіковано утилізувати відхід виробництва, при цьому значно знизити собівартість продукції, що випускається за рахунок заміни дефіцитного і дорогого реагенту - кальцинованої соди.
Зайцев В. А. Новиков А. А. Родін В. І. Виробництво фтористих з'єднань при переробці фосфатного сировини. // М. Хімія. 1982. 248с.Технологія фосфорних і комплексних добрив. Під ред. Евенчік С. Д. та. Бродського А. А. // М. Хімія.1987.
Основні терміни (генеруються автоматично). фторосилікати натрію, сульфатного розсолу, кремнефтористого натрію, кремнефторіда натрію, отримання кремнефтористого натрію, отримання кремнефторіда натрію, Спосіб отримання, каустичної соди, Спосіб отримання кремнефтористого, фторокремніевой кислоти, отриманням фторосилікати натрію, Na 2SiF 6 ↓, гідроксид натрію, виробництва каустичної соди, карбонату натрію, сульфат натрію, Спосіб отримання кремнефторіда, кислоти гідроксидом натрію, суспензія фторосилікати натрію, мінеральних добрив.