Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Фторид иатрия
Термическое разложение Na2SiF6
При rfarpeBaHHH в лабораторных условиях в течение 1 ч в муфельной печи Пли 20 мин во вращающейся печи при QQ0—620° степень разложения Na2SiF6 по реакции
Na2SiFe = 2NaF + SiF4
Достигает 98—100% 285. Выделяющийся SiF4 может быть вновь поглощен водой и переработан на Na2SiFe — на этом основана циклическая схема производства NaF термическим методом 286. Продукт содержит 85—88% NaF, до 1,5% Na2SiF6 и 8,5—10% не растворимого в воде остатка, состоящего в основном из Si02. Расход кремнефторида натрия при однократном использовании его составляет 2,34 г на 1 г фторида натрия, а при замкнутом процессе г использованием выделяющихся газов — 0,83 т (с учетом 10% потерь отвеса сырья, загружаемого в печь; при прокаливании гранулированного Na2SiF4 потери от уноса пыли значительно уменьшаются). Концентрация SiF4 в газе, получающемся при разложении Na2SiF6, составляет 2,5—8,6 объемн. %; с увеличением концентрации SiF4 разложение замедляется и качество продукта ухудшается. При улавливании этого вторичного SiF4 можно получить чистую кремнефтористоводородную кислоту с концентрацией 36—39% H2SiF6, которая может быть возвращена в производственный цикл или переработана в кремнефториды.
Содово-термический способ
Прокаливание Na2SiF6 в присутствии соды
Na2SiF6 = 2NaF + SiF4 SiF4 + 2Na2C03 = 4NaF + Si02 + 2C02 Na2SiFe + 2Na2C03 = 6NaF + Si02 + 2C02
Позволяет упростить производство NaF, так как отпадает надобность в переработке SiF^. В отходящих газах содержится лишь незначительное количество (0,04 %) SiF4.
Шихта из 47% кремнефторида натрия и 53% соды 287 увлажняется до содержания 25% воды с целью понижения температуры реакции в печи и уменьшения уноса материалов с газами. Шихта нагревается до 600° в трубчатой печи топочными газами, движущимися противотоком материалу. Зона максимальной температуры 580—600° находится на расстоянии 2 ж от выгрузочного конца печи. Печь длиной 10 м, диаметром 0,9 м при 1,3 об/мин имеет производительность 250—300 т продукта в месяц. Продукт охлаждают в шнековом водяном холодильнике, размалывают и расфасовывают в фанерные барабаны. Он содержит 70—74% NaF вместо 85—88% при бессодовом разложении. Более низкое качество продукта вследствие повышенного содержания в нем Si02, так же как и необходимость расходования соды, являются недостатками метода. Расходные коэффициенты на 1 т 70%-ного фторида натрия по полузаводским данным: 0,675 т соды (100% Na2C03), 0,61 т (с учетом потерь до 10%) кремнефторида натрия, 0,16 т условного топлива, 180 кет • ч электроэнергии, 40 м3 воды.
Содовый способ
Этот способ получения NaF из отходящих газов, заключающийся в промывке их содовым раствором, наиболее прост. Абсорбция SiF4 по реакции
SiF4 + 2Na2C03 + 2Н20 = 4NaF + Si02 • 2Н20 + 2С02
И осаждение NaF осуществляются в одной операции. Однако при этом получается смесь NaF с Si02-2H20, полное разделение которой затруднительно (громоздко и дорого).
По этому методу можно получить и раствор NaF, практически свободный от кремневой кислоты 208, абсорбцией кремнефтористых газов столь разбавленным содовым раствором, чтобы образующийся NaF полностью в нем растворялся. В растворах, содержащих менее 1% Na2C03, растворимость NaF при 20—100° практически равна его растворимости в воде (~4%). В более концентрированных растворах, содержащих 10—28 % Na2C03, растворимость NaF в указанном интервале температур ~1%.
Суспензию кремнегеля в растворе NaF разделяют отстаиванием и центрифугированием. Промывные воды от промывки шлама используют для растворения соды. Шлам можно и не промывать, так как раствор разбавленный и потери NaF в шламе не очень велики.
Аналогичным способом можно получать не содержащие кремния растворы NaF из Na2SiF6 или из технического фторида натрия, загрязненного соединениями кремния.
Эффективное отделение кремневой кислоты от раствора NaF достигается добавкой реагента (с 50—100%-ным избытком от стехиометрического), содержащего в 1 л 20 г ZnO, 40 мл аммиачной воды и 40 г (NH4)2C03. При кипячении раствора аммиак улетучивается. Очищенный таким способом раствор NaF может быть переработан в криолит, содержащий всего 0,03% Si02288.