Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Абсорбция и конденсация фтористого водорода

Абсорбция HF производится последовательно в нескольких свинцовых или пластмассовых башнях диаметром 2 м, высотой 6—8 м, заполненных коксом, угольными кольцами или деревян­ными рейками. Если используют стальные башни, то их гуммируют и футеруют в два слоя угольными блоками на бакелитовой за­мазке. Последняя башня орошается водой, и получаемая слабая кислота передается на орошение предыдущих башен противотоком газу. Из первой по ходу газа башни вытекает продукционная кислота. Для просасывания газов через систему за последней аб­сорбционной башней устанавливают гуммированный вентилятор. Такой вентилятор не может дать большого разрежения, и иногда, для уменьшения сопротивления системы, башни включают парал­лельно, попарно. С этой же целью иногда применяют полые башни, без насадки, в которых абсорбция идет на поверхности падающих капель жидкости. С газом, уходящим из абсорбционной установки, теряется менее 1 % фтора. Для обезвреживания этого газа его промывают раствором соды.

Кислота циркулирует с помощью эбонитовых насосов. Иногда ее охлаждают в змеевиковых холодильниках; это позволяет получать более концентрированную кислоту. Как видно из рис. 314 (стр. 1097), для получения стандартной плавиковой кислоты, содержащей 40% HF, при 25° требуется, чтобы концентрация HF в газе, поступаю­щем на абсорбцию, была выше 7 мг/л, а при 50° — выше 30 мг/л.

Основное количество получаемой кислоты обычно сразу же пе­рерабатывают на фтористые соли. В этом случае не стремятся получать концентрированную кислоту. Орошение башен водой ре­гулируют таким образом, чтобы в продукционной кислоте содер­жалось 28—30% HF.

На получение 1 т 100%-иого HF в плавиковой кислоте расхо­дуется: 2,55 т плавикового шпата (100% СаРг), 3,75 т серной кис­лоты (100% H2S04).

В абсорбционных башнях, помимо поглощения HF, происходит конденсация H2SiF6. Количество HgSiFe в «грязной» плавиковой кислоте, вытекающей из абсорбционной установки, зависит от со­держания Si02 в плавиковом шпате и колеблется от 2 до 10%. Очистку плавиковой кислоты от H2SiF6, дающую побочный про­дукт— кремнефторид натрия, производят обработкой ее содой в стальных гуммированных чанах с лопастными мешалками. Обра­зующийся по реакции

H2SiF6 + Na2C03 = Na2SiF6 + Н20 + С02

Плохорастворимый кремнефторид натрия выделяется в осадок, ко­торый отделяют отстаиванием или отфильтровывают на вакуум - фильтре и промывают водой. Промывную воду добавляют к плави­ковой кислоте, идущей на переработку во фтористые соли.

Применение избытка соды для осаждения Na2SiF6 недопустимо, так как при этом нейтрализуется часть HF и получаемый NaF также осаждается, а содержащаяся в плавиковой кислоте серная кислота (0,5—1,5%) переводится в Na2S04:

2HF + Na2C03 = 2NaF + Н20 + С02 H2S04 + Na2C03 «= Na2S04 + H20 + C02

При применении же стехиометрического количества соды, тре­буемого для очистки от H2SiF6, эти реакции не имеют значения, так

Как растворимость Na2SiF6 меньше, чем растворимость NaF и Na2SC>4, и потому имеющаяся в растворе кремнефтористоводород - ная кислота осаждает NasSiFg из этих солей по реакциям: 2NaF + H2SiF6 = Na2SiF6 + 2HF Na2S04 + H2SiF6 = Na2SiF6 + H2S04

В очищенной кислоте содержится немного H2SO4, NaF и неко­торое количества Na2SiF6, зависящее от концентрации HF и тем­пературы (рис. 325)135; содержание Na2SiFe несколько больше соответствующего его растворимости.

Заводы, перерабатывающие плавиковую кислоту в криолит, «те­ряют» значительную часть фтора, выпуская его в виде кремнефто­рида или фторида натрия, по­лучаемых в качестве побочных продуктов в процессе очистки «грязной» плавиковой кислоты. Чем меньше содержится Si02 в исходном плавиковом шпате, тем fg± меньше эти «потери». Впрочем, Kg получаемую при очистке пульпу £ кремнефторида натрия можно также переработать сначала в NaF, а затем взаимодействием NaF с A1F3 в криолит (стр. 1160)163. Рис -

Для получения плавиковой кислоты, не содержащей H2SiF6

Или Na2SiF6, предложено очищать печной газ от SiF4 до абсорбции HF. Очистка от SiF4 может быть осуществлена и сухим способом, при использовании в качестве поглотителей кислых фторидов ка­лия, натрия или бария, образующих кремнефториды, стойкие при температуре газа, выходящего из печи94.

Предложен 164 способ очистки газообразного HF от SiF4 в про­цессе абсорбции. Для этого газ нагревают до 150—500° и затем направляют в абсорбер, где за счет вносимого газом тепла идет разделение н концентрирование получаемых кислот — из нижней части колонны отбирают концентрированный раствор H2SiF6, а из средней 25—38%-ную плавиковую кислоту. Уносимая газом вода конденсируется в дефлегматоре. Для очистки технической плави­ковой кислоты от летучих примесей (H2S1F6, S02) рекомендуют 165 подвергать ее дистилляции, сопровождаемой продувкой воздухом или азотом под давлением 2,5 ат, при температуре в кубе 48°. Расход воздуха 25 кг на 1 кг HF, потери HF с отходящим га­зом 1%.

Описана166 опытно-промышленная установка для получения 80%-ной плавиковой кислоты двухступенчатой конденсацией HF из печного газа. В первой ступени конденсируются пары воды,

H2SO4, H2SiF6 и часть HF — конденсат отводится в виде «грязе­вой кислоты». Во второй ступени в трубчатом противоточном теп­лообменнике конденсируется кислота, содержащая 80% HF. Не- сконденсировавшаяся часть HF поступает на водную абсорбцию.