ПОЛУЧЕНИЕ КРИОЛИТА

Расплавленный криолит с добавками других фтористых солей в настоящее время является единственной средой для растворения и электролиза глинозема.

Криолит встречается в природе, однако известно только одно его промышленное месторождение — на западном побережьи Гренландии. Поэтому все страны получают криолит, а также AlF3 и NaF искусственно из плавикового шпата.

Из природного плавикового шпата получают концентрат, содержащий до 96% CaF2. Из концентрата криолит и другие фтористые соли получают кислотным способом (рис.). Плавиковый шпат нагревают в смеси с крепкой серной кислотой до 200° С в трубчатых вращающихся печах; при этом получается фтористый водород и сульфат кальция по реакции

CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF.

Наряду с фтористым водородом образуется кремнефтористый водород:

SiO2 + 4HF = SiF4 + 2Н2O,

SiF4+2HF = H2SiF6.

Необходимо отметить, что вся аппаратура этого производства требует тщательной герметизации, так как выделяющиеся газы очень ядовиты.

34353b30424c 413539473041-22

Рис., Технологическая схема производства криолита кислотным способом

Последняя реакция протекает обычно вне печи (в газоходах и башнях). Газообразные продукты реакции поглощаются водой в башнях, в результате чего получается раствор плавиковой кислоты с примесью кремнефтористоводородной кислоты.

Для очистки плавиковой кислоты к ней добавляют соду, причем выпадает малорастворимый кремнефтористый натрий

H2SiF6 + Na2CO3 = Na2SiF6 + H2O + CO2

Эта операция по аналогии с очисткой растворов от кремнезема в глиноземном производстве называется обескремниванием.

В Очищенной плавиковой кислоте сначала растворяют строго по расчету гидроокись алюминия в соответствии с реакцией

12HF + Аl2O3 • 3Н2O = 2H3AlF6 + 6Н2O.

Полученную фторалюминиевую кислоту в этом же аппарате нейтрализуют содой, в результате чего выпадает малорастворимый криолита

2H3AlF6 + 3Na2CO3 = 2Na3AlF6 + 3H2O + 3СО2

Криолиту отделяют от раствора, промывают и сушат при 140—160° С.

Для получения других фтористых солей плавиковую кислоту полностью нейтрализуют гидратом окиси алюминия (для получения AlF3), либо содой (для получения NaF).

Кислотный способ производства криолита имеет серьезные недостатки: высокую токсичность (HF и H2SiF6 — ядовитые газы), необходимость в дорогой кислотоупорной аппаратуре, низкое извлечение фтора в криолит.

Pазработаны и другие способы получения криолита, которые пока не получили промышленного применения. Заслуживает внимания щелочной способ получения криолита, разработанный Б. А. Кузьминым под руководством А. И. Лайнера. Сущность этого способа заключается в спекании плавикового шпата с поташом и аморфным кремнеземом (трепел и др.). Полученный спек, содержащий хорошо растворимый KF, легко выщелачивают и из отфильтрованного раствора содой осаждают кристаллы фтористого натрия. Вводя эти кристаллы в алюминатный раствор, осаждают натриевый криолит. Этот способ можно осуществлять в обычной стальной и чугунной аппаратуре. Протекающие процессы не связаны с выделением паров плавиковой кислоты и поэтому не вредны для обслуживающего персонала.

Статья на тему Получение криолита