Способ получения фтористого калия

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 829565 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 15. 06. 79 (21) 2790656/23-26 (5I )lVL. Кл. с присоединением заявки М—

С 01 0 3/02

Гаоударстввнный комитет

СССР (23) Приоритет оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.05, 81, Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 17.05.81 (З) ЛК 661.832. . 361 (088. 8) (72) Автор изобретения

С. Л. Кравцов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИСТОГО КАЛИЯ

Изобретение относится к способам получения неорганических фтористых солей и может быть использовано для получения фтористого калия безводного как технического, так и реактивной квалификации.

Известен способ получения фтористого калия путем взаимодействия хлористого калия и кремнефтористово дородной кислоты по реакции ,К 51 +4КОН--.э6КГ+510 +2Н Э. Получают безводный продукт с выходом 99% и содержанием основного вещества 99,7%.

Э

Однако данный способ обладает недостаточно высоким выходом продукта и наличием сложной операции полного отделения образующейся двуокиси кремния от продукта.

Известен также способ получения фтористого калия путем взаимодействия 10-20% раствора гидроокиси калия с газообразным фтористым водо-.. родом. В реактор-нейтрализатор заливают дистиллированную воду, на

t него устанавливают барабан с едким

1калием, в отверстие его вставляется форсунка и циркуляцией дистиллированной воды насосом щелочь вымывают до концентрации 10-20%. Затем под слой раствора подают газообразный фтористый водород. Операцию вымывания щелочи и нейтрализации ее фтористым водородом производят несколько раз. Раствор (расплав) калия фтористого двухводного насосом подают в отстойник. 11отак периодически вымывают водой и сливают в канализацию кислых стоков. После отстоя раствор подают на фильтрацию на нутч-фильтр и собирают в сборнихе.

Расплав калия фтористого двухводного самотеком поступает на кристаллизацию в кристаллизатор .барабанного типа, вращающийся в ванне. Хладоносителем в процессе кристаллизации является рассол с -15 С, подаваео иый во вращающийся барабан. Температуру плава в ванне кристаллизато20

Поставленная цель достигается

30 предлагаемым способом получения фтористого калия, заключающимся во взаимодействии раствора гидроокиси калия с фтористым водородом и фильтрации полученного раствора, причем гид35 роокись калия берут с массовой долей 50-65%, взаимодействие ведут при 60-100 С и рН = 7,5-9,5, а после фильтрации раствор упаривают досуха.

Верхний предел концентрации гидроокиси калия в водном растворе ограничивается его растворимостью в воде при .температурах осуществления син.теза (49% при 0 С, 65% при 100 С).

Снижение содержания гидроокиси калия в растворе (менее SO.ìàñ.Öâåäåò к значительному повьппению времени процесса. Верхний предел температуры ограничивается температурой кипения растворов, а нижний (не менее 60 С) определяется фазовым составом, что осложняет возможность пойучения безводной соли. Ниже 60 С

О имеет еще место частичное образование кристалтюгидрата. Увеличение количества образующейся водной соли, выпадающей из раствора в виде расплава, способствует понижению рН раство50

3 82956 ра поддерживают в пределе 30-50оС .изменением количества горячей воды, подаваемой в рубашку ванны. Закристаллиэовавшийся плав калия фтористого двухводного ножами срезают с поверхности барабана и по лотку подают на отжим в центрифугу. Пере-, лив из ванны кристаллизатора осуществляют в емкость, откуда насосом расплав возвращают в сборник. 10

Маточный, раствор после отжима собирают в сборнике и насосом передают в реактор, где вместе с дистиллированной водой используют .для вымывания целочи. Получают 1s готовый продукт KF-2H, О, выход по

ИГ 57%, по K0H 54%. Чистота целевого продукта марки ч. — 98,5Х, марки: ч.д.а — 99,5Х.

Недостаток этого способа — невозможность получения безводного целевого продукта, низкий выход продукта и длительность процесса (60 ч).

Цель изобретения — получение безводного продукта, повышение выхода 25 продукта по КОН до 99,7Х. по HF до

99,4%. и сокращение времени процесса. до 10-15 ч.

5 4. ра в процессе нейтрализации. Более низкий рН раствора, чем 7,5, приводит (вследствие неравномерности смешения реагентов) и к частичному образованию фтористого калия кислого (KF-HF), в результате чего снижает" ся выход продукта. Поддержание рН в процессе нейтрализации и в конце реакции вьппе 9,5 не является необходимостью (с точки зрения получения фтористого калия в виде безводной соли), кроме того, излишнее содержащее щелочи в растворе сокращает продолжительность работы катионитного фильтра до его регенерации. Осуществление катионитной очистки раствора перед направлением его в распылительную сушилку обеспечивает получение соли весьма высокой чистоты, в том числе и полностью свободной от примеси гидроокиси калия.

Сушку продукта осуществляют при температуре не ниже 100 С, так как удаление кристаллизационной воды из соли при температуре ниже 100 С (даже под вакуумом) весьма затруднено. Верхним пределом сушки является температура не выше 300-350 С, выше которой имеет место значительная термическая диссоциация соли (кг) .

Пример . В емкость с дистиллированной водой загружают твердую гидроокись калия. Полученный водный раствор с массовой долей 64-65% проходит через фильтры, где отделяют механические примеси и центробежным насосом непрерывно подают в ферреактор, работающий в турбулентном режиме. Перед входом в ферреактор раст-. вор смешивают с фтористым водородом, подаваемым в виде жидкостиили газа. Перемешивание в реакторе осуществляют с помощью циркуляционного насоса. Теплоту, выделяющуюся в. процессе реакции, отводят за счет тепла испаряющейся воды, кото-, рую вместе с примесью фтористого водорода конденеируют в обратных конденсаторах и возвращают в ферреактор. Температуру в ферреакторе поддерживают (за счет испарения воды и охлаждения потока в циркуляционном контуре) равной 95-100 Ñ. Остаточное давление в системе поддерживают при этом равными 45Î-760 мм рт. ст, Нолученный раствор фтористого калия непрерывно отводят в реакторы, 82956 работающие в непрерывном или циклично-непрерывном режиме. Температуру в реакторе поддерживают 95-100 .С и рН в пределе 8,5-9,0. рН корректируют введением фтористого водорода или раствора гидрокиси калия. Раствор с рН 8,5-9,0 проиходт фильтры, где отделяют нерастворимые и механические примеси, и поступает в сборник. Для получения безводной соли (фтористого !О

5 6калия безводного) температуру в сборнике. поддерживают 95-l00 С. Раствор о из сборника циркуляционным насосом подают в испарительную сушилку. Рас" пыление и сушку осуществляют с помощью .нагретого до 250-350 С воздуха.

Данные по выходу продукта в зависимости от массовой доли раствора гидроокиси калия, температуры и рН процесса приведены в таблице.

829565 о

О О Î r CO Oi л л л л л л л

Ф Ch «h Ф 00 Ch Ch

«h О 01 Ch О О\ ОЪ

O О - О л л л л л л

Ф Ch CO Ch 00 Ch CO

О1 Ch О1 О СЬ О\ О1

01 СЧ О\ л л л

00 О\ CO

Ch Ch Ch

«h Ю 1Г1 с 1 00 л л л л

o и

o — о о о

С 1, и С 1 < 1 -4 о л л л л л л л

1 О Г О О О и сЧ с ю o o o о л л л л л Crl О

CO — O O O

О1

o o o o o л, л л л л

01 О1 О\ О1 CO

1 I 1 1

Л г 1 Л л л л л л

00 00 00 CO 1 о о о о о

О О Ф о о о О О Ch

I 1 1 1 I l л и о а е л

О О\ 1О 00 Ch О1 О\ е д л е и л О. Ю О МЭ лО О О

1, гi I I I I 1 .4 б б О О О О О О

4 О л л л

«h Ch 00 О

О СЛ «h <> л л (Г)

«4 л

О О1

О1

Ю о о о л

Ch а л л

00 Ch

1- 1

CO О1

829565

-Формула изобретения

Составитель Л. Ситнова

Редактор Т. Гыршкан Техред Е Гаврилешко Корректор В. Бутяга

Заказ 3609/71 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

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

Предлагаемый способ позволяет получать безводный продукт с содержанием воды 0,1Х, повысить выход продукта и сократить время процесса с 60 ч до 10-15 ч, Способ получения фтористого калия путем взаимодействия раствора гидроокиси калия с фтористым водо.- . родом и:фильтрации полученного раствора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью получения безводного продукта, повышения его выхода и сокращения времени процесса, гидроокись калия берут с массовой долей 50-65Х, взаимодействие ведут при 60-100оС и рН=7,5-9,5, а после

10 фильтрации раствор упаривают досуха.