химический каталог




Синтез минералов. Том 2

Автор Ю.М.Путилин, Ю.А.Белякова, В.П.Голенко и др

ром при высоких температурах. В этих условиях возможно получение HF за счет разрыва связи Si—F. Тетрафторид кремния термодинамически устойчив. Средняя энергия разрыва связи Si—F составляет 594±8 кДж, энтальпия его образования ДЯгэ8°= 1,616 кДж/моль, энтропия AS298° = 291,7 Дж/ /(моль-К); теплоемкость Сргм = 73,628 Дж/(моль-К), температура сублимации SiF4—95 °С [12].

Пирогидролиз SiF4 по схеме SiF4 + 2H20->-Si02+4HF привлек внимание исследователей в связи с возможностью одновременного получения диоксида кремния и фтористого водорода. Однако практическое воспроизведение процесса сопряжено с трудностями. Низкое значение константы равновесия этой реакции, выраженное уравнением IgKp — 5,547—6383 (7"), свидетельствует о необходимости для получения безводного фтористого водорода весьма высоких температур.

В литературе описан метод переработки фторсодержащих соединений методом высокотемпературного гидролиза [12]. При обработке материалов, содержащих СаРг и Si02, парами воды при температуре 1000 °С происходит реакция

2CaF, + 3Si02 -»- 2CaSiO» + SiF4.

П 163

ВОДА

При температуре 1300°С взаимодействие протекает достаточно интенсивно, а при 1450°С заканчивается через 3—5 мин. При повышении температуры SiF4 гидролизуется по реакции

2SiF4 + 2Н20SiOa + 4HF.

Диссоциация заметна при 2200 °С: SiF4 (г) =SiF3 (г)+F (г) 4-+ 947,34 кДж. Установлено, что при 1400—1700°С возможно получение газовых смесей, содержащих 33—50 % HF при степени превращения SiF4>99 %. При Н20: SiF4 от 7,8 до 30,0 степень превращения SiF4 практически не зависит от концентрации Н20, а определяется только температурой и временем контакта реагентов.

В [12] упоминается метод переработки SiF4 при 800—Ю00°С с гидролизацией в токе водяного пара с образованием Si02 и HF.

Разработанная схема удаления из электропечи и последующей нейтрализации тетрафторида кремния основана на известной реакции с известковым молоком (рис. 57).

Отвод и нейтрализация SiF„ проводятся следующим образом. Из печи / горячий газ SiF4 в смеси с воздухом поступает в ресивер 2, откуда под избыточным давлением подается в абсорбер 6, где происходит его поглощение водой с образованием кремнефто-ристоводородной кислоты H2SiF6 и оксида кремния. Очищенный от SiF4 воздух выводится в атмосферу. Из раствора удаляется осажденная кремнекислота, а раствор поступает в нейтрализатор (10) с гидроксидом кальция, где происходит реакция

H,SiFe + ЗСа (ОН)2 -v 3CaF2| + Si02 + Н:0164

Фтористый кальций и диоксид кремния, выпавшие в осадок, отделяются на фильтре 8, а раствор, отвечающий санитарным нормам, сливается в канализационную систему.

Все описанные выше методы нейтрализации SiF4 приводят, в конечном счете, к получению продуктов, которые не могут быть использованы вторично при синтезе муллита. Однако существуют процессы переработки SiF4, в результате которых получают фторид алюминия и оксид кремния, т. е. исходные компоненты, входящие в состав шихты для синтеза муллита. Наиболее перспективным представляется процесс переработки кремнефтористо-водородной кислоты H2SiF6, образующейся при поглощении SiF4 водой, путем ее взаимодействия с гидроксидом алюминия [12]. Авторы предположили, что реакция проходит в две стадии: 1) 3H2SiF„ + 2А1 (ОН)3- Al2 [SiFfi]3 + 6Н20; 2) Al2[SiF„]3 + 6H0 = 2AlF3 + 3Si02+ 12HF 12HF + 4А1 (ОН)3 - 4A1F3 + 12НгО. Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом: H2SiFe + 2А1 (ОН), = 2A1F3 + Si02 j + 4Н20.

На первой стадии, которая происходит в течение 1—3 мин при температуре кислоты 50—90 °С, нейтрализуется 30% всех титрируемых щелочью ионов водорода, а на второй, которая протекает в десятки раз медленнее первой,— остальные 70 %, Значение рН суспензии вначале резко увеличивается, а затем (на второй стадии) остается практически постоянным, так как разрушение ионов SiF62~ не вызывает его изменения. Установлено, что поверхность гидрооксида алюминия оказывает катализирующее действие на процесс разложения Al2[SiF6]3; степень разложения Al2[SiFR]3 зависит от температуры раствора, времени разложения, количества и качества введенного в раствор гидроксида алюминия.

Для промышленного получения фторида алюминия используется кремнефтористоводородная кислота (12—16%-ная). Уменьшение концентраций кислоты ниже 12 % вызывает образование активного диоксида кремния, что ухудшает процессы фильтрации и отмывки осадка.. Повышение концентрации кислоты более 16 % может привести к кристаллизации фторида алюминия и потере его со шлаком при фильтрации [12].

Процесс получения фторида алюминия — периодический, что объясняется метастабильностью образующихся растворов. В реакторе кислота нагревается острым паром до температуры 80— 90°С при непрерывном перемешивании. Продолжительность на-, гревания составляет 15—20 мин. После достижения установленной температуры кислоты поступление пара прекращается, и в течение 15—20 мин в реактор подают гидроксид алюминия. К концу реакции свободная кислотность составляет 0,5—3 г/л.

Взаимодействие H2SiFs с гидроксидом алюминия — эндотермический

страница 62
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

Скачать книгу "Синтез минералов. Том 2" (3.08Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обучение наладки пластавтоматов
линзы для глаз наруто цена
akma v3-402
купить шашки на такси в спб

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)