Влияние на кинетику процесса получения фтористого алюминия примеси соляной кислоты

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ВЛИЯНИЕ НА КИНЕТИКУ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИСТОГО АЛЮМИНИЯ ПРИМЕСИ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ Ширинова Д.Б. Email: Shirinova630@scientifictext.ru

Ширинова Дурдана Бакир кызы - доцент, кафедра нефтехимической технологии и промышленной экологии, химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджанская Республика

Аннотация: исследован процесс получения фтористого алюминия с кремнефтористоводородной кислотой, содержащейся примеси соляной кислоты-ионы хлора. Изучено влияние иона хлора на кинетику процесса взаимодействия гидроокиси алюминия с кремнифтористоводороднной кислотой. В лабораторных условиях получены аналитические данные фтористого алюминия, полученного кремнефтористоводородной кислотой с примесью соляной кислоты. Определено, что наличие иона хлора в кремнефтористоводородной кислоте не оказывает существенного влияния на кинетику процесса. Расходный коэффициент гидроокиси алюминия получается завышенным 5-7%, против расчетного.

Ключевые слова: фтористый алюминий, кремнефтористоводородная кислота, примеси соляной кислоты, остаточная кислотность.

INFLUENCE ON KINETICS OF PROCESS OF RECEIVING FLUORIC ALUMINIUM OF IMPURITY OF HYDROCHLORIC ACID

Shirinova D.B.

Shirinova Durdana Bakir kyzy - Associate Professor, CHAIR OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY AND INDUSTRIAL ECOLOGY, CHEMISTRY-TECHNOLOGICAL FACULTY,

AZERBAIJAN STATE UNIVERSITY OF OIL AND THE INDUSTRY, BAKU, REPUBLIC OF AZERBAIJAN

Abstract: the process of obtaining aluminium fluoride catalyst with the acid contained the impurities of hydrochloric acid-chlorine ions. The influence of chlorine ions on the process kinetics of interaction of aluminum hydroxide with siliconfluorideoxygen acid. In laboratory conditions, the obtained analytical data of aluminium fluoride obtained by acid catalyst is mixed with hydrochloric acid. Determined that the presence of chlorine ions in the acid catalyst has no significant effect on the kinetics of the process. The expenditure ratio of the aluminum hydroxide obtained inflated 5-7%, against the estimated.

Keywords: fluoric aluminum, silicon fluoride, oxygen acid, impurity of hydrochloric acid, residual acidity.

УДК661. 482.631.808

Взаимодействие кремнефтористоводородной кислоты с гидратом окиси алюминия протекает аналогично взаимодействию кремнефтористо-водородной кислоты с едкими щелочами описанному работами Хельдстона, Рысса и другие [1].

Однако при разложении апатита смесью кислот (H2SO4 + HCl) на ряду тетрафторидом кремния в газовую фазу переходит хлористый водород, которые при абсорбции поглощается водой и получаемая кремнефтористоводородная кислота содержит примеси соляной кислоты [2]. Изучения влияния примесей соляной кислоты процесс получения фтористого алюминия представляет научный и практической интерес.

Процесс протекает в две стадии: причём на первой сравнительно быстрее идёт нейтрализация свободных Н+ ионов, присутствующих в водном растворе кремнефтористоводородной кислоты за счет резкого смещения вправе электролитической диссоциации фтористоводородный кислоты вызванного связыванием ионов F- в относительно прочный комплексный ион SiF6

Во второй стадии происходит нейтрализация Н+ ионов, образующихся в растворе за счет медленного молекулярного процесса разложения SiF6—ионов. Таким образом, процесс

взаимодействия кремнефтористоводородной кислоты с гидратом окиси алюминия протекает в две стадии, аналогично описанному выше процессу.

На первой стадии происходит образование кремнефтористого алюминия:

3H2SiF6+2Al(OH)3=Al2(SiF6)3+6H2O (1) Во второй стадии его разложение сопровождается образованием фтористого алюминия, двуокиси кремния и фтористоводородный кислоты:

Al2(SiF6)3 +6H2O=2AlF3+3 SiO2+12HF (2) Фтористоводородной кислоты выделяемая в результате разложения кремнефтористого алюминия взаимодействует с избытком гидрата окись алюминия:

12HF+4Al(OH)3= 4AlF3+ 12H2O (3) Суммарный процесс взаимодействия кремнефтористоводородной кислоты с гидратом окиси алюминия можно записать следующим образом: H2SiF6+2Al(OH)3=2AlF3+SiO2+4H2O (4) Рассмотрим влияние введения HCl на процессе получения AlF3 разложения SiF 6 в щелочном растворе. Скорость реакции не зависит от концентрации щелочи и прямо пропорциональна первой степени заряда SiF6.

SiF 6"+4ОН = SiO2+6F'+2H2O (5) Обладающие одинаковыми зарядами ионы SiF6 и OH не реагируют непосредственно и скорость процесса определяется скоростью гидролиза SiF 6'' или скоростью расщепления его на SiF4 +F', меньше чем скорость взаимодействия продуктов этих реакции со щёлочью:

SiF6''= SiF4+2F' (6) H2SiF 6 не существует ни в жидком, ни в газообразном состоянии. Естественно что и водных растворах нет молекулярной формы H2SiF6. Высокую концентрации ионов водорода в растворах следует объяснить не электролитической диссоциацией HF, вызванным связыванием ионов фтора в относительно прочный комплексный ион SiF 6''.

2HF=2H2+2F~ (7) 2F-+SiF4 p-p=SiF6" (8) 2HF+SiF4 p-p=2H++SiF6" (9) Повышения концентрации Н+ введением сильной кислоты уменьшает устойчивость комплексного иона и смещает положение равновесия влево.

Введение сильных кислот дополнительно подавляет диссоциацию HF, что приводит к снижению концентраций ионов F',HF4 ,SiF6 и повышению концентраций ионы водорода. В процессе взаимодействия H2SiF6 и HCl с Al(OH)3 получается AlF3 и AlCl3 . Впервые система AlF3 -AlCl3-H2O была изучена Эретом и Фрером. Согласно их данным совместная кристаллизационная фаза состава составляет AlCl3^6H2O+AlF3^5AlCl3+3,8H2O.

Наблюдается при составе раствора 30-37% AlCl3 и 1,59% AlF3. Состав данной фазы претерпевает значительное изменение, по мере изменения состава раствора. При содержании AlCl3 менее 24% и AlF3 более 6,3% кристаллизуются только кристаллогидраты AlF3^3H2O и AlF3e,5H2O.

А растворимость AlCl3 в воде весьма велика и мало меняется с температурой. На самом деле происходит по видимому не только гидролиз, но и образование комплексных кислот типа H[AlCl3OH] и другие, которые выводятся из системы после кристаллизации AlF3e,5H2O в виде маточного раствора.

Для получения AlF3 в химический стакан ёмкостью 1 л. приливали 400 мл смеси кремнефтористоводородной кислоты с примесью HCl с концентрацией соответственно 120-135 г/ли 3,5-4,0 %. Смесь этих кислот нагревалась до 850С и добавлялось рассчитанное количество Al(OH)3 при непрерывном перемешивании в течение 30 минут и подвергали фильтрации.

В отфильтрованном растворе определяли остаточную кислотность. При процессе кристаллизации добавляли затравку в виде кристаллов фторида алюминия, так как введение затравки приводит к практически полному отсутствию скрытого периода кристаллизации и к ускорению этого процесса. Процесс кристаллизации ведут при температуре 900C. При этой температуре удельная поверхностная энергия на границе кристалл-раствор для фторида алюминия характеризует вероятность образования и роста кристаллических зародышей.

Таблица 1. Аналитические данные фтористого алюминия получения из кремнефторисоводородной кислоты с примесью соляной кислоты

№ пп Конц. кис-ти Анализ фтористого алюминия Анализ маточного раствора

H2SiF6 /HCl Ост. кислот ность г/л Cl- в % AlCl3 % AlF3 % Уд. вес раствора Ост. кислотность г/л CL- в % AlCl3 % AlF3 % Уд.вес

1 125,8/3,31 4,9 3,6 4,5 86 1,182 8,54 5,4 6,75 31 1,123

2 125,8/3,31 4,4 3,56 4,45 88 1,182 7,9 5,46 6,8 31,35 1,122

3 138,8/3,25 2,44 3,4 4,25 99 1,189 3,9 4,89 6,04 29,5 1,120

4 128,3/3,33 1,5 3,42 4,27 93 1,181 2,44 3,1 6,4 30,05 1,121

5 128,3/3,33 1,7 3,9 4,08 96 1,182 2,6 4,9 6,1 29,4 1,122

Время процесса кристаллизации 6 часов. Фильтрацию пульпы фторида алюминия производили при разряжении 500-600 мм рт.ст.

После сушки влажного фтористого алюминия в готовом продукте определяли процент влаги, SiO2,Al и F. Ионы фтора в готовом продукте отсутствуют. Результаты анализов получения AlF3 из H2SiF6 с примесью HCl сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что наличие соляной кислоты в кремнефтористоводородной кислоте не оказывает существенного влияния на кинетику процесса получения фтористого алюминия. Полученный фтористый алюминий соответствует требованиям нормативно-техническим документа [3]. Расходный коэффициент гидрата окиси алюминия получается завышенным 7% против расчётного.

Список литературы / References

1. Зайцев В.А., Новиков А.А., Родин В.И. Производства фтористых соединений при переработке фосфорного сырья. М. Химия, 1982. 246 с.

2. Технологический регламент производства простого ССФЗ. Сумгаит. Срок действия постоянно, 1987.

3. ГОСТ 19181-78. Алюминий фтористый, технический. 27 с.

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И НЕКОТОРЫЕ СРЕДСТВА ПОЖАРОТУШЕНИЯ Гаджиева И.Б. Email: Hajiyeva630@scientifictext.ru

Гаджиева Ирада Балай гызы — ассистент, кафедра чрезвычайной ситуации и безопасности жизнедеятельности, строительно-технологический факультет, Азербайджанский архитектурно-строительный университет, г. Баку, Азербайджанская Республика

Аннотация: в статье описаны некоторые вопросы, связанные с проблемой промышленной безопасности химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Приведены примеры тенденции роста пожаров в промышленных предприятиях и причиненного материального ущерба. Показаны проблемы осложнений борьбы с пожарами и невозможности в некоторых случаях применения воды как средств тушения пожара. Сформулированы и описаны способы - средства пожаротушения. Также приведены наиболее перспективные синтетические фторосодержащие пенообразователи, применение которых позволит повысить эффективность пожаротушения в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Ключевые слова: пожар, пожаротушение, промышленность.