Получение криолита из отходящих газов суперфосфатного производства

Получение искусственного криолита требует большого количества плавикового шпата, поэтому был разработан способ получения криолита из отходящих газов суперфосфатного производства, т.к. при получении 1 тонны суперфосфата (минерального удобрения) выделяется 6 кг фтора в виде газообразного SiF₄. Технология:

1) улавливают из газов SiF₄, промывая их  водой

3SiF₄ + 2H₂O = 2H₂SiF₆ + SiO₂

2) кремнефтористую кислоту нейтрализуют гидроокисью алюминия и получают раствор AlF₃:

H₂SiF₆ + 2Al(OH)₃ = 2AlF₃ + 4H₂SiO₄

Для лучшего отделения геля кремниевой кислоты, раствор AlF₃ делают пересыщенным, гель отделяют фильтрацией, промывают и удаляют в отвал, а промводы смешивают с основным раствором AlF₃. Растворы AlF₃ и NaF смешивают в нужном соотношении

3NaF + AlF₃ = ↓Na₃AlF₆

и полученный криолит фильтруют, промывают и сушат, как при кислотном способе.

 

Контрольные вопросы

1. Какие технические требования на исходные материалы для производства алюминия?

2. Зачем нужны фтористые соли при электролизе алюминия?

3. Характерные свойства фторсолей.

4. Что понимают под криолитовым отношением?

5. Что показывает КО? Что означает, если КО = 3; 3,2; 2,3?

6. Перечислить виды сырья для получения криолита и других фторсолей.

7. Зачем нужен плавиковый шпат? Его подготовка.

8. Сущность кислотного способа получения фторсолей.

9. Перечислить операции технологической схемы производства криолита.

10. Назначение переделов обогащения, обжига в ТВП, очистки в осадительных башнях.

11. От чего и зачем очищают газообразный HF, а затем плавиковую кислоту?

12. Зачем нужна плавиковая кислота?

13. Почему процесс называют «варкой» криолита? Написать реакции.

14. Оборудование для производства криолита кислотным способом.

15. Перечислить недостатки кислотного способа.

16. Почему для получения фторсолей нужны карбонаты соответствующих металлов?

17. Способы получения AlF₃, их особенности. Какой лучше?

18. Почему отличаются температуры сушки фторсолей?

19. Преимущества щелочного способа получения криолита перед кислотным.

20. Сырьё и основы щелочного способа получения криолита.

21. Перечислить оборудование для производства криолита щелочным способом.

22. Объяснить процессы: сушка, кальцинация, абсорбция, адсорбция, флотация, обескремнивание, выщелачивание, барботаж, карбонизация, спекание

23. Что такое CaF₂, Na₂CO₃, CaSO₄, H₂SiF₆, Na₃AlF₆. Объяснить их назначение.

24. Зачем нужен криолит?

25. Почему Na₃AlF₆, NaF, AlF₃ и другое сырьё стандартизируют?

 

Углеродистые изделия

Металлургия цветных металлов и, в частности, алюминиевая промышленность являются крупными потребителями углеродистых изделий, в том числе электродов. Электродами называют проводники, служащие для подвода электрического тока к среде, на которую он воздействует: водный раствор, расплав или твердое раскаленное вещество. Электроды изготавливают из токопроводящих материалов: серебра, меди, алюминия, железа и углеродистых материалов. Также из углеродистых материалов изготавливают блоки, плиты и другие изделия для футеровки аппаратов, в которых протекают электрохимические и химические процессы.

1.3.1 Виды углеродистых изделий и требования к ним

В алюминиевой промышленности применяют углеродные изделия двух видов

1) электродные массы: анодная, подштыревая и подовая;

2) прессованные изделия: призматические и цилиндрические электроды, катодные (подовые) и боковые блоки. Шахту алюминиевого электролизера выполняют из углеродных блоков - практически единственного материала, стойкого к воздействию расплавленного алюминия и электролита. В зависимости от расположения в ванне, блоки бывают:

1) п о довые (катодные) блоки, используемые для футеровки подины (дна) ванны электролизера;

2) боковые и угловые блоки, используемые для футеровки бортов и углов ванны электролизера.

При электролизе алюминия углеродные изделия работают в весьма жестких эксплуатационных условиях (высокая температура, агрессивная среда в виде расплавленных солей, механическое воздействие), поэтому они должны удовлетворять следующим требованиям:

1. выдерживать высокую температуру;

2. иметь хорошую электропроводность, малую пористость и достаточную механическую прочность;

3. обладать хорошей стойкостью против окисления кислородом воздуха и разъедания химическими веществами;

4. содержать минимальное количество примесей, ухудшающих качество получаемой продукции;

5. иметь правильную геометрическую форму;

6. быть достаточно дешевыми.

Наиболее полно этим требованиям отвечают изделия из углеродистых материалов, при этом они выполняют несколько функций: являются и электродами и футеровочными материалами, служат средством подвода тока к среде и сами участвуют в происходящих в ней процессах.