157309. lajstromszámú szabadalom • Eljárás makro-kristályos mű-kriolit előállítására
5 157309 orid tartalmával, a 2. ábra az előbbi elegy íluor-ioii-koncentrációjának időbeli változását mutatja, a 3. ábra az eljárás 1. példa szerinti foganatosítási módjának folyamatábráját mutatja. 1. példa: A nátrium-fluorid oldatot és az alumíniumfluorid oldatot egyidejűleg a meghatározott arányban vízibe vagy telített kriolit oldatba csurgattuk, miközben keverést alkalmaztunk. Laboratóriumban ezt a feladatot a 3. ábrán látható készülékkel oldottuk meg. Vezetőképessági vizsgálattal meghatároztuk a -2,75 mólarányokhoz tartozó térfogatarányt, amelyből kiszámítottuk a beállítani kívánt mólarányokhoz szükséges térfogatokat és a két oldatot alul kifolyó csonkkal felszerelt 1 és 2 edényekbe töltöttük. A csonkokra gumicsővel csatlakoztunk és ezek végeit a 3 óraszerkezet segítségével lefelé mozgattuk, ezzel biztosítva az adagolás egyenletességét. Az arányokat a két edény térfogatviszonya szabta meg. Beállítás végett az alumíniumfluorid oldatot úgy hígítottuk, hogy kifolyás esetén a két oldat a meghatározott arányban tartalmazza a fluorsókat. A kezdetben vizet, vagy telített kriolit oldatot tartalmazó 4 keverős edényből túlfolyón távozott az oldat. A beadagolás elkezdését követően 10—35 perc múlva kristályok megjelenését észleltük. A folyamatot 8—10 órán át, majd napokig fenntartva olyan zagyot nyertünk, melyből 6, m/óra ülepedési sebességgel makrokristályos mű-kriolit vált le. A nedves csapadék kézzel érzékelhető szemcséket tartalmazott Vákuum-szűrőre téve 25— 30 mm vastagságú csapadék réteg mellett 8— 10 m3 /óra sebességgel szabadítható meg az anyalúgtól. Á víz leszívatását követően mű-kriolitoknál eddig még soha nem látott, szódabikarbónáthoz hasonló hófehér por támadt a szűrőn. A néhány percet igénylő szűrési művelet után a nedves termék mindössze 12—16% vizet tartalmazott. A kikísérletezés során azt találtuk hogy a mű-kriolit kristályosításához szükséges telítettségi állapot folyamatos fenntartásához az induláshoz használt vízbe, vagy telített oldatba literenként 100 g fluornál többiét nem vihetünk be óránként a két oldattal, de célszerű csak 10—40 g fluor mennyiséget felhasználni. 2. példa: Az előbbi példában leírt kísérletet 1880 liter űrtartalmú keverős tartályban megismételtük és azt találtuk, hogy a zagyhoz óránként 100 kg fluort vezetve a két oldattal — amelyek ará- ' nyát • rotaméterekkel állítottuk be — ugyancsak makrokristályok keletkeztek. A terméket centrifugán szűrve 6—10% nedvességtartalmú port kaptunk. A termék laza, porszerű állománya miatt pneumatikus berendezésben száríthatónak bizonyult, mivel egyáltalán nem tapadt. Ä termék 14%-a 45 mikrométer alatti, 71%-a 45 és 100 mikrométer közötti, 15%-a- 100 mikrométer feletti méretű kristályokból állt. 3. példa: Az előbbiekhez hasonló eredményt kapunk az alábbi két reakció lefolytatása esetében: A1F3 • 3H;F+3NaCl = Na3 AlF 6 +3 HCl vagy / 2A!F3 • 3HF+Na2 C0 3 = 2Na 3 AlF 6 -r-3C0 2 +3H 2 0 Ezeknél azonban az oldatok arányának meghatározása már nem végezhető olyan egyszerű módon, mint az előző esetekben, hanem pontos elemzésekkel kell az alkotórészek arányát meghatározni. Az oldatok savassága nem befolyásolja 1 N töménységig a kristályok állományát, pH 5 fölött azonban az alkalikus arányban csökken a kristályok mérete, a NaF fölöslege pedig kocsonyás termék képződéséhez vezet. 4. példa: A mű-kriolit előállításához natrium-fluorides alumínlum-fluorid oldatokat alkalmaztunk. A nátrium-fluorid oldat pedig literenként 30,9 g NaF-t (14 g/l F) az alümínium-flUorid oldat pedig literenként 123,7 AlF3-t (84 g 1 F), tartalmaz. A kriolit leválasztására a két oldatot 2,9 NaF/AlF3 mólarány szerint reagáltatjuk s így 1 m3 NaF oldatra 0,172 m» A1F 3 oldat jut. (Ha az oldatok pontos fluor-tartalma nem lenne ismeretes, úgy járunk el, -hogy NaF oldat meghatározott mennyiségét megtitráljuk az AIF3 oldattál, miközben felvesszük a vezetőképesség változását leíró diagramot). Az oldatoknak a példában meghatározott 2,9 mólviszonyhoz tartozó arányát az A1F3 oldat fogyasztásából annak alapján számíthatjuk ki, hogy a titrálás átcsapási pontja vagyis a vezetőképességi minimum a 2,75 mólaránynál jelentkezik. Ha óránként 300 kg fluor felhasználásával gyártunk mŰHkriolitot, akkor 10,53 m3 NaF oldatot és 1,816 m3 A1F 3 oldatot vezetünk: be óránként. A túltelített állapot folyamatos fenntartása végett az oldatokat folyamatosan a keverő tartályba adagoljuk, melynek térfogata 20 m3 a túlfolyóig. Induláskor a tartályt túlfolyásig vízzel feltöltjük és betápláljuk az oldatokat a fenti arányban és óránkénti mennyiségben egyenletes sebességgel. Az adagolás sebességét és az oldatok arányát fenntartva a túlfolyón kilépő zagy a műkriolitot makro-kristályos alakban tartalmazza. A kriolit tartalmú zagyot ülepítéssel vagy hidrociklonban 50—60% szilárd anyag tartalomig dúsítjuk és centrifugán víztelenítjük. Az. anyalúg, amely literenként 0,4 g fluort tartalmaz 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
