Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

Введение Технология комплексной очистки экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) [1] предполагает перевод основного количества фтора в твердую фазу, что связано с образованием техногенного отхода, основным компонентом которого является гексафторсиликат натрия. С целью обеспечения комплексной переработки сырья и организации малоотходной технологии на основе принципов «зеленой химии», позволяющей максимально использовать исходные реагенты, снизить количество отходов и устранить их антропогенное воздействие на окружающую среду необходимо разработать способы переработки указанного отхода с получением продуктов технического назначения. Актуальность данной задачи обусловлена в том числе негативным влиянием гексафторсиликата натрия на окружающую среду. Р е зу л ь т а ты исследований Образующиеся на стадии очистки ЭФК методом осаждения осадки, являющиеся отходом производства, состав которых представлен в табл. 1, в зависимости от вида очищаемой кислоты, содержат в своем составе 29,74-38,64 мас. % (% — далее и по тексту) фторид-ионов, что составляет 45,55-60,46 % в пересчете на Na 2 SiF 6 . Однако осадки не могут рассматриваться в качестве товарного продукта, поскольку, согласно действующим нормативным документам, содержание основного вещества в товарном кремнефториде натрия составляет от 80 (согласно ТУ 2621-010-69886968-2013) до 95 % (согласно ТУ 113-08-587-87). Известно, что одним из эффективных способов очистки неорганических солей от примесей является использование метода перекристаллизации, предполагающей промежуточное выделение в твердую фазу основного количества примеси на стадии растворения при повышенных температурах с последующим охлаждением и выделением целевого продукта. Основной примесью в составе образующегося в процессе очистки ЭФК отхода является оксид кремния. Анализ литературных данных растворимости гексафторсиликата натрия в воде [2] показывает существенное возрастание его растворимости в интервале от 0 до 100 оС с 4,35 до 24,50 г/л, тогда как растворимость оксида кремния в этом интервале практически не изменяется. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 90-94. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 90-94. Таблица 1 Химический состав осадков, образующихся на стадии очистки ЭФК Состав Содержание, % ЭФК (Марокко) УЭФК (Марокко) УЭФК (Кировск) P 2 O 5 5,497 7,824 6,241 F 38,64 29,74 32,76 CaO 2,916 3,124 3,104 MgO 0,427 0,466 0,258 Fe 2 O 3 1,329 0,641 1,444 ЛЩ і 0,586 0,548 0,489 K 2 O 0,029 0,016 0,041 Na 2 O 2 1 , 0 2 16,18 17,82 SO 4 0,256 0,541 0,553 SiO2 29,30 40,92 37,29 В связи с этим был выполнен комплекс исследований о возможности переработки гексафторкремниевого отхода с получением товарного продукта — гексафторсиликата натрия — методом перекристаллизации. Процесс перекристализации гексафторкремниевого отхода включает следующие стадии: — изотермическое растворение отхода при температуре 80 °C; — горячую фильтрацию суспензии с промежуточным выделением примесей; — охлаждение и политермическую кристаллизацию Na 2 SiF 6 в интервале от 80 до 20 °C; — выделение целевого продукта методом фильтрации с рециркуляцией маточника на стадию растворения. В процессе выполнения исследований проводили отбор жидкой и твердой фаз на отдельных стадиях и их последующий химический анализ. Кроме того, твердую фазу, отделяемую на стадии © Мохорт М. С., Дормешкин О. Б., Бышик А. А., Гаврилюк А. Н., 2025 91