адання нерозчинного осаду А1 (ОН) F2 і взаємодії утворюється кислоти з Аl (ОН) 3. Внаслідок рівності швидкостей даних реакцій рН зберігається постійною і дорівнює 4,6. p> Стабільність рН забезпечує сталість відносної концентрації А1F2 АlF4 за рахунок дисоціації А1F3 з реакції
А1F3 = (3.7)
Розчин H2SO4 значно повільніше реагує с. Аl (ОН) 3. Швидкість нейтралізації H2SO4 значно підвищується присутності алюмінійфторідних комплексів у розчині. Це обумовлено одночасним протіканням реакцій:
() + H2SO4 = 2HAlF4 + (AlF2) 2SO4 (3.8)
Утвориться фторалюмініевая кислота швидко взаємодіє з Аl (ОН) 3 по реакції (3.8).
При підвищенні рН прискорюються реакції гідролізу (3.5) і (3.9).
(AlF2) 2SO4 + Н2O = А1 (ОН) F2 + H2SO4 (3.9)
За рахунок реакції (3.9) в розчині накопичується сильна H2SO4, яка повільно взаємодіє з Аl (ОН) 3 у відсутності комплексу, тому величина рН розчину знижується. Процес вилучення фтору та алюмінію з розчину сповільнюється. Велика залишкова концентрація F і Al в розчинах, що містять H2SO4 пов'язана, очевидно, з утворенням фторсульфатних комплексів алюмінію у вигляді А1FSO2 і (AlF2) 2SO4. p> У результаті взаємодії фтороводородной кислоти з гідроксидом алюмінію утворюються відносно стабільні пересичені розчини трифториду алюмінію, хоча розчинність кристалічного А1F3 при 25 В° С становить 0,5% мас.
Стійкість цих розчинів пояснюється значною гідратацією молекул А1F3 у водних розчинах і зменшується з підвищенням концентрації і температури вихідних розчинів.
На швидкість кристалізації впливає інтенсивність перемішування, концентрація розчину, присутність затравочних кристалів.
З розчинів трифториду алюмінію при температурі від 85 до 90 В° С у тверду фазу виділяється стійка модифікація AlF3 В· 3H2O. На фізико-хімічні властивості осаду AlF3 В· 3H2O впливають, присутність гідроксиду алюмінію і величина кислотності пересичені розчину AlF3. Для отримання більш великих кристалів необхідно підтримувати загальну залишкову кислотність в розчині трифториду алюмінію від 0,1 до 0,4% мас. HF, час завантаження алюминийсодержащего матеріалу має бути мінімально. p> Варка і кристалізація трифториду алюмінію здійснюється в реакторах періодичної дії і підрозділяється на три етапи:
1 етап: Виробляється набір фтороводородной кислоти в реактор і промешівают (від 15 до 20 хв.) з метою розчинення залишився від попередньої варіння трифториду алюмінію для поліпшення подальшого кристалоутворення.
2 етап: З репульпаторов по кільцевому трубопроводу проводиться подача пульпи гідроксиду алюмінію (від 15 до 20 хв.) в реактори, в результаті чого відбувається бурхлива реакція нейтралізації фтороводородной кислоти до утворення пересиченого розчину трифториду алюмінію з залишкової кислотністю від 3 до 6 г/л.
Процес утворення трифториду алюмінію відбувається з виділенням тепла, при цьому температура ре...
