Взаимодействие примесей с гидрофторидом аммония

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 9Следующая ⇒

Браннеритный концентрат, помимо основных компонентов, содержит так же значительное число примесей. Основными примесями, содержание которых больше 0,1 %, являются: CaO, TiO₂, Fe₂O₃, а так же фтор, который удаляется лишь при температуре выше 1100^оС в виде SiF₄. Оценим термодинамическую вероятность протекания реакций фторирования основных компонентов и примесей, реакций образования и разложения (1 – 2) (NH₄)₃SiF₇ и (NH₄)₃AlF₆, в интервале температур 298 – 873 К. Результаты расчетов приведены в таблице 9.

MnO₂ + 4NH₄F = MnF₄ + 4NH₃ + 2H₂O

NiO + NH₄F = NiF₂ + 2NH₃ + H₂O

CuO + NH₄F = CuF₂ + 2NH₃ + H₂O

Таблица 9 – Результаты термодинамических расчетов взаимодействия БФА с основными примесями

Расчеты показывают, что реакции взаимодействия оксида кремния с бифторидом аммония термодинамически возможны во всем интервале температур и начинаются уже при стандартных условиях, однако реакция образования гептафторосиликата аммония экзотермична и более вероятна в интервале температур 298 – 473 К, в то время как реакция (2.3) обладает незначительным эндоэффектом и при температурах более 470 К становится преобладающей.

Реакция (2) разложения (NH₄)₃SiF₇ до (NH₄)₂SiF₆ при стандартных условиях термодинамически невозможна, для нее DG = 0 при температуре около 481 К (208^оС). То есть, с точки зрения термодинамики, при температуре выше 208^оС продуктами взаимодействия оксида кремния с бифторидом аммония будут только аммиак, вода и гексафторосиликат аммония, который сублимирует при температуре 319^оС.

Взаимодействие оксида алюминия с бифторидом аммония по реакции (6) приводит к образованию гексафтороалюмината аммония. Данная реакция термодинамически вероятна во всем интервале температур, в то же время, предполагаемое взаимодействие по реакции (3) термодинамически запрещено. Поэтому, с точки зрения термодинамики, взаимодействие Al₂O₃ и NH₄F·HF может привести только к образованию фторометаллатов аммония. Разложение (NH₄)₃AlF₆ по реакции (4) становится возможным при температуре выше 673 К (400^оС) с образованием фторида алюминия.

Разложение гексафтороалюмината аммония протекает в 2 стадии с образованием тетрафтороалюмината аммония и затем фторида алюминия (при температуре выше 400^оС). Однако, оценить вероятность протекания этих реакций не представляется возможным, поскольку термодинамические данные для (NH₄)₃AlF₆ в литературе не приводятся. Можно лишь высказать предположение, что при фторировании оксида алюминия бифторидом аммония при температуре выше 400^оС, будет образовываться фторид алюминия в результате реакций с удалением воды, аммиака и фтороводорода в газовую фазу.

Основные примеси, такие как оксид титана и оксид железа так же будут фторироваться бифторидом аммония, причем в обоих случаях будут образовываться фторометаллаты аммония, для TiO₂ фторирование становится термодинамически возможным при температуре выше 773 К, а для Fe₂O₃ взаимодействие возможно во всем интервале температур. Следует отметить, что с точки зрения термодинамики реакция фторирования оксида кальция бифторидом аммония с образованием CaF₂ не протекает в указанном интервале температур, возможно, что реакция фторирования CaO протекает по иным механизмам, однако в литературе нет данных об этом.

Таким образом, основные примеси будут фторироваться бифторидом аммония с образованием фторометаллатов аммония.

Технологический раздел

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии