2.5.1.1. Печи производства плавиковой кислоты. Общие сведения

Раствор фтористого водорода (HF) в воде называют плавиковой кислотой.

Промышленный способ производства фтористого водорода основан на взаимодействии фторида кальция с серной кислотой:

В результате реакции образуется гипс и газ — фтористый водород.

Кроме основной реакции протекают и побочные, так как в концентрате плавикового шпата имеется ряд примесей, которые также реагируют с серной кислотой.

Обогащенный флотацией плавиковый шпат имеет следующий состав: 95—97% CaF2, 1,5—2% Si02, 1,5—3% примесей ZnS, А1203, СаС03, Fe203.

Кремнезем с фтористым водородом в печи реагирует согласно уравнению:

Примеси реагируют с серной кислотой по следующим реакциям:

Реакция разложения плавикового шпата — реакция эндотермическая. Чем выше температура процесса, тем полнее и быстрее идет реакция, однако при значительном повышении температуры реакции начинается испарение серной кислоты и продукционный газ обогащается ее парами, а это в дальнейшем приводит к увеличению содержания серной кислоты в плавиковой кислоте, что весьма нежелательно.

Оптимальная температура реакции, при которой достаточно полно идет основная реакция и содержание серной кислоты в плавиковой не превышает установленного предела, определена УНИХИМом. Так как непосредственно замерить температуру реакционной массы внутри печи весьма трудно, о температуре реакции судят косвенно — по температуре продукционного газа, выходящего из печи. Температура газа на выходе из печи установлена 130—150 °С для печей с наружным обогревом и 160—180 °С для печей с внутренним обогревом.

Время пребывания реакционной массы в печи должно быть достаточным, чтобы заданные в единицу времени количества плавикового шпата и серной кислоты прореагировали до пределов, предусмотренных нормами технологического регламента. Из практики эксплуатации плавиковых печей установлено, что время прохождения массы через печь 60—80 мин обеспечивает полное разложение фторида кальция.

Для получения фтористого водорода применяются вращающиеся печи следующих конструкций: а) печи с наружным обогревом и б) печи с внутренним обогревом противоточные и прямоточные.