Для получения криолита щелочным способом используют следующее сырьё:

- плавиковый шпат, содержащий 70 – 75 % CaF₂,

- трепел (аморфный кремнезём), содержащий около 80% SiO₂,

- сода Na₂CO₃.

Исходное сырьё дозируют в таких количествах, чтобы обеспечить следующие молекулярные соотношения:

Шихту смешивают, размалывают в шаровой мельнице, затем спекают в ТВП при t = 850–875 ^оС. Сначала сода связывает примеси в силикат и феррит натрия:

SiO₂ + Na₂CO₃ = Na₂SiO₃ + CO₂

Fe₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaFeO₂ + CO₂

Затем соли натрия реагируют с плавиковым шпатом, образуя силикат и феррит кальция и фтористый натрий:

Na₂SiO₃ + CaF₂ = CaSiO₃ + 2NaF

2NaFeO₂ + CaF₂ = Ca(FeO₂)₂ + 2NaF

Полученный спек, дробят, размалывают и выщелачивают фтористый натрий водой 40 минут при t = 55 °С. Шлам отфильтровывают. В раствор с содержащимся NaF добавляют NaAlO₂ (алюминат натрия) в количестве, соответствующем криолитовой формуле.

Смесь растворов подают на карбонизацию, т.е. пропускают углекислый газ через раствор в течение 7-8 часов при t »75 °С. В результате криолит выпадает в осадок:

6NaF + NaAlO₂ + 2CO₂ = ¯Na₃AlF₆ + 2Na₂CO₃

Криолит отфильтровывают, промывают, сушат при t =130–140^о С. Полученный раствор соды выпаривают, кристаллизуют, кальцинируют и возвращают в процесс. В полученном криолите содержится до 15% Al₂O₃.

Контрольные вопросы

1. Зачем нужны фтористые соли при электролизе алюминия?

2. Характерные свойства фторсолей

3. Что понимают под криолитовым отношением?

4. Что показывает КО? Что означает, если  КО = 3; 3,2; 2,3?

5. Зачем нужен плавиковый шпат? Его подготовка.

6. Какие технические требования на исходные материалы для производства алюминия?

7. Сырьё для получения криолита и других фторсолей

8. Сущность кислотного способа получения фторсолей

9. Перечислить операции технологической схемы производства криолита

10. Назначение переделов обогащения, обжига в ТВП, очистки в осадительных башнях

11. Зачем  получают плавиковую кислоту?

12. От чего и зачем очищают газообразный HF, а затем плавиковую кислоту?

13. Почему процесс называют «варкой» криолита? Написать реакции

14. Оборудование для производства криолита кислотным способом.

15. Недостатки кислотного способа

16. Почему для получения фторсолей нужны карбонаты соответствующих металлов?

17. Способы получения AlF₃, их особенности. Какой лучше?

18. Почему отличаются температуры сушки фторсолей?

19. Преимущества щелочного способа получения криолита перед кислотным

20. Сырьё и основы щелочного способа получения криолита.

21. Оборудование для производства криолита щелочным способом

22. Сущность карбонизации

23. Чем отличается состав криолита, полученного разными способами?

24. Объяснить процессы: сушка, кальцинация, абсорбция, адсорбция, флотация, обескремнивание, выщелачивание, барботаж, карбонизация, спекание

25. Что такое CaF₂, Na₂CO₃, CaSO₄, H₂SiF₆, Na₃AlF₆. Объяснить их назначение

26. Зачем нужен криолит?

27. Почему Na₃AlF₆, NaF, AlF₃ стандартизируют?