Способ получения гидрофторида натрия


 


Владельцы патента RU 2415810:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU)

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Для получения гидрофторида натрия натрийсодержащее сырье и фторирующий агент смешивают в стехиометрической пропорции и полученную смесь нагревают в интервале температур 25-240°С. В качестве натрийсодержащего сырья используют хлорид натрия, или фторид натрия, или гидроксид натрия, а в качестве фторирующего агента - твердый фторид аммония, или гидродифторид аммония, или их смесь. Изобретение позволяет получить гидрофторид натрия из твердых реагентов, уменьшить количество стадий получения гидрофторида натрия.

 

Изобретение относится к методам синтеза фтористых солей, в частности к способам получения гидрофторида натрия, используемого для получения особо чистого фтороводорода.

Известен способ получения фторида натрия, основанный на гидролизе гексафторосиликата натрия раствором соды или щелочи с последующим отделением осадка от примеси кремнегеля [Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.3 / Ред - кол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. - 639 с. (Статья «Натрия фторид» стр. 188)]. Недостатком данного способа является загрязненность конечного продукта оксидом кремния.

Известен способ получения фторидов щелочных металлов при взаимодействии соответствующих гидроокисей или карбонатов с фтористоводородной кислотой [Галкин Н.П., Крутиков А.Б. Технология фтора - М.: Атомиздат. 1968. 32 с.]. Недостатком способа является необходимость использования агрессивной и токсичной фтористоводородной кислоты.

Известен способ, прототип, получения гидрофторида натрия действием газообразного фтористого водорода на соду [Галкин Н.П., Крутиков А.Б. Технология фтора - М: Атомиздат. 1968. 34 с.]. Недостатком способа является сложность аппаратурного оформления процесса и химическая активность фторирующего агента.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения гидрофторида натрия без использования фтористого водорода.

Поставленная задача решена тем, что исходное натрийсодержащие сырье и фторирующий агент смешивают в стехиометрической пропорции и полученную смесь нагревают в интервале температур 25-240°C.

При этом в качестве фторирующего агента можно использовать фторид аммония (NH4F), или гидродифторид аммония (NH4F·HF), или их смесь (NH4F·nHF).

Известно, что температура плавления фторида аммония - 126°С. С повышением температуры расплав фторида аммония теряет аммиак и при температуре 168°C превращается в гидродифторид аммония. При дальнейшем повышении температуры гидродифторид аммония испаряется с разложением на аммиак и фтористый водород. При взаимодействии фторидов аммония с соединениями натрия (например, хлоридом натрия) происходит их фторирование и получение фторида натрия по реакции:

NaCl+NH4F=NaF+NH4Cl

При температуре выше 338°C хлорид аммония разлагается на газообразные аммиак и хлороводород, остается чистый фторид натрия. Если фториды аммония взяты с избытком, то полученный фторид натрия будет растворятся в расплаве фторида аммония с образованием легкоплавкой эвтектики NaF·HF по реакции:

NaF+NH4F=NaF·HF+2NH3

Таким образом, можно записать суммарную реакцию образования гидрофторида натрия из хлорида натрия и фторида аммония:

NaCl+2NH4F=NaF·HF+2NH3+2НСl

Следовательно, способ включает операции получения фторида натрия и насыщения его избыточным фтороводородом. С технологической стороны удобство заключается в способе насыщения, поскольку используемые в настоящее время в промышленности способы насыщения предполагают использование газообразного фтористого водорода, что сопряжено с рядом технических трудностей.

Преимуществом разработанного способа является уменьшение количества стадий получения гидрофторида натрия, использование доступных, твердых, не требующих дополнительной обработки, реагентов.

Пример 1

Хлорид натрия массой 20 г смешивают с 25,3 г фторида аммония, смесь нагревают до температуры 130°C и выдерживают в течение 30 мин, шихту нагревают до 400°C до удаления газообразных аммиака и хлороводорода. В результате в твердом остатке остается 21,1 г гидрофторида натрия.

Пример 2

Хлорид натрия массой 20 г смешивают с 19,5 г гидродифторида аммония, смесь нагревают до температуры 200°C и выдерживают в течение 30 мин, шихту нагревают до 400°C до удаления газообразных аммиака и хлороводорода. В результате в твердом остатке остается 21,12 г гидрофторида натрия.

Пример 3

Фторид натрия массой 20 г смешивают с 17,6 г фторида аммония, смесь нагревают до температуры 130°C. В результате в твердом остатке остается 29,45 г гидрофторида натрия.

Пример 4

Гидроксид натрия массой 20 г смешивают с 37 г фторида аммония, смесь нагревают до температуры 130°C. В результате в твердом остатке остается 29,87 г гидрофторида натрия.

Способ получения гидрофторида натрия, отличающийся тем, что натрийсодержащее сырье и фторирующий агент смешивают в стехиометрической пропорции и полученную смесь нагревают в интервале температур 25-240°С, при этом в качестве натрийсодержащего сырья используют хлорид натрия, или фторид натрия, или гидроксид натрия, в качестве фторирующего агента используют твердый фторид или гидродифторид аммония, или их смесь.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к неорганической химии редких металлов, в частности к неорганической химии циркония. .
Изобретение относится к электролитическим способам получения соединений галогенов, а именно фтористых соединений калия, и может быть использовано для получения фтора.
Изобретение относится к нанотехнологии по разработке оптически прозрачной нанокерамики на основе простых и сложных фторидов. .

Изобретение относится к способу очистки отработанного кислого расплава фторида калия от железа. .

Изобретение относится к технологии извлечения фтора в виде соли фторида натрия из кремнефтористых соединений, имеющихся в качестве побочных продуктов в производстве фосфорной и фтористоводородной кислот.

Изобретение относится к технологии получения неорганических фторидов из кремнийфторидсодержащих газов и может найти применение в производстве фтористоводородной кислоты, фосфорных удобрений или в алюминиевой промышленности на стадии утилизации отходящих газов, имеющих в своем составе HF, SiF4 либо их смесь, при водной абсорбции которых образуется раствор HF, H2SiF6 либо их смесь.

Изобретение относится к производству фтористых солей, которые могут быть использованы в производстве алюминия электролизом расплавленных солей. .

Изобретение относится к области получения соединений лития, который может быть использован как компонент ядерного горючего в реакторах на расплавленных солях. .

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Фторид натрия может быть получен из побочного продукта производства экстракционной фосфорной кислоты - кремнефтористоводородной кислоты, содержащей диоксид кремния. Способ получения фторида натрия включает взаимодействие кремнефтористоводородной кислоты с гидроксидом натрия в водной среде при температуре 80-90°С, перемешивание с получением суспензии, отделение осадка фторида натрия и его промывку. Промывку проводят 6-10% раствором карбоната или гидроксида натрия при температуре 20-50°С. Количество гидроксида натрия, требуемое для разложения кремнефтористоводородной кислоты и перевода диоксида кремния в силикат натрия, рассчитывают по формуле mNaOH=2,22·mH2SiF6+1,33·mSiO2, где mH2SiF6 - масса кремнефтористоводородной кислоты в пересчете на 100% H2SiF6, mSiO2 - масса диоксида кремния в исходной кислоте. Изобретение позволяет улучшить фильтрационные свойства осадка фторида натрия, снизить потери фторида натрия на стадии промывки. 2 табл., 2 пр.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения фторида кальция включает взаимодействие соединения кальция и фторсодержащего соединения. Фторсодержащее соединение, а именно KF, получают из углеводородных и водных отходящих потоков после процесса получения бензинов фтористоводородным алкилированием путем их смешивания с гидроокисью калия. При этом раствор гидроокиси калия берут в стехиометрическом избытке и циркулируют через отходящие потоки. Мольное соотношение гидроокись калия:фтористоводородная кислота равно (250-400):1. Затем циркулируют полученный раствор через слой твердой гидроокиси кальция, взятой в стехиометрическом избытке. Мольное соотношение гидроокись кальция:фтористый калий равно (1,4-2):1. Осадок сушат и прокаливают. Одновременно с превращением фторида калия во фторид кальция происходит регенерация гидроокиси калия, которую возвращают в процесс на извлечение фтористого водорода. Изобретение позволяет получить чистый фторид кальция из фторуглеродсодержащих отходов процесса получения бензинов фтористоводородным алкилированием с полной очисткой указанных отходов от фтористоводородной кислоты. 1 ил., 2 табл.
Наверх