Способ получения кремнефторида аммония

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Республик ()726022 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13.04.78 (21) 2604460/23-26 (51) М. Кл. с присоединением заявки М

С 01 В 33/10

Гооударстееиный комитет (23) Приоритет

ССС,Р во делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 05.04.80. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 05.04.80 (53) УДК 661.488 (088.8) В. В, Печковский, Р. Я. Мельникова, М.,Н. Рыер, С. И. Кулешова и И. П. Наркевич (72) Авторы изобретения

Белорусский технологический институт им. С. М, Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНЕФТОРИДА

АММОНИЯ a5»»«»l!»»»»«« »« .»»» p »»! »!»!»»«»« » « : !» . -. =.=. -,:.;-«»:.« =.. ° «,»»»»««...»а «»»@ @

«»»»Ф«»»«"»»»«»»»»»Ы«»«.«-.»» - .. -:-; «, » 4 «С -««»-А . - - »

Изобретение относится к области получения соединений фтора и может быть использовано для получения кремнефторида аммония.

Существующие способы получения кремнефторида аммония ocHoBBHbI, преимутцестВенно, на использовании в качестве. сырья кремнефтористоводородной кислоты или на непосред\ ственной абсорбции газов, содержащих четырехфтористыв кремний, растворами солей аммония. то

Известен способ получения кристаллического кремнефторида аммония, основанный на аммонизацин кремнефтористоводородной кислоты, содержащей примесь двуокиси кремнйя, фторидом аммония при нагревании (1).

Однако, данный способ получения кремнефторцца аммония имеет ряд недостатков:

1) способ не может быть использован для непосредственной переработки фторсодержащих газов на кремнефторид аммония; 20

2) кристаллизация кремнефторида аммония из раствора происходит в результате вакуумной кристаллизации илк уларки раствора;

3} применение в качестве абсорбента раствора фторида аммония — токсичного и коррозионно активного ревгента;

4) относительно невысокий выход продукта.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения кристаллического кремнефторида аммония, заключающийся в том, что четырехфтористый кремний абсорбируют из отходники газов производства суперфосфата водным раствором, содержащим фторид аммония (2l

Абсорбируемый четырехфтористый кремний взаимодействует с фторидом аммония, образуя кремнефторид аммония:

SiF4 + 2NH4F + (йН4)з SiF6

Насыщенный кремнефторидом аммония раствор направляют на осаждение и кристаллизацию кремнефторида аммония. Кристаллический продукт отделяют, сушат, а к маточному раствору добавляют аммиак в целях частичного гидролиза содержащегося в нем кремнефторица аммония во фторид аммония: (М H4) > S i F< + 4N H3 + 4Нз О -+ 6N H а F + S i (ОН) 4

726022

Аммиак добавляют таким образом, чтобы гидролизовалось 25-40% находящегося в растворе кремнефторида аммония.

Вйделйвшуюся в процессе гидролиза колло" =" идеальную двуокись кремния отделяют, а раствор направляют на абсорбцию четырехфтористого кремния..

Однако существующий способ обладает ря- дом недостатков:

1) использование токсичного и коррозионно активного уеагента — водного раствора фторида и крЬмйефторида аммония;

2) необходимость отделения коллоидальной, плохо фильтрующейся двуокиси кремния;

3) невысокая эффективность процесса абсорбции а, следовательно, и небольшой выход продукта и невысокое качество;

4) исключается возможность использования низкоконцентрированных по SiF4 газов;

5) применение дефицитного дорогостоящего реагента — NH4 F.

Целью настоящего изобретения является уве. личенне выхода продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе кремнефторид аммония получают в результате абсорбции газообразного четырехфтористого кремния 5-30% раствором

" мочевины в органическом растворителе — этиленгликоле, а выделение кремнефторида аммония ведут при температуре ИО-120 С с последующей фильтрацией и сушкой продукта.

Отличиями способа является применение нового.абсорбента и режим выделения кремнефторида аммония. В процессе абсорбции не происходит образования кремнефтористоводородной кислоты и не выделяется двуокись кремАбсорбируемый четырехфтористый кремний взаимодействует с мочевиной, образуя координационное соединение мочевины с четырехфто- 4о ристым Кремнием;

Абсорбент содержит от 5 до 30% мочевины, Применение абсорбционных растворов, содержащий менее 5% мочевины ведет к снижению эффективности процесса абсорбции. При повы45 шенных концентрациях (более 30%) мочевины в абсорбенте увеличивается вязкость раствора, что затрудняет веденйе процесса абсорбции.

Используемые газы имеют температуру 40-60 С.

Поэтому процесс абсорбции проводят в этом

$Q температурном интервале, хотя процесс идет и при других температурах, в зависимости от температур отходящих газов лимитирующих производств.

О насыщении абсорбента соединениями фтора

Можно судить по некоторому загустеванию раствора и по увеличению концентрации фтора в поглотительных сосудах, установленных после реактора.

Для выделения кремнефторида аммония из насьпценных четырехфтористым кремнием раст- . воров необходимо нагревание раствора.При температуре ниже 110 С наблюдается выделение осадка кремнефторида аммония (размер кристаллов составляет 100 мк), но выход продукта. невысок, При нагревании абсорбционного раствора выше 120 C происходит обильное выпадение осадка(размер кристаллов 200 мф но наблюдаются потери аммиака из раствора. Поэтому для того, чтобы обеспечить высокий выход продукта и получить кристаллы размером 100200 мк необходимо процесс нагревания абсорб-. ционного раствора вести в интервале темпера тур 110-120 С. Указанный интервал температур является опгимальным.

Кристаллический кремнефторид аммония отделяют центрифугированием, промывают ацетоном и сушат. Маточный раствор снова направляют на стадию абсорбции.

Для получения кремнефторида аммония по предлагаемому способу можно использовать низкоконцентрированные по SiF4 газы.

Пример 1. Через S o-ный раствор мочевины в этиленгликоле пропускают 180 л газовоздушной смеси, имеющей температуру 60 С и содержащую 15 nor Г/л (20;5 мг SiF4/ë), 30 г насыщенного соединениями фтора раствора, содержащего 9% F, нагревают до температуры

110 С и выдерживают при этой температуре.

Выпавший осадок отделяют центрифугированием, промывают ацетоном и сушат, Размеры кристаллов 100-200 мк. Выход 4,12 r кремнефторида аммония.

Маточный раствор, содержащий 0,6 F, снова направляют иа стадию абсорбцйи четырехфтористого кремния.

Наццено; F 64,1; Si 15,9; N 15 6;

Вычислено: F 64,04; Si 15,7; и 15,7..

Пример 2. Через20%-ный раствор мочевины в эйшенгликоле пропускают 190 л. газо- воздушной смеси, имеющей температуру 60 С и содержащей 15 мг Г/л (20,5 мг SiF4/л), 30 г насьпценного раствора, содержащего 9,8% F о

Э Р нагревают.до температуры 120 С и выдерживают при этой температуре. Выпавший осадок отделяют центрифугированием, промывают ацетоном и сушат. Размеры кристаллов 180-200 мк. Выход

4,84 r. Маточный раствор, содержащий 0,6% F, направляют на абсорбцию.

Вычислено: F 64,1; Si .15,8; N 15,7;

Найдено: F 64,04; Bi 15,7; N 15,7;

Пример 3. Через 30%-ный раствор мочевины в этиленгликоле пропускают 196 л газовоэдушной смеси, имеющей температуру 60 С и содержащей 15 мг Г/л (20,5 мг ЗiF4/ë), 30 г насыщенного раствора, содержащего 9,8% F нагревают до температуры 120 C и выдержива726022

Составитель А. Кудинова

Техред O. Легеэа Корректор Я. Веселовская

Редактор И. Хайтовская

Заказ 590/18 Тираж 565

IlHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ют при этой температуре; Выпавший осадок; отделяют центрифугированием, промывают ацетоном и сушат. Размеры кристаллов 180-200 мк.

Выход 4,48 г. Маточный раствор, содержащйй

06% F направляют на абсорбцию.

Вычислено: F 64,1; Si 15,8; N 157;

Найдено: F 64,04; Si 15, 7; N 15,7;

Использование предлагаемого способа получения кремнефторида аммония обеспечивает по сравнению с существующими способами следую- 30 щие преимущества:

1. Воэможность использования нетоксичного раствора мочевины в этиленгликоле в качестве абсорбента.

2. Возможность использования для получе- 15 ния кремнефторида аммония низкоконцентрированных по SiF4 газов.

3. Исключение промежуточных стадий процесса (упарка, отделение коллоидной двуокиси кремния и тд.).

4. В связи с высокой эффективностью процесса абсорбции, качество продукта улучшается.

Формула изобретения

Способ получения кремнефторида аммония путем поглощения четырехфтористого кремния абсорбентом, выделения кремнефторида аммония из раствора, фильтрации и сушки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта в качестве абсорбента используют раствор мочевины концентрации -

5-30% в этиленгликоле, а:выделение. кремнефторида аммония ведут при температуре 110120 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 351789, кл, С 01 В 33/1.0, 5.11.69.

2. Патент ПНР N 43660, кл. 12 J 38/04, 05.11.58 (прототип) .