RU2198139C1 - Способ получения бифторид-фторида аммония - Google Patents
Способ получения бифторид-фторида аммония Download PDFInfo
- Publication number
- RU2198139C1 RU2198139C1 RU2002101567/12A RU2002101567A RU2198139C1 RU 2198139 C1 RU2198139 C1 RU 2198139C1 RU 2002101567/12 A RU2002101567/12 A RU 2002101567/12A RU 2002101567 A RU2002101567 A RU 2002101567A RU 2198139 C1 RU2198139 C1 RU 2198139C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluoride
- hydrofluoric acid
- evaporation
- pulp
- bifluoride
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 13
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 32
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 15
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 52
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- LPLMZAJYUPAYQZ-UHFFFAOYSA-N diazanium;difluoride Chemical compound [NH4+].[NH4+].[F-].[F-] LPLMZAJYUPAYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940070337 ammonium silicofluoride Drugs 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N [F].[Si] Chemical compound [F].[Si] VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения бифторид-фторида аммония, используемого в химической, электронной, фарфоровой, металлургической промышленности. Способ включает взаимодействие фтористо-водородной кислоты с аммиачной водой, упаривание полученного раствора до образования пленки на поверхности пульпы, добавление в пульпу фтористо-водородной кислоты в количестве 2,0-12% от первоначальной загрузки, кристаллизацию последующим отжимом продукта до заданной влажности, при этом первоначально фтористо-водородную кислоту загружают в реактор в количестве, соответствующем стихиометрии на получение средней соли фторида аммония, а затем вводят в нее аммиачную воду, взаимодействие осуществляют с одновременным отводом тепла реакции путем охлаждения стенок реактора, поддерживая температуру упаривания 70-80oС. Технический результат состоит в исключении примесей кремния, уменьшении энергоемкости процесса, снижении расхода аммиака и упрощении аппаратурного оформления процесса, что позволяет получать конечный продукт с заданным соотношением бифторида и фторида аммония. 4 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к технологии получения неорганических соединений, а именно к способу получения бифторид-фторида аммония, используемого в химической промышленности, для получения плавиковой кислоты и других фторидов в электронной, стекольной, фарфоровой промышленности для обработки деталей, а также в металлургической для получения металлического бериллия, травления сплавов и в нефтяной промышленности в качестве компонента составов для обработки призабойной зоны для повышения добычи нефти и т.д.
Из анализа патентных и технических источников можно сделать вывод, что существует несколько основных способов получения бифторид-фторида аммония, которые основаны на абсорбции фторсодержащих газов при производстве удобрений или нейтрализации кремнефтористоводородной кислоты аммиаком (газообразным или в виде аммиачной воды).
Следует отметить, что производство бифторид-фторида аммония могло осуществляться, в основном, только на предприятиях, обладающих соответствующими отходами, т. е. на предприятиях - продуцентах удобрений, поэтому разработка технологии получения бифторид-фторид аммония с использованием фторводородной кислоты позволит расширить возможности других предприятий.
При рассмотрения уровня техники следует учитывать и тот факт, что бифторид-фторида аммония является промежуточным продуктом для получения бифторида аммония, с одновременным получением кремнегеля и белой сажи.
Известен способ получения бифторид-фторида аммония путем абсорбции фторсодержащих газов раствором фтористого аммония, содержащим свободный аммиак, с последующей обработкой полученного раствора аммиаком, отделением полученного осадка двуокиси кремния от раствора промывкой осадка раствором фтористого аммония, упаркой раствора до плава бифторид-фторид аммония и охлаждение его до 25oС. (Авт. свид. 765211, БИ 35, 1980 г,).
Недостатком этого способа являются большие потери аммиака, наличие стадии отделения кремнегеля, а также содержание примесей, находящихся в исходных компонентах сырья для получения фтористых соединений.
Известен способ получения бифторид-фторид аммония и белой сажи, включающий абсорбцию кремнийфторсодержащих газов раствором фторида аммония, осаждение белой сажи раствором аммиака и ее отделение от раствора, упарку раствора до плава бифторид-фторида аммония, обработку отогнанной аммиаксодержащей смеси водяным паром, с последующим направлением полученного раствора на упарку плава, а конденсацию аммиаксодержащей смеси ведут в две стадии, с последующим направлением конденсата на промывку белой сажи, а затем на стадию осаждения белой сажи. (Авт. свид. 1018907, БИ 19, 1983 г.).
Недостатком этого способа является усложнение получения фторид-бифторида, связанное с необходимостью отделения белой сажи и утилизации промывочных растворов и конденсата аммиаксодержащей смеси.
Известен способ получения бифторид-фторида аммония, сущность которого заключается в следующем. Кремнефтористоводородную кислоту и/или кремнефтористый аммоний нейтрализуют аммиаком при циркуляции суспензии диоксида кремния в растворе фторида аммония с соотношением в ней твердой и жидкой фаз равным 1:(14-33) при кратности циркуляции 3-18. Полученную после нейтрализации суспензию диоксида кремния в растворе фторида аммония подают на фильтрацию и отделяют раствор, который затем упаривают при 140-160oС под вакуумом до получения плава бифторид-фторида аммония. При необходимости плав охлаждают и получают кристаллический продукт. (Авт. свид. 1650580, БИ 19, 1988 г,).
К недостатком данного способа следует отнести: длительность процесса получения готового продукта, большие энергозатраты и ограниченное применение из-за качества получаемого бифтрид-фторида.
Известен способ получения бифторида аммония, при котором фторид аммония обрабатывают безводньм фтористым водородом. Фторид аммония загружают в реактор и при постоянном перемешивании осуществляют подачу безводного фтористого водорода, регулируя скорость подачи в пределах 0,10-0,35 т/ч. Фтористый водород перед подачей в реактор захолаживают в теплообменнике с помощью рассола с температурой минус 15oС. (Патент РФ 2038299, БИ 18, 1995 г,).
Практически это конечная стадия получения бифторида и трудно судить о качестве продукта, не зная каким образом был получен фторид аммония.
К недостаткам этого способа следует отнести высокую коррозионную активность среды и инкрустацию оборудования расплавом бифторида аммония.
Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является способ получения бифторид-фторида, описанный в авт. свид. 1407905, (БИ 25, 1988 г.). Сущность его состоит в следующем. Кремнефтористоводородную кислоту 20%-ной концентрации и/или кремнефтористый аммоний нейтрализуют аммиачной водой при 20oС, образовавшийся диоксид кремния отделяют фильтрацией под давлением 4 атм. Получают раствор фторида аммония, содержащий, %: 15,85 NH4F; 0,8 NH3; 0,1 SiO2, который делят на две части. Одну подают на упаривание до получения плава фторид-бифторид аммония. Упарку ведут при 150oС. Плав разбавляют другой частью раствора фторида аммония. Получают плав бифторид-фторида аммония следующего состава, мас.%: NH4HF2 - 50,85; NH4F - 27,57; SiО2 - 0,71, который разбавляют оставшейся частью фтористого аммония. Далее следует стадия охлаждения.
Общим недостатком указанного способа и других известных способов является образование диоксида кремния, который требуется отделить от основного раствора, высокая температура упарки, что приводит к дополнительным энергозатратам и ограниченность применения из-за присутствия диоксида кремния.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является расширение области применения бифторид-фторида аммония за счет отсутствия примесей кремния, а также уменьшение энергоемкости, расхода аммиака и упрощение аппаратурного оформления процесса.
Технический результат достигается за счет того, что в известный способ получения бифторид-фторида аммония, включающий взаимодействие фторсодержащей кислоты с аммиачной водой, упаривание полученного раствора до образования плава бифторид-фторида, разбавление плава фторсодержащим соединением и последующее охлаждение плава внесены некоторые изменения, а именно:
- в качестве фторсодержащей кислоты применяют фтористоводородную (плавиковую) кислоту, причем первоначально загружают ее в реактор в количестве соответствующей стехиометрии на получение средней соли фторида аммония, а затем вводят в нее аммиачную воду;
- на стадии упаривания в образовавшуюся пульпу добавляют плавиковую кислоту, количество которой составляет 2 - 12% от первоначальной загрузки, а конкретное определяется по результату анализа пробы, отобранной на стадии упаривания раствора;
Кроме того, на стадии взаимодействия плавиковой кислоты с аммиачной водой осуществляют отвод теплоты реакции путем охлаждения стенок реактора водой с температурой 18-25oС, причем отвод тепла заканчивают за 10-15 мин до окончания процесса упарки;
- упаривание раствора фторида аммония проводят при температуре 70-80oС;
- после охлаждения до температуры окружающей среды пульпу бифторид-фторида отжимают до заданной влажности.
- в качестве фторсодержащей кислоты применяют фтористоводородную (плавиковую) кислоту, причем первоначально загружают ее в реактор в количестве соответствующей стехиометрии на получение средней соли фторида аммония, а затем вводят в нее аммиачную воду;
- на стадии упаривания в образовавшуюся пульпу добавляют плавиковую кислоту, количество которой составляет 2 - 12% от первоначальной загрузки, а конкретное определяется по результату анализа пробы, отобранной на стадии упаривания раствора;
Кроме того, на стадии взаимодействия плавиковой кислоты с аммиачной водой осуществляют отвод теплоты реакции путем охлаждения стенок реактора водой с температурой 18-25oС, причем отвод тепла заканчивают за 10-15 мин до окончания процесса упарки;
- упаривание раствора фторида аммония проводят при температуре 70-80oС;
- после охлаждения до температуры окружающей среды пульпу бифторид-фторида отжимают до заданной влажности.
Таким образом, отличительными признаками являются:
- использование в качестве фторсодержащей кислоты - фтористоводородной (плавиковой) кислоты;
- добавление в пульпу бифторид-фторида фтористоводородной кислоты в количестве 2,0-12,0% от первоначальной загрузки, а фактическое - по результатам анализа на стадии упарки раствора фторида аммония;
- первоначальную загрузку фтористоводородной кислоты ведут по стехиометрии на среднюю соль фторида аммония;
- при получении фторида аммония осуществляют отвод теплоты реакции для снижения коррозионности среды и уменьшения потерь аммиака;
- отвод теплоты реакции осуществляют введением в рубашку воды с температурой 18-25oС, а упарку раствора осуществляют паром, поддерживая температуру пульпы 70-80oС;
- после охлаждения и кристаллизации бифторид-фторид подвергают отжиму до заданной влажности.
- использование в качестве фторсодержащей кислоты - фтористоводородной (плавиковой) кислоты;
- добавление в пульпу бифторид-фторида фтористоводородной кислоты в количестве 2,0-12,0% от первоначальной загрузки, а фактическое - по результатам анализа на стадии упарки раствора фторида аммония;
- первоначальную загрузку фтористоводородной кислоты ведут по стехиометрии на среднюю соль фторида аммония;
- при получении фторида аммония осуществляют отвод теплоты реакции для снижения коррозионности среды и уменьшения потерь аммиака;
- отвод теплоты реакции осуществляют введением в рубашку воды с температурой 18-25oС, а упарку раствора осуществляют паром, поддерживая температуру пульпы 70-80oС;
- после охлаждения и кристаллизации бифторид-фторид подвергают отжиму до заданной влажности.
Использование фтористоводородной кислоты позволяет получать более чистый продукт, что значительно расширяет область его применения, а также позволяет упростить аппаратурное оформление процесса.
Это достигается за счет того, что отсутствуют примеси, содержащиеся в традиционно применяемых реагентах (кремнегель, металлы и т.п.), которые являются отходами производства, поэтому требуют дополнительных затрат на их удаление.
Расчет количества фтористоводородной кислоты по стехиометрии на получение средней соли фторида аммония создает возможность получения конечного продукта заданного качества.
При избытке аммиака возрастают его потери т. к. избыток его в традиционной технологии был вызван необходимостью связывания нежелательных примесей, которые в предлагаемой технологии практически отсутствуют. В результате избытка аммиака по предлагаемой технологии получается продукт, не соответствующий требованием ТУ 113-08-544-85 "Аммония бифторид-фторид технический".
При недостаке аммиака получается кислый продукт, который больше соответствует бифториду, а не бифторид-фториду, т.е. также не соответствует ТУ.
Добавление фтористоводородной кислоты на стадии упарки менее 2,0 % от первоначальной загрузки фтористоводородной кислоты при избытке аммиака не позволяет получить продукт по ТУ, а более 12% нецелесообразно, т.к. кислотность возрастает и продукт по этому показателю может не соответствовать ТУ, при этом доля фторида аммония в готовом продукте уменьшается, сужая область применения.
Фактическое количество фтористоводородной кислоты рассчитывают по анализу состава пульпы, т.е. по содержанию аммиака, общего и свободного фтора.
При взаимодействии фтористоводородной кислоты и аммиака выделяется тепло и для снижения коррозионной способности среды часть тепла удаляется за счет подачи в рубашку реактора воды с комнатной температурой. Кроме того, при повышенной температуре возрастает скорость "улета" аммиака.
Упарку раствора фторида аммония осуществляет паром при температуре 70-80oС. Этот диапазон температур выбран в связи с тем, что при температуре менее 70oС время упарки увеличивается, а при более 80oС увеличиваются энергозатраты, а время упарки уменьшается незначительно.
Поддержание температуры пульпы в пределах 70-80oС осуществляется за счет регулировки давления пара.
При заданных параметрах процесса упарки время является оптимальным и учитывает необходимость проведения анализа пробы, отбираемой после появления пленки на поверхности пульпы, создавая возможность корректировки состава смеси бифторид-фторида.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
Фтористоводородную кислоту из полиэтиленовой посуды загружают в реактор, затем осуществляют подачу аммиачной воды при постоянном перемешивании раствора мешалкой.
Одновременно с подачей аммиачной воды в реактор в рубашку его подается вода, имеющая комнатную температуру, для отвода излишней теплоты реакции.
После окончания загрузки аммиачной воды, соответствующей по стехиометрии образованию средней соли фторида аммония, подачу воды на охлаждение прекращают. Тщательно перемешивают раствор в течение 10 мин и затем начинают упарку раствора фторида аммония путем подачи в рубашку реактора пара, поддерживая температуру пульпы 70-80oС. Упарка продолжается в течение 2,5-3,5 часов. При появлении на поверхности образовавшейся пульпы бифторид-фторида следов пленки отбирают пробу и анализируют ее на содержание аммиака и фтора (общего и свободного).
В зависимости от полученного результата в пульпу добавляют фтористоводородную кислоту в заданном количестве. После образования на поверхности пульпы плотной пленки упарку заканчивают (прекращают подачу пара в рубашку).
Пульпа охлаждается естественным путем до температуры окружающей среды, т.е. 15-25oС (в зависимости от времени года).
Полученный продукт отжимают на центрифуге до получения заданного содержания влаги в нем. В соответствии с ТУ влажность регламентируется на уровне 7%, однако такой продукт может найти применение для травления сплавов, стекол, в качестве компонента для кислотных фтористых растворов для нефтяников, но для получения бериллия и применения в электронной промышленности этот показатель должен быть значительно меньше.
Образовавшийся маточной раствор направляют в реактор на стадии упарки раствора фторида аммония. Возможно его отделение и получение другого целевого продукта.
Рассмотрим осуществление предлагаемого способа на конкретных примерах.
Пример 1. В реактор с мешалкой и охлаждающей рубашкой непрерывно загружают 129 кг 41%-ной фтористоводородной кислоты (плотность ее ρ=1,13 г/см3), затем исходя из расчета по стехиометрии для получения средней соли фторида аммония из емкости постепенно, в течение 1 часа, при постоянном перемешивании (скорость вращения мешалки 60-80 об/мин) загружают 196 кг 29%-ной аммиачной воды (плотностью ρ=0,898 г/см3). Температуру в реакторе поддерживают на уровне 20-25oС путем отвода теплоты реакции за счет подачи в охлаждающую рубашку воды при комнатной температуре. За 10 минут до окончания подачи аммиачной воды в реактор подачу воды в охлаждающую рубашку прекратили, а после окончания стадии получения раствора фторида аммония в рубашку стали подавать пар с температурой 115oС и давлением 1 ати, поддерживая температуру раствора 75-80oС. Упарку полученного раствора фторида аммония продолжали в течение 3 часов до образования плотной пленки на поверхности пульпы. В момент начала образования пленки отбирали пробу и проводили анализ на содержание в пульпе аммиака, общего фтора и свободного фтора. Получили результаты: NH4 - 36,34; Робщ - 54,15; Fсв - 13,5.
По результатам анализа добавили в пульпу 3,5% (4,5 кг) фтористоводородной кислоты. После окончания стадии упарки (прекращения подачи пара в рубашку). Далее пульпа охлаждалась естественным путем в течение 14 часов, при этом одновременно продолжался процесс кристаллизация бифторид-фторида. Получились кристаллы размером от 0,1 до 0,5 мм.
Результаты анализа вес.%: NH4F•HF - 43,32; NH4F - 50,4.
Затем полученный продукт выгружали на центрифугу и отжимали до заданной влажности. Отжатый продукт поступал на фасовку.
Содержание NH3 и NH4F в маточном растворе составляло по 38 вес.%, поэтому его можно направить в реактор на стадию упарки или продолжить упарку по предлагаемому способу, получив дополнительное количество бифторид-фторида.
Пример 2. Загрузку аммиачной воды и фтористоводородной кислоты в реактор осуществляли аналогично примеру 1, но после отбора пробы и ее анализа (он соответствовал примеру 1) в пульпу бифторид-фторида добавили фтористо-водородную кислоту в количестве 11,8% (15 кг) от первоначальной загрузки. Охлаждение пульпы и отжим полученного продукта проводили аналогично примеру 1. В результате получили продукт, содержащий, вес.%: NH4F•HF - 52,4; NH4F - 42,2; Н2O - 5,4.
Пример 3. Этот пример отличается от примера 1 тем, что после анализа пробы, в пульпу бифторид-фторида не добавляли фтористоводородную кислоту. Далее процесс проводили аналогично примеру 1. В результате выход продукта уменьшился до 89,8%. Содержание компонентов смеси было следующее: NH4F•HF - 40,5; NH4F - 51,4.
Пример 4. Этот пример отличается от примера 1 тем, что в реактор загрузили 277 кг 29%-ной аммиачной воды, а фтористоводородной кислоты такое же количество, что и в примере 1, т.е. избыток аммиака составлял 40%. В результате время загрузки реагентов составили 1,5 часа. Время упарки оставили без изменений, т.е. 3 часа, а температуру раствора (пульпы) - 75-80oС. Количество аммиака в пробе составило - 48,65%, т.е. увеличилось в 1,5 раза по сравнению с примером 1, а свободный фтор отсутствовал, Fобщ составило - 51,35. Количество бифторида соответственно уменьшилось до 32,4%, поэтому конечный продукт не соответствовал требованиям ТУ. Для того, чтобы получить кондиционный продукт необходимо было в пульпу добавить ~ 25% фтористо-водородной кислоты от первоначальной ее загрузки, т.е. более 30 кг. Технология оказалась нерентабельной.
Пример 5. Этот пример отличается от примера 1 тем, что количество аммиака не соответствовало стехиометрическому для получения средней соли фторида аммония. В реактор было загружено 120 кг 29%-ной аммиачной воды, т.е. с 40%-ным недостатком. Время первой стадии, упарки и т.д. оставили такое же. При анализе пробы количество свободного фтора при этом увеличилось до 20,45% по сравнению с 11,45%, т.е. почти в 2 раза. Это может привести к повышенной кислотности готового продукта и к образованию не бифторид-фторида, а бифторида аммония.
Естественно, что при уменьшении температуры пульпы на стадии упарки увеличится время проведения этой стадии, так при снижении температуры до 60oС время стадии упарки увеличилось до 3,5 - 4,0 часов.
Анализ приведенных примеров позволяет сделать вывод, что предлагаемая технология обладает рядом преимуществ по сравнению с известными способами:
- в результате применения чистой фтористо-водородной кислоты в готовом продукте практически отсутствуют нежелательные примеси;
- за счет возможности регулирования количества добавляемой фтористо-водородной кислоты на стадии упарки можно в широких пределах регулировать соотношение бифторида и фторида в готовом продукте;
- отвод теплоты реакции при получении фторида аммония позволяет уменьшить коррозию оборудования и потери аммиака;
- значительно снизить расход аммиака и энергоресурсов.
- в результате применения чистой фтористо-водородной кислоты в готовом продукте практически отсутствуют нежелательные примеси;
- за счет возможности регулирования количества добавляемой фтористо-водородной кислоты на стадии упарки можно в широких пределах регулировать соотношение бифторида и фторида в готовом продукте;
- отвод теплоты реакции при получении фторида аммония позволяет уменьшить коррозию оборудования и потери аммиака;
- значительно снизить расход аммиака и энергоресурсов.
Вместе с контролем количества влаги на стадии отжима гибкость предлагаемой технологии позволяет выпускать продукцию для целенаправленного применения.
На основе предлагаемого технического решения может быть создана производительная технология как в периодическом, так и непрерывном режиме.
В настоящее время закончились промышленные испытания и в 2002 г. начнется производственный выпуск продукции.
Claims (5)
1. Способ получения бифторид-фторида аммония, включающий взаимодействие фторсодержащей кислоты с аммиачной водой, упаривание полученного раствора фторида аммония, последующее разбавление, охлаждение и кристаллизацию, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащей кислоты используют фтористо-водородную кислоту, упаривание проводят до образования плотной пленки на поверхности пульпы, в пульпу добавляют фтористо-водородную кислоту в количестве 2,0-12% от первоначальной ее загрузки, после кристаллизации полученный продукт отжимают до заданной влажности.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первоначальную загрузку фтористо-водородной кислоты ведут по стехиометрии на среднюю соль фторида аммония.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что взаимодействие реагентов осуществляют с одновременным отводом теплоты реакции путем охлаждения стенок реактора.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что фактическое количество добавляемой фтористо-водородной кислоты определяют по результатам анализа упариваемой пульпы бифторид-фторида.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что упаривание раствора фторида аммония осуществляют при температуре 70-80oС, поддерживая ее изменением давления пара, подаваемого в рубашку реактора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101567/12A RU2198139C1 (ru) | 2002-01-14 | 2002-01-14 | Способ получения бифторид-фторида аммония |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002101567/12A RU2198139C1 (ru) | 2002-01-14 | 2002-01-14 | Способ получения бифторид-фторида аммония |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2198139C1 true RU2198139C1 (ru) | 2003-02-10 |
Family
ID=20255138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002101567/12A RU2198139C1 (ru) | 2002-01-14 | 2002-01-14 | Способ получения бифторид-фторида аммония |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2198139C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1340964A (en) * | 1970-08-25 | 1973-12-19 | Allied Chem | Process for preparing anhydrous ammonium bifluoride |
| US4026997A (en) * | 1973-09-21 | 1977-05-31 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the production of ammonium fluoride from fluosilicic acid |
| SU1279962A1 (ru) * | 1985-01-03 | 1986-12-30 | Предприятие П/Я В-8830 | Способ получени бифторида аммони |
| SU1407905A1 (ru) * | 1986-10-02 | 1988-07-07 | Предприятие П/Я В-8830 | Способ получени бифторида аммони |
| SU1650580A1 (ru) * | 1988-12-26 | 1991-05-23 | Научно-Исследовательский Институт По Удобрениям И Инсектофунгицидам Им.Проф.Н.В.Самойлова Научно-Производственного Объединения "Минудобрения" | Способ получени бифторид-фторида аммони |
| RU2051098C1 (ru) * | 1992-07-28 | 1995-12-27 | Кирово-Чепецкий химический комбинат | Способ получения раствора фторида аммония |
-
2002
- 2002-01-14 RU RU2002101567/12A patent/RU2198139C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1340964A (en) * | 1970-08-25 | 1973-12-19 | Allied Chem | Process for preparing anhydrous ammonium bifluoride |
| US4026997A (en) * | 1973-09-21 | 1977-05-31 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the production of ammonium fluoride from fluosilicic acid |
| SU1279962A1 (ru) * | 1985-01-03 | 1986-12-30 | Предприятие П/Я В-8830 | Способ получени бифторида аммони |
| SU1407905A1 (ru) * | 1986-10-02 | 1988-07-07 | Предприятие П/Я В-8830 | Способ получени бифторида аммони |
| SU1650580A1 (ru) * | 1988-12-26 | 1991-05-23 | Научно-Исследовательский Институт По Удобрениям И Инсектофунгицидам Им.Проф.Н.В.Самойлова Научно-Производственного Объединения "Минудобрения" | Способ получени бифторид-фторида аммони |
| RU2051098C1 (ru) * | 1992-07-28 | 1995-12-27 | Кирово-Чепецкий химический комбинат | Способ получения раствора фторида аммония |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6676917B2 (en) | Process for the production of hydrochloric acid and neutralized sulfates | |
| US4062930A (en) | Method of production of anhydrous hydrogen fluoride | |
| US4298586A (en) | Recovery of hydrofluoric acid from fluosilicic acid | |
| US4213951A (en) | Recovery of hydrofluoric acid from fluosilicic acid with high pH hydrolysis | |
| RU2198139C1 (ru) | Способ получения бифторид-фторида аммония | |
| CN102976356B (zh) | 一种氟硅化合物制备高品质氟化氢铵的方法 | |
| WO2000021886A1 (en) | Method of ammonium sulfate purification | |
| CN108101069A (zh) | 一种废气再利用后生产氟硅酸铵联产白炭黑原料工艺 | |
| US5312610A (en) | Defluorination of phosphoric acid | |
| JP2001322806A (ja) | 三フッ化窒素の製造方法及びその用途 | |
| US4062929A (en) | Production of hydrogen fluoride | |
| RU2107028C1 (ru) | Способ непрерывного получения сульфата калия из сульфата натрия | |
| RU2105717C1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
| CN105859592B (zh) | 一种adc发泡剂制取过程中副产盐酸回收利用的方法 | |
| CN116062783A (zh) | 一种重晶石液相两次转化法制备碳酸钡的方法 | |
| CN108220625A (zh) | 一种从含锂废液中回收锂的方法 | |
| JP4635310B2 (ja) | 中性硫酸ナトリウム組成物およびその製造方法 | |
| US5728359A (en) | Method for the preparation of sodium ammonium phosphate | |
| US2799556A (en) | Manufacture of ammonium fluoborate | |
| CN1955115A (zh) | 电子工业专用氟化铵的合成方法 | |
| CN105984887A (zh) | 一种三聚氰胺尾气利用工艺 | |
| SU1731724A1 (ru) | Способ получени фтористого водорода | |
| CN106698475A (zh) | 一种氟硅化合物制备高品质氟化氢铵的方法 | |
| JPS61117102A (ja) | 二酸化塩素の生成方法 | |
| RU2220904C2 (ru) | Способ получения диаммонийфосфата |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040115 |