AT110697B - Verfahren zur Herstellung des Natriumsalzes der Fluorwasserstoffsäure. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung des Natriumsalzes der   Fluorwasserstoffsäure.   
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 die Kieselfluorwasserstoffsäure. Das Interesse an der Lösung dieser Aufgabe ist zunächst darin begründet, dass diese Säure in grossen Mengen bei der   Superphosphatfabrikation   und bei der Graphitreinigung abfällt. 



  Wenn aber die Umsetzung zu Fluornatrium in befriedigender Weise gelingt, wird man zweifellos die Herstellung von Kieselfluorwasserstoffsäure der von Flusssäure für diesen Zweck vorziehen, denn die Fabrikation der erstgenannten Säure ist nicht nur technisch einfacher und   gewerbehygienisch erträglicher,   sondern gestattet auch, von einem billigeren Rohprodukt, nämlich von einem kieselsäurereicheren Flussspat, auszugehen. 



   Bisher hat man die   Kieselfluorwasserstoffsäure   in das Natriumsilieofluorid unmittelbar unigewandelt und vorgeschlagen, dieses mit Soda zu zersetzen. Das Fluornatrium ist das einzige wertvolle Produkt der Umsetzung und wird in mehr oder weniger reiner Form erhalten. 



   Es wurde nun gefunden, dass man bedeutende technische und wirtschaftliche Vorteile erreicht, wenn man das Kalisalz der Kieselfluorwasserstoffsäure intermediär herstellt, sei es direkt aus der Kiesel-   fluorwasserstoffsäure,   sei es beispielsweise aus einem käuflichen andern Salz der Kieselfluorwasserstoffsäure durch Zusatz geeigneter Kaliverbindungen, vorzugsweise solcher von niedrigem Handelswert. Das gewonnene Kieselfluorkali wird mm mit einer geeigneten Natriumverbindung, wie Soda (Natriumbikarbonat, Ätznatron) zersetzt. Man erhält dabei neben Fluornatrium Pottasche (Kaliumbikarbonat, Ätzkali) als wertvolles Nebenprodukt und kann durch zweckentsprechende   Führung   des Prozesses auch erreichen, dass Fluornatrium ohne umständliche Trennung ganz frei von Kieselsäure erhalten wird, also in einer z.

   B. für die Kryolithfabrikation und für Emaillierungszwecke besonders wertvollen und gesuchten Beschaffenheit. 



   Die folgenden Gleichungen veranschaulichen die verschiedenen   Möglichkeiten   für die Führung der Operationen. 
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   Die Zersetzung des Kieselfluorkaliums gemäss den Gleichungen   I,   IIa oder   IIla wird,   obwohl sie auch durch trockenes Erhitzen der Reaktionsteilnehmer bewirkt werden kann, am besten so vorgenommen, dass eine Lösung des Salzes oder seine Suspension in Wasser bzw. in einer aus dem Betrieb stammenden Lauge erhitzt und dann allmählich durch Zugabe von Soda bzw. Pottasche in fester Form oder in Lösung zersetzt wird. Man kann auch umgekehrt so verfahren, dass man in eine erhitzte Lösung von Soda oder Pottasche festes oder suspendiertes Kieselfluorkali allmählich zugibt. 



   Bei der Arbeitsweise gemäss Gleichung I kann man beispielsweise von einer heiss gesättigten Sodalösung ausgehen, die auf   l X   Wasser etwa 450   g   Soda enthält, und gibt dazu   allmählich   300 g Kieselfluorkali. Nach beendeter Reaktion hat man das Fluornatrium im Gemenge mit der ausgeschiedenen Kieselsäure als Bodenkörper. Die   Pottaschelösung,   die vom Bodenkörper in einer üblichen Weise getrennt wird, enthält ungefähr   18%   Pottasche und ungefähr 4% Fluomatrium.

   Man kann die Fluorverbindung aus der   Pdttaschelösung   durch doppelte Umsetzung mit Kalziumsalzen entfernen, oder man arbeitet mit einem kleinen Überschuss von Kieselfluorkali, der durch die bei der Umsetzung entstehende Pottasche gemäss Gleichung   IIla   zu Fluorkali zersetzt wird. Die Lösung enthält dann ausser Pottasche praktisch nur Fluorkali. Dieses äusserst leicht   lösliche   Salz bleibt beim Eindampfen der Pottaschelösung bzw. beim Kristallisieren in den Laugen und wird so auf einfache Weise abgetrennt. Die Laugen verwendet man für spätere Ansätze, für die ein Überschuss von Kieselfluorkali also nicht mehr erforderlich ist. Die Trennung des   Fluornatriums   von der Kieselsäure erfolgt in bekannter Weise z.

   B. durch Lösen des Fluornatriums, Abfiltrieren und Eindampfen der Lösung. 



   Man kann aber auch die Umsetzung in zwei Operationen vornehmen, indem map nach Gleichung   IIa   zunächst nur soviel Soda anwendet, dass zunächst keine Pottasche, sondern Fluorkali in Lösung entsteht, die abfiltriert und gemäss Gleichung IIb mit dem Rest der Soda zu Pottasche und zu Fluornatrium umgesetzt werden kann, das von Kieselsäure nicht erst getrennt zu werden braucht. 



     Schliesslich   gelingt es durch einen Kunstgriff nicht nur ein Drittel, sondern sämtliches Fluornatrium frei von Kieselsäure zu erhalten. Zu diesem Zweck zersetzt man nach Gleichung   IIla   Kieselfluorkali statt mit Soda mit Pottasche, die aus dem Betrieb stammt und immer wieder regeneriert wird. Dabei scheidet sich nur Kieselsäure aus. Sämtliches Fluor bleibt als Fluorkali in Lösung, wird von der Kieselsäure getrennt und mit Soda gemäss Gleichung   IIIB   zu Fluornatrium und Pottasche umgesetzt. Von 

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   der Pottaschelösung gehen zwei Drittel in den Betrieb zurück zwecks Ausführung der ersten Operation, während ein Drittel dem Prozess als Nebenprodukt entnommen und weiterverarbeitet werden kann.

   Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Gleichungen lIla und b zusammengezogen nach der Menge der einund ausgebrachten Produkte die Gleichung I ergeben. Die Arbeitsweise III hat aber den Vorteil, dass nicht nur die umständliche Trennung des Fluornatriums von der Kieselsäure erspart wird, sondern dass das so hergestellte Fluornatrium völlig frei von Kieselsäure ist. Im Interesse einer schnellen und vollständigen Umsetzung kann man ferner bei der Umsetzung lila mit einem Überschuss von Pottasche arbeiten, der dann unverändert zirkuliert. 



  Die vorstehend beschriebenen Vorgänge verlaufen in durchaus analoger Weise, wenn an Stelle der kohlensaueren Alkalien die doppelkohlensaueren oder die Ätzalkalien zur Anwendung gelangen. 



  Es ergibt sich ferner die Möglichkeit, bei den Reaktionen IIb bzw. IIlb ein anderes Natriumsalz zu verwenden. Ein technischer und wirtschaftlicher Vorteil ist damit in dem Falle verbunden, wenn das betreffende Natriumsalz bei einem technischen Prozess primär entsteht, während das Kalisalz aus Pottasche und der entsprechenden Säure hergestellt zu werden pflegt. Beispielsweise kann man, wenn man das nach den angeführten Gleichungen erhaltene Fluorkali mit Natriumoxalat umsetzt, Kaliumoxalat erhalten, ohne dass es nötig ist, die Oxalsäure aus dem Natriumsalz erst frei zu machen. 



  Zur Gewinnung von Fluoriden ist bereits vorgeschlagen worden, Alkali oder Erdalkalisalze der Kieselfluorwasserstoffsäure einer alkalischen Zersetzung zu unterwerfen, wobei ein einfaches Fluorid und Kieselsäure in Form einer gelatinösen Masse entsteht. Nach einem bekannten Verfahren wird die erhaltene Mischung von Kieselsäure und Fluorid mit Alkalihydroxid weiterbehandelt. Die Kieselsäure wird hiebei in lösliche Alkalisilikate übergeführt, so dass das verhältnismässig schwerlösliche Fluorid durch Filtration gewonnen werden kann. Es ist ferner bekannt, Natriumfluorid durch Zersetzung von Natriumsilicofluorid mit Hilfe von Natriumkarbonat,-bikarbonat oder Ätznatron in der Weise zu gewinnen, dass man den Zusatz des Alkalis so regelt, dass die Mischung sauer oder neutral bleibt.

   Bei diesem Verfahren kann das Natriumfluorid durch fraktionierte Fällung von der Kieselsäure getrennt werden. Schliesslich ist zur Herstellung von schwer zugänglichen Metallverbindungen empfohlen worden, intermediär das Metallion an Kieselfluorwasserstoffsäure zu binden und das Salz der Kieselfluorwasserstoffsäure mit einem Salz jener Säure, welche in die Verbindung eingeführt werden soll, zu behandeln, um die gewünschte Verbindung und ein anderes kieselfluorwasserstoffsaures Salz zu gewinnen, aus welchem die Kieselfluorwasserstoffsäure zurückgewonnen werden kann. Das Salz der Kieselfluorwasserstoffsäure kann auch zersetzt und das gebildete Fluorid durch geeignete Umsetzung in Kieselfluorwasserstoffsäure zurückverwandelt werden. 



  Hingegen wird die bekannte alkalische Zersetzung von Silicofluoriden gemäss der Erfindung auf ein intermediär gebildetes Kaliumsalz der Kieselfluorwasserstoffsäure angewendet und die Zersetzung mit geeigneten Natriumverbindungen bewirkt, so dass neben Natriumfluorid als wertvolles Nebenprodukt Kaliumkarbonat (Kaliumbikarbonat, Ätzkali) entsteht, wobei der Prozess so geführt werden kann, dass durch intermediäre Bildung von Kaliumfluorid und gesonderte Umsetzung dieses Salzes zu Natriumfluorid die umständliche Trennung des Natriumfluorids von der Kieselsäure entfällt und Kaliumkarbonat (Kaliumbikarbonat, Ätzkali) zurückgewonnen wird. 



  PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung des Natriumsalzes der Fluorwasserstoffsäure durch Zersetzung eines Alkalisalze der Kieselfluorwasserstoffsäure mit Alkalikarbonaten oder Hydroxyden, dadurch gekennzeichnet, dass intermediär das Kalisalz der Kieselfluorwasserstoffsäure gebildet und dieses Salz mit einer geeigneten Natriumverbindung (Soda, Natriumbikarbonat, Ätznatron) zersetzt wird, so dass neben Natriumsalz der Fluorwasserstoffsäure auch Kaliumkarbonat (Kaliumbikarbonat, Ätzkali) entsteht, wobei die Umsetzung vorzugsweise mit einer etwas geringeren als der theoretischen Menge der Natriumverbindung vorgenommen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnw ;, dass das Kieselfluorkali mit Soda (Natriumbikarbonat, Ätznatron) unvollständig zersetzt wird, derart, dass Fluorkali in Lösung erhalten wird, das von dem ausgeschiedenen Fluomatrium und Kieselsäure getrennt und für sich mit Soda zu kieselsäurefreiem Fluornatrium und Pottasche (Kaliumbikarbonat, Ätzkali) umgesetzt werden kann.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kieselfluorkali mit Pottasche (Kaliumbikarbonat, Ätzkali) zersetzt, das gebildete Fluorkali von der Kieselsäure getrennt und mit Soda (Natriumbikarbonat, Ätznatron) zu kieselsäurefreiem Fluornatrium und Pottasche (Kaliumbikarbonat, Ätzkali) umgesetzt wird, wobei ein Teil der letzteren zur Zersetzung von neuem Kieselfluorkali in den Betrieb zurückgeht, während der andere Teil aus dem Prozess gewonnen werden kann.

   4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kieselfluorkali gebildete Fluorkali mit einem Natriumsalz umgesetzt wird zu Fluornatrium und einem Kalisalz.