AT224081B - Verfahren zur Herstellung von Natriumhydrogenfluorid - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Natriumhydrogenfluorid   Natriumhydrogenfluorid wird technisch durch teilweise Neutralisation von Flusssäure mit Soda hergestellt. Die hohen Kosten dieser Ausgangsprodukte und die bei der Herstellung auftretenden Korrosionsschwierigkeiten bedingen einen entsprechend hohen Preis des erzeugten Hydrogenfluorides, so dass man seit langem noch andere Herstellungsmethoden sucht. 



  In den USA-Patentschriften Nr. 2, 602, 726 und 2, 588, 786 ist ein Kreisprozess beschrieben, der es gestattet, aus Kieselfluorwasserstoffsäure Flusssäure und Kieselsäure herzustellen. Dazu wird die Kieselfluorwasserstoffsäure mit im Kreislauf geführten Natriumfluorid zu Flusssäure und Natriumsilikofluorid umgesetzt. Letzteres wird abgetrennt und thermisch zu Natriumfluorid und Siliciumtetrafluorid zerlegt, wobei das Siliciumtetrafluorid, in Wasser eingeleitet, wieder Kieselfluorwasserstoffsäure gibt. Die bei der Abtrennung des Natriumsilikofluorides anfallende verdünnte Flusssäure kann als solche verwendet werden oder durch Zugabe von Natriumfluorid in Natriumhydrogenfluorid übergeführt werden, welches durch Filtration abgetrennt und durch nachfolgendes Erhitzen in wasserfreien Fluorwasserstoff und rückzuführendes Natriumfluorid zerlegt wird. 



  In letzter Zeit ist ein Verfahren ausgearbeitet worden, das es gestattet, auf einfache Weise Natriumfluorid aus billigem Natriumsilkofluorid herzustellen. Durch Reaktion dieses Natriumfluorides mit Flusssäure kann ebenfalls Natriumhydrogenfluorid gewonnen werden. Dabei wird jedoch die Hälfte des Fluors als teurer Fluorwasserstoff eingebracht, so dass dieses Verfahren gegenüber dem oben beschriebenen keine wesentliche Verbilligung des Natriumhydrogenfluorides mit sich bringt. 



  Bei verschiedenen technischen Chlorierungs- und Fluorierungsprozessen fallen beträchtliche Mengen verunreinigter Salzsäure an, deren Vernichtung oder Aufarbeitung meist erhebliche Kosten verursacht. 



  Besonders unangenehm ist dieses Problem bei der Herstellung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen durch Fluorierung von Chlorkohlenwasserstoffen, da die anfallende Salzsäure ausserdem noch beträchtliche Mengen Fluorwasserstoff enthält. Es ist bisher noch kein Verfahren bekannt geworden, das eine wirtschaftliche Verwertung dieser Abfallsäure ermöglicht. 



  Überraschenderweise gelingt es aber durch Umsatz von Natriumfluorid mit Salzsäure in wässeriger Aufschlämmung, eine Umsetzung zu Natriumhydrogenfluorid nach der Gleichung 2 NaF+HCl--NaHF+NaCl zu erreichen. Die Menge des Suspensionswassers wird so bemessen, dass das entstehende Natriumchlorid gelöst bleibt, das Natriumhydrogenfluorid aber möglichst quantitativ ausfällt. Dies wird durch die gegen- über reinem Wasser stark herabgesetzte Löslichkeit des Natriumhydrogenfluorids in Natriumchloridlösungen erleichtert. 



  Die Reaktion wird bei 40   C in einem korrosionsbeständigen Behälter unter gutem Rühren durchgeführt. Die Reaktion ist nach 5-6 Stunden beendet und kann durch Temperaturerhöhung nicht verkürzt werden. Höhere Reaktionstemperaturen führten stets zu einem Absinken der Natriumhydrogenfluoridbildung. Wichtig ist, dass das verwendete Natriumfluorid eine Korngrösse von 60 p. nicht überschreitet. 



  Unter diesen Bedingungen ist eine völlige Durchreaktion des Natriumfluorides zum Natriumhydrogenfluorid gewährleistet. Nach Ende der Reaktion wird auf 20   C abgekühlt, abfiltriert und mit soviel Wasser gewaschen, dass das Volumen des anfallenden Waschwassers dem zum Ansatz verwendeten Flüssigkeitsvolumen entspricht. Das Natriumhydrogenfluorid wird gut getrocknet. 



  Die Ausbeute der Umsetzung ist durch die Löslichkeit des Natriumhydrogenfluorids in der entstehenden Natriumchloridlösung begrenzt und damit von deren Konzentration abhängig. Die Löslichkeit beträgt z. B. bei 200 C und einer Natriumchloridkonzentration von 25 Gew.-% 8 g/l Natriumhydrogenfluorid. 



  Das beschriebene Verfahren lässt sich besonders gut mit der Herstellung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, z. B. CCI2F2, CCI3F, durch Umsetzung chlorhältiger Kohlenwasserstoffe, z. B. CCI4, mit Fluorwasserstoff kombinieren. Die dabei anfallende fluorwasserstoffhältige Salzsäure kann auf die beschriebene Weise aufgearbeitet werden, wobei deren Fluorgehalt die Ausbeuten entsprechend verbessert. Das an-   

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 fallende Waschwasser von der Natriumhydrogenfluoridherstellung wird zur Absorption der Chlorwasser-   stoff- und Fluorwasserstoffdämpfe,   die bei der Umsetzung mit Fluorwasserstoff entstehen, verwendet. 



   Das anfallende Natriumhydrogenfluorid kann bei 240-260  C leicht zu wasserfreiem Fluorwasserstoff und Natriumfluorid zersetzt werden. Der Fluorwasserstoff dient zur weiteren Herstellung von Fluorkohlenwasserstoffen, das Natriumfluorid zur Herstellung von Natriumhydrogenfluorid. Da die Aufwendungen für die erfindungsgemässe Umsetzung des beispielsweise aus Natriumsilikofluorid billig gewonnenen Natriumfluorid mit der erwähnten Abfallsalzsäure gering sind, ist damit ein überraschend wirtschaftliches und einfaches Kreislaufverfahren zur nutzbringenden Verwertung von Abfallsalzsäure, beispielsweise fluorwasserstoffhaltiger Salzsäure der Erzeugung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, gegeben. 



   Folgende Gleichungen zeigen den Reaktionsablauf :
6 NaF+3   HCl-73 NaHF2+3 NaCl  
3   NaHF2-73 HF+3 NaF  
2 CC14+3   HF-- CCLJ2+CCl3F+3 HC1  
Beispiel :   16, 8   g NaF einer Korngrösse von unterhalb 60   fJ.   wurden mit 40   ml1S gew. -%iger HCI   6 Stunden bei 40   C in einem Polyvinylchloridgefäss kräftig gerührt. Nach Abkühlung auf 20   C wurde das gebildete Natriumhydrogenfluorid abfiltriert und mit   40 ml   Wasser gewaschen. Es wurden   11, 4 g NaHF2   mit 
 EMI2.1 

Claims (1)

1. 2%PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Natriumhydrogenfluorid aus Natriumfluorid durch Einwirkung einer Säure, dadurch gekennzeichnet, dass Natriumfluorid mit einer Korngrösse unter 60 fJ. in verdünnter Salzsäure, insbesondere in fluorwasserstoffhaltiger Abfallsalzsäure der Herstellung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, aufgeschlämmt wird, wobei die Menge und Konzentration der Salzsäure derart gewählt wird, dass auf 2 Mole NaF ungefähr 1 Mol HCI kommen und das gemäss der Gleichung 2 NaF+HCl--NaHF+NaCl entstehende Natriumchlorid gerade noch in Lösung verbleibt, und diese Suspension zwischen 30 und 50 C, vorzugsweise bei 40 C, durch mehrere Stunden gerührt wird,

   wonach das in der entstehenden Natriumchloridlösung schwerlösliche Natriumhydrogenfluorid durch Abkühlung etwa auf Zimmertemperatur praktisch quantitativ ausgefällt, abgetrennt und mit wenig Wasser, vorzugsweise dem gleichen Volumen wie der vorher verwendeten Salzsäure, gewaschen wird.