CN101134561A

CN101134561A - 一种氢氟酸的制备方法

Info

Publication number: CN101134561A
Application number: CNA200610106971XA
Authority: CN
Inventors: 李世江; 侯红军; 杨华春; 皇甫根利; 张梅; 刘海霞; 闫春生
Original assignee: Duo Fluoride Chemicals Co Ltd
Current assignee: Duo Fluoride Chemicals Co Ltd
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-03-05

Abstract

本发明涉及一种氢氟酸的制备方法，以氟硅酸为原料，包括以下步骤：(1)将氟硅酸溶液和硫酸钠固体反应10～60分钟，过滤得到氟硅酸钠固体，硫酸废液处理排放；(2)将氟硅酸钠在300～800℃的温度下分解1～5小时，生成氟化钠固体和四氟化硅气体；(3)将四氟化硅气体用水吸收并水解，过滤得到氟硅酸溶液返回去制氟硅酸钠，二氧化硅固体洗涤、干燥得到白炭黑；(4)将步骤(2)生成的氟化钠固体和98％以上的硫酸反应，产生的气体经冷凝精馏得到氢氟酸，固体硫酸钠返回制氟硅酸钠。本发明的方法是以磷肥副产氟硅酸为原料代替了传统方法中的以萤石矿产为原料生产氢氟酸，节约了萤石资源，大大降低了生产成本。本发明以氟硅酸为主要原料，变废为宝，大大缓解了由于氟硅酸的积压而对周围环境造成的污染。

Description

一种氢氟酸的制备方法

技术领域

本发明涉及一种氢氟酸的制备方法，尤其涉及一种以氟硅酸为原料制备氢氟酸的方法。

背景技术

氢氟酸用于生产氟制冷剂、含氟树脂、有机合成(聚合、缩合、烷基化)的促进溶合氟树脂，难燃剂及染料合成；制造有机或无机氟化物，如氟碳化合物、氟化铝、六氮化铀、冰晶石等；腐蚀刻玻璃，电镀，试剂，发酵，陶资处理，石油工业中用作催化剂，磨砂灯泡的制造，金属铸件除砂，石墨灰份的去除，金属的净洗(酸洗铜、黄铜、不锈钢等)以及半导体(钻、硅)的制造等；还可用作原子能工业和核武器生产中需要的六氟化铀的原料；无水氢氟酸是火箭燃料和添加剂的原料，也是制造元素氟的主要原料。氢氟酸生产的传统工艺使用萤石和硫酸为原料，萤石是一种不可再生的重要战略资源，受到国家保护而限制开采。且现有的制备氢氟酸工艺过程较为复杂，原料成本高。

发明内容

本发明目的在于提供一种氢氟酸的制备方法，以大大降低生产成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种氢氟酸的制备方法，以氟硅酸为原料，包括以下步骤：

(1)将氟硅酸溶液和硫酸钠固体反应10～60分钟，过滤得到氟硅酸钠固体，硫酸废液处理排放；

(2)将氟硅酸钠在300～800℃的温度下分解1～5小时，生成氟化钠固体和四氟化硅气体；

(3)将四氟化硅气体用水吸收并水解，过滤得到氟硅酸溶液返回去制氟硅酸钠，二氧化硅固体洗涤、干燥得到白炭黑；

(4)将步骤(2)生成的氟化钠固体和98％以上的硫酸在150-300℃的温度下反应2-5小时，产生的气体经冷凝精馏得到氢氟酸，固体硫酸钠返回制氟硅酸钠。

所述的氟硅酸溶液的浓度为10～40％。

本发明的反应式为：

H₂SiF₆+Na₂SO₄→Na₂SiF₆+H₂SO₄

Na₂SiF₆→2NaF+SiF₄↑

3SiF₄+2H₂O→2H₂SiF₆+SiO₂↓

2NaF+H₂SO₄→2HF↑+Na₂SO₄

本发明的方法是以磷肥副产氟硅酸为原料代替了传统方法中的以萤石矿产为原料生产氢氟酸，节约了萤石资源，大大降低了生产成本。氟硅酸是磷肥生产过程的副产有害废物，用途很少，并且对周围环境造成了严重影响，氟硅酸的开发处理急需解决。本发明以氟硅酸为主要原料，变废为宝，大大缓解了由于氟硅酸的积压而对周围环境造成的污染。另外，本发明方法所得的产品氟硅酸溶液可以返回去制氟硅酸钠，产品循环使用，在一定程度上节约了成本。本发明工艺简单，大大降低了氢氟酸的生产成本，具有很好的经济价值和社会价值，易于推广应用。

无水氢氟酸产品质量分析结果

指标名称	HF％≥	H₂O％≤	SO₂％≤；	H₂SO₄％≤	H₂SiF₆%≤
指标名称	HF％≥	H₂O％≤	SO₂％≤；	H₂SO₄％≤	H₂SiF₆%≤	特等品	99.98	0.005	0.0005	0.003	0.004

优等品	99.95	0.03	0.007	0.005	0.010
优等品	99.95	0.03	0.007	0.005	0.010	一等品	99.90	0.06	0.015	0.020	0.020
合格品	99.70	0.10	0.03	0.050	0.050	一等品	99.90	0.06	0.015	0.020	0.020
合格品	99.70	0.10	0.03	0.050	0.050	本方法1#	99.95	0.03	0.005	0.005	0.010
本方法2#	99.85	0.08	0.010	0.020	0.020	本方法1#	99.95	0.03	0.005	0.005	0.010

有水氢氟酸产品质量分析结果

	优级	一级品			二级品			合格品	本方法
	优级	一级品			二级品			合格品	本方法			F-40	F-40	F-55	F-60	F-40	F-55	F-60		1#	2#
HF％≥	40.0	40.0	55.0	60.0	40.0	55.0	60.0	30.0-65.0	41	56		F-40	F-40	F-55	F-60	F-40	F-55	F-60		1#	2#
HF％≥	40.0	40.0	55.0	60.0	40.0	55.0	60.0	30.0-65.0	41	56	H₂SiF₆％≤	0.02	0.2	0.4	0.5	0.6	1.0	1.0	5.0	0.2	0.4
H₂SO₄％≤	0.02	0.05	0.08	0.1	0.6	0.8	1.0	-	0.04	0.06	H₂SiF₆％≤	0.02	0.2	0.4	0.5	0.6	1.0	1.0	5.0	0.2	0.4
H₂SO₄％≤	0.02	0.05	0.08	0.1	0.6	0.8	1.0	-	0.04	0.06	Fe％≤	0.005	0.01	-	-	-	-	-	-

具体实施方式

实施例1

本发明的氢氟酸的制备方法，以氟硅酸为原料，包括以下步骤：

(1)将浓度为15％的氟硅酸溶液和硫酸钠固体反应30分钟，过滤得到氟硅酸钠固体，硫酸废液处理排放；

(2)将氟硅酸钠在350℃温度下分解4小时，生成氟化钠固体和四氟化硅气体；

(3)将四氟化硅气体用水吸收并水解，过滤得到15％的氟硅酸溶液返回去制氟硅酸钠，二氧化硅固体洗涤、干燥得到白炭黑；

(4)将步骤(2)生成的氟化钠固体和98％的硫酸在150℃的温度下反应5个小时，产生的气体经冷凝精馏得到氢氟酸，固体硫酸钠返回制氟硅酸钠。

实施例2

(1)将浓度为25％的氟硅酸溶液和硫酸钠固体反应30分钟，过滤得到氟硅酸钠固体，硫酸废液处理排放；

(2)将氟硅酸钠在450℃的温度下分解4小时，生成氟化钠固体和四氟化硅气体；

(3)将四氟化硅气体用水吸收并水解，过滤得到25％的氟硅酸溶液返回去制氟硅酸钠，二氧化硅固体洗涤、干燥得到白炭黑；

(4)将步骤(2)生成的氟化钠固体和99％的硫酸在250℃的温度下反应3个小时，产生的气体经冷凝精馏得到氢氟酸，固体硫酸钠返回制氟硅酸钠。

实施例3

本发明氢氟酸的制备方法，以氟硅酸为原料，包括以下步骤：

(1)将35％的氟硅酸溶液和硫酸钠固体反应30分钟，过滤得到氟硅酸钠固体，硫酸废液处理排放；

(2)将氟硅酸钠在750℃的温度下分解2小时，生成氟化钠固体和四氟化硅气体；

(3)将四氟化硅气体用水吸收并水解，过滤得到35％的氟硅酸溶液返回去制氟硅酸钠，二氧化硅固体洗涤、干燥得到白炭黑；

(4)将步骤(2)生成的氟化钠固体和100％的硫酸在300℃的温度下反应2个小时，产生的气体经冷凝精馏得到氢氟酸，固体硫酸钠返回制氟硅酸钠。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种氢氟酸的制备方法，其特征在于：以氟硅酸为原料，包括以下步骤：

(4)将步骤(2)生成的氟化钠固体和98％以上的硫酸反应，产生的气体经冷凝精馏得到氢氟酸，固体硫酸钠返回制氟硅酸钠。

2.根据权利要求1所述的氢氟酸的制备方法，其特征在于：所述的氟硅酸溶液的浓度为10～40％。