CN1100152A - 一种精制氟化氢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用电解法精制无水工业氟化氢
的方法，该电解法维持电解液中水浓度为至少为
200ppm。
Description
本发明涉及用电解法精制无水工业氟化氢（HF）的方法。
工业法制取的HF（CaF2+H2SO4→2HF+CaSO4），通常应是无水HF，但这些HF含有一些杂质和少量的水，这皆取决于反应的原材料（通常为氟石）。
“无水HF”一词可理解为由普通的工业方法制备且含水量低于5000mg水/kg HF的HF。
杂质是下列元素的化合物：砷、磷、溴、硅和硫。
这些杂质化合物对HF的应用会产生一些问题，因此是不合要求的。
当用含水HF溶液来制作电子元件时，砷、磷、硅和溴的化合物就会引起一些问题。
在混合使用HF和催化剂时，如在制造氟碳（一种用以取代氯氟碳的物质），硫化物就会特别容易产生影响。
专利DE-A 4031967和WO91/13024已经描述了用电解法纯化无水HF的方法，上述专利所涉及的方法均以镍或石墨为电极进行电解来消除HF中的杂质。
用镍作电极时，在电解过程中电极将被高度腐蚀，其结果是使电极间隙、管路系统和阀门产生堵塞，这对上述工艺实现工业化会产生影响。
已有迹象表明石墨不是特别适合用作电解法制备无水工业HF的电极，这是由于石墨电极服役期短所致。
本发明的目的正在于提供一种无上述缺点的精制工业无水HF的方法。同时该方法又不增加精制过程的难度。
本发明方法可以达到这个目的。
本发明提供了一种用电解法精制工业HF的方法，其特点是在电解过程中电解液的水浓度至少为200mg水/kg HF。
本发明所涉及的方法可如下实现：在电解开始前或电解过程中将水或含水HF加入电解液中，这样当所用HF溶液中水含量不够时或电解过程中水消耗过多时可以保持电解过程所需的水含量。
特别可取的是加入的水量与电解过程所消耗的水量持平，从而在整个电解过程中电解液的水含量可以维持在至少200mg水/kg HF的水平上。
HF所含的水和电解过程中加入的水被转化或氧、氟化氧和氢，其反应机理为：
反应式Ⅰ：
反应式Ⅱ：
如果加入的水比消耗的水多，反应式Ⅰ和Ⅱ所表示的电解反应将不会停止，以获得所需低水含量的HF，也可以用蒸馏法去掉多余的水。
在电解过程中应持续不断或间歇地加入水或者含水HF溶液。
如果根据前面专利的方法来精制工业HF时维持电解液的水含量，那么要精制的工业HF的水含量将低至零，电极腐蚀将很严重。
电解过程如下进行，其效果会特别好：加入5g至36g水到电解液中，电负荷为107.2安培·小时。
用本发明的方法精制无水HF，电极腐蚀会明显低于已有的所有方法。
本发明所涉及的方法，可借助如下实施例详细解释：
实施例1：
（专利DE 4031967所述的先有技术方法）
DE 4031967所述方法使用无水工业HF，其水量为300水mg/kg HF，电解槽容积为650毫升，阳极为4块70×50×2mm的镍板，阴极为5块70×50×2mm的镍板，电极板交替使用，槽中充满需要精制的HF，该种HF含有杂质，如27mg As/kg HF。
调整电流为1安培，电压为4.8V，这相当于电流密度为3.69mA/cm2，可通过不断增加电解电压来保持所需的电流密度不变，电解电压从实验开始4.8V增至实验结束6.7V，当电量达4安·小时时，终止实验。
分析电解液的成份，这时氟化的氢中As含量低于0.02mg As/kg HF，99.9%的As被分离出了。
电极腐蚀量为225mg镍/安培·小时。
实施例2：
（本发明所提供的方法）
本发明的方法使用含水量为300mg水/kg HF的HF，电解槽容积为650毫升，阳极为4块70×50×2mm的镍板，电极交替使用，电解槽中盛满要精制的HF，该种HF含有杂质，如25mg As/kg HF。
用调压器调整电流至1安培，电压为4.65V，这相当于电流密度为3.69mA/cm2。在电解过程中，不断地加入总量为800mg的水，以使电解液中的水浓度为300mg。当电量总计达到4安培小时时，终止实验。
分析电解液的成份，这时电解槽中的HF的As含量低于0.02mg As/kg HF，99.9%以上的As被分离出来。
实验过程中，电极不被腐蚀。
Claims (7)
1、用含有HF的电解液进行电解精制无水工业HF的方法，其中该电解液在电解过程中水含量至少为200mgH2O/kgHF。
2、根据权利要求1的方法，其中电解液中水含量可用如下方法维持：在电解前或电解过程中向电解液中添加水或含水的HF溶液。
3、根据权利要求2的方法，其中向电解液中加水量在5克和36克之间，电负荷量为127.2安培·小时。
4、根据权利要求2的方法，其中在电解过程中，向电解液中所加的水是不断地添加的。
5、根据权利要求2的方法，其中在电解过程中，向电解液中所加的水间断地加入。
6、根据权利要求2的方法，其中在电解过程中，向电解液中所加入的水全部消耗。
7、按照权利要求2的方法，其中在电解过程中，向电解液中所加的水有一部分不被消耗，也就是说，部分水在电解过程中被蒸发掉。
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