DE1010504B

DE1010504B - Herstellung von Alkalihydrogendifluoriden bzw. Gemischen davon

Info

Publication number: DE1010504B
Application number: DEK28447A
Authority: DE
Inventors: Dr Rolf Schober
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1956-03-23
Filing date: 1956-03-23
Publication date: 1957-06-19

Description

Herstellung von Alkalihydrogendifluoriden bzw. Gemischen davon Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, um aus Ammoniumfluorid und Alkalifluoriden, -hydroxyden oder -carbonaten Alkalihydrogendifluoride herzustellen. Die chemischen Vorgänge dieses Verfahrens lassen sich für den Fall der Herstellung des Kaliumhydrogendifluorids durch folgende Reaktionsgleichungen ausdrücken: KF + NH,F = KHF. + NH, 1 K 0 H -E- 2 N H,, F = K H F, -E- 2 N H, + 11, 0 2 Die Reaktion läuft unter Normaldruck bei Temperaturen von 100 ... 200' ab. Bei Anwendung von Vakuum erniedrigt sich die erforderliche Temperatur. Die Ausgangsstoffe können in fester Form gemischt und dann erhitzt werden. Man kann aber auch die Reaktion in wäßriger Lösung durchführen.
Gemäß den obengenannten Gleichungen entweicht dabei neben Wasserdampf auch das gesamte Ammoniak, ohne daß bereits F luorverbindungen abdestillieren.
Der Rückstand der Reaktion, die nach Ablauf einiger Stunden beendet ist, besteht aus reinem Kaliumhydrogendifluorid. Zur Beschleunigung der Ammoniakabgabe kann das Reaktionsgemisch mechanisch bewegt werden.
Die Herstellung von Alkalihydrogendifluoriden war bisher nur unter Verwendung von Flußsäure bekannt, die man mit Fluoriden, Hydroxyden oder Carbonaten umsetzte.
Nach der Reaktion gemäß der Erfindung ist die Herstellung dieser Substanzen nun auch unter Verwendung von Ammoniumfluorid möglich. Ammonfluorid ist nicht nur über freie Flußsäure zugänglich, sondern kann unter anderem auch aus der bei der Superphosphatherstellung anfallenden Kieselflußsäure dadurch gewonnen werden, daß man diese in bekannter Weise mit Ammoniak umsetzt, wobei sich folgende Reaktionen abspielen: H,SiFs + 2 NH3 = (NH4)ZSiFs 3 (NH4)2SiFs + 2 H20 -f- 4 NH3 = 6 NH4F 4 Si O2.
Man kann demzufolge das nach den Reaktionen 1 oder 2 frei werdende Ammoniak dazu benutzen, die Reaktionen 3 und 4 auszuführen, so daß das Ammoniak zwischen beiden Reaktionen hin und her pendelt.
Abgesehen davon, daß es auf die geschilderte Weise möglich ist, Alkalihydrogenfluoride ohne Verwendung von Flußsäure mit Hilfe billigerer Kieselflußsäure herzustellen, kann als weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung angesehen werden, daß die Herstellung der Alkalihydrogendifluoride von der alkalischen Seite her erfolgt, im Gegensatz zu dem Verfahren über Flußsäure, welche bekanntlich die meisten Apparatebaustoffe stark angreift. Die erzeugten Alkalihydrogendifluoride, wie z. B. das Kaliumhydrogendifluorid, können zum Imprägnieren von Holz gegen tierische Schädlinge, zum Ätzen von Metallen oder als Zusatz zu Schweißelektroden bzw. zur Gewinnung von Uran od. dgl. benutzt werden.
Das zur Zeit technisch wichtigste der Alkalihydrogendifluoride, das Kaliumhydrogendifluorid, ist bisher, wie oben gesagt, aus Kaliumhydroxyd und Flußsäure hergestellt worden. Nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist es nun möglich, das Kaliumhydrogendifluorid über Ammoniumfluorid und Kaliumfluorid herzustellen, die in an sich bekannter Weise durch Zersetzung von Kaliumsilicofluorid mit Ammoniak zugänglich sind.
Die Umsetzung erfolgt nach der Gleichung KZSiFs+4NH3+Hz0=2KF+4NH,F 5 -j- Si OZ Nach Abfiltrieren der Kieselsäure resultiert eine Lösung, der man gemäß der folgenden Gleichung nur noch 1 Mol K O H zuzusetzen braucht, um insgesamt 3 Mol Kaliumhydrogendifluorid zu erhalten.
2 KF -f- 4 NH4F -!- KOH = 3 KHFZ 6 -f- 4 NH3 + H20.
Für Holzschutzzwecke hat auch ein Gemisch von Kaliumhydrogendifluorid mit Ammoniumhydrogendifluorid Interesse. Nach der folgenden Reaktionsgleichung 7 erhält man ein Gemisch von 2 K H F2+1 N H,, H F2.
2 KF -f- 4 NHJ = 2 KHF, -f- NH,HF, 7 3 N H, Beispiel 1 In 176 kg einer 42o/oigen Lösung von Ammoniumfluorid werden 56 kg festes Kaliumhydroxyd eingetragen und gelöst. Die entstandene Lösung wird allmählich auf 130° erhitzt und dabei.- zur .Trockene gedampft. Als Destillat fallen 154 kg 23%iges Ammoniakwasser an, und man erhält 78 kg Kaliumhydrogendifliiorid.-.5,ls Rückstand.-# - BeispieL2 42 kg Natriumfluorid werden in fester Form mit 37 kg Ammbniumfluorid - innig #vermischt. - Anschließend wird dieses Gemisch unter 9.tt_hren allmählich bis auf 120° erhitzt. Im Laufe von 3 Stunden entweichen 17 kg Ammoniak als Gas, und man erhält 62 kg Natriumhydrogendifluorid. -Beispiel 3 In 100 kg einer Lösung mit 11,6 kg Kaliumfluorid und 14,804 Ammoniumfluorid, welche durch Zersetzung von Kaliumsilicofluorid mit Ammoniakwasser erhalten wurde, «-erden 5,6 kg festes Kaliumhydroxyd gelöst. Die erhaltene Lösung wird bei einem Unterdruck von 200 mm Ouecksilber im Laufe von 5 Stunden auf 110° erhitzt und znrTrockene gedampft. Man erhält als Rückstand 23,41,- Kaliumhydrogendifluorid, als ..Destillat fallen 6,8 kg Ammoniak und 75,4 kg Wasser an.

Claims

PATrNTANSPRUC1-r1:: . 1. Verfahren zur Herstellung von Alkalihydrogendifluoriden bzw. Gemischen davon, dadurch gekennzeichnet, daß Alkalifluoride und/oder Alkalihydroxyde bzw. -carbonate mit Ammoniumfluorid gemischt werden und das erhaltene Gemisch anschließend so lange auf . Temperaturen von etwa 100 ... 250° erhitzt wird, bis Wasser und Ammoniak vollständig aus dem entstehenden Alkalihvdrogendifluorid abdestilliert sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endtemperatur bei der Reaktion 120 ... 130° beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in wäßriger Lösung der Ausgangsstoffe durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion unter Anwendung von Vakuum durchgeführt wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Gemischen von Alkalihydrogendifluoriden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe in solchen llolverhältnissen angewandt werden, daß ein Gemisch von Alkali- und AmmoniumhSTdrogendifluorid erhalten wird.