DE1767465C - Process for the production of anhydrous hydrogen fluoride - Google Patents

Process for the production of anhydrous hydrogen fluoride

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DE1767465C DE19681767465 DE1767465A DE1767465C DE 1767465 C DE1767465 C DE 1767465C DE 19681767465 DE19681767465 DE 19681767465 DE 1767465 A DE1767465 A DE 1767465A DE 1767465 C DE1767465 C DE 1767465C
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches dieGe- *o winniing von wasserfreier Fluorwasserstoffsäure gestattet. The invention relates to a method which the Ge * o winniing of anhydrous hydrofluoric acid permitted.

Zahlreiche technische Verfahren liefern gasförmige Gemische, in weichen sich als Rückstände oder Verunreinigungen Fluorverbindungen befinden. Diese Fluorverbindungen liegen häufig in Form von Fluorwasserstoffsäure, Siliciumteirafluorid oder als Gemische dieser Verbindungen vor.Numerous technical processes deliver gaseous mixtures, in soft form residues or impurities Fluorine compounds are located. These fluorine compounds are often in the form of hydrofluoric acid, Siliciumteirafluorid or as mixtures of these compounds.

Um die Fluorverbindungen aus diesen gasförmigen Gemischen zu entfernen, wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen. Der größte Teil dieser Verfahren beruht auf dem Auswaschen dieser Gase. Gewisse Verfahren führen zu mehr oder weniger konzentrierten Lösungen von Fluorkieselsäure. Andere wieder setzen Ammoniak ein und man erhält damit nach dem Abtrennen der Kieselsäure durch Filtration Lösungen von Ammoniumlluorid. Unabhängig von ihrem Ursprung können die Ammoriiumfluoridlösungen dem Erhitzen auf eine Temperatur von gewöhnlich zwischen 60 und 2000C unterworfen werden. Nach der Entfernung von Ammoniak erhält man wasserfreies Ammoniuinbilluorid oder ein praktisch wasserfreies Gemisch, das sehr reich an Bifluorid ist.Various methods have been proposed to remove the fluorine compounds from these gaseous mixtures. Most of these processes rely on scrubbing these gases. Certain processes lead to more or less concentrated solutions of fluorosilicic acid. Others use ammonia and solutions of ammonium luoride are obtained after the silica has been separated off by filtration. Regardless of their origin, the Ammoriiumfluoridlösungen can be usually subjected to heating to a temperature of between 60 and 200 0 C. After the ammonia has been removed, anhydrous ammonium dichloride or a practically anhydrous mixture which is very rich in bifluoride is obtained.

Es ist bekannt, Fluorwasserstoffsäure aus einem Gasgemisch aus Ammoniak und Fluorwasserstoffsäure zu gewinnen. Dabei wird das Gasgemisch bei erhöhten Temperaturen über einen Katalysator geleitet, der die Aufspaltung des Ammoniaks in Wasserstoff und Stickstoff bewirkt, jedoch das Fluorwas^.-stoffgas um erändert läßt. Aus dem neuentstanden;. Gasgemisch 10.f3t sich auf einfache Weise unter \,.iwendung bekannter Verfahrensschritte die Fhu.rwasserstoffsäure gewinnen. Die Aiisgangsgasgemisd;<..· werden durch thermische Zersetzung von Animoniup!- fluoridsalzen, insbesondere aus Ammoniumbifluonuen erhalten. Nach diesem bekannten Verfahren werden o'.c abgetrennten Gase zur Rückgewinnung mit einem sehr aufwendigen Verfahrensschritt wieder zu Ammoniak vereinigt und können nicht im Kreislauf dem Pro,··.:.( wieder zugeführt werden.It is known to obtain hydrofluoric acid from a gas mixture of ammonia and hydrofluoric acid. The gas mixture is passed over a catalyst at elevated temperatures, which splits the ammonia into hydrogen and nitrogen, but changes the hydrogen fluoride gas. From the newly emerged. Gas mixture can be obtained in a simple manner using known process steps to obtain hydrofluoric acid. The starting gas mixtures are obtained by thermal decomposition of animonium fluoride salts, in particular from ammonium bifluonuene. According to this known process, o'.c separated gases for recovery are combined again to form ammonia in a very laborious process step and cannot be recycled to the Pro, ··.:. (Again.

Es wurde außerdem \ersucht, das in den Fluoriden enthaltene Fluor in Form von Fluorwasserstoffsäure zu gewinnen. So hat man beispielsweise vorgesehlag..·.'., wasserfreies Ammoniumbifluorid bei etwa 190°C n>it konzentrierter Schwefelsäure zu zersetzen. Es gelingi auf diese Weise, bis 98% des im iSifluoiid emha!ii_nc.i Fluors in Form von wasserfreier Fluorwasserstoffsäure zu gewinnen; das Ammonium liegt dann in Form \on Ammoniumsulfat vor. Die Wiedergewinnung des Ammoniaks in Form eines schlecht verwertbaren Salzes ist übrigens nicht der einzige Nachteil dieses Fxtraktionsverfahrens, weil das Verfahren wegen der aggressiven Natur des Mediums eine sehr spezielle apparative Einrichtung erfordert und durch die unvermeidbaren und wohl bekannten Korrosionserscheinungen sehr kostspielig wird. Diese Nachteile bewirken, daß die industrielle Anwendung eines Kreislaufs nicht möglich ist.It was also requested that the fluorine contained in the fluorides in the form of hydrofluoric acid to win. For example, it has been proposed .. ·. '., Anhydrous ammonium bifluoride at about 190 ° C. n> it concentrated sulfuric acid to decompose. In this way it is possible to get up to 98% of the iSifluoiid emha! Ii_nc.i To obtain fluorine in the form of anhydrous hydrofluoric acid; the ammonium is then in the form \ on Ammonium sulfate. The recovery of the By the way, ammonia in the form of a poorly usable salt is not the only disadvantage of this Extraction process, because the process is very special because of the aggressive nature of the medium Required equipment and due to the inevitable and well-known corrosion phenomena becomes very costly. These disadvantages mean that the industrial application of a cycle is not is possible.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, das die Behandlung von Ammoniumbifluorid zur Gewinnung von wasserfreier Fluorwasserstoffsäure gestattet, ohne Schwefelsäure einzusetzen und welches somit nur geringfügige Schwierigkeiten hinsichtlich eventueller Korrosionserscheinungen aufweist.It has now been found a method that the treatment of ammonium bifluoride to obtain anhydrous hydrofluoric acid allows to use without sulfuric acid and which therefore only marginally Has difficulties with regard to possible signs of corrosion.

Die Erfindung basiert auf der Eigenschaft zahlreicher Metalle, wie insbesondere Wismut, Kobalt, Kupfer, Mangan, Zink, Magnesium, Eisen, Nickel,Germanium, Zinn, Thorium, Titan, Aluminium, Indium, Zirkon Chrom, Uran, und Vanadin, komplexe Ammoniumfluoride oder Metall-Ammoniunidoppelfluoride zu bilden, nachfolgend Ammoniumfluometallatc genannt, die thermisch zersetzbar sind und die getrennte Wiedergewinnung des Metallfluorids und des Ammoniunifluorids im Hinblick auf ihre Wiederverwendung gestatten.The invention is based on the property of numerous metals, such as in particular bismuth, cobalt, copper, Manganese, zinc, magnesium, iron, nickel, germanium, tin, thorium, titanium, aluminum, indium, zircon Chromium, uranium, and vanadium, complex ammonium fluorides or metal-ammonium double fluorides too form, hereinafter called Ammoniumfluometallatc, which are thermally decomposable and the separated Recovery of the metal fluoride and ammonium fluoride with a view to their reuse allow.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von wasserfreiem Fluorwasserstoff aus Ammoniumbifluorid, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einer ersten Stufe Ammoniumbifluorid oder ein Ammoniumbifluorid enthaltendes Produkt mit einem zur Bildung von Ammoniumfluometallaten befähigten Metallfluorid bei einer Temperatur umsetzt, die zwischen der Schmelztemperatur des am niedrigsten schmelzenden Reaktionsieilnehmers und der Zersetzungstemperatur des gebildeten Fluometallats liegt, den entstehenden Fluorwasserstoff gewinnt und in einer zweiten Stufe bei einer gegenüber der Temperatur der ersten Stufe erhöhten Temperatur das in der ersten Stufe gebildete Ammoniumfluoinetallal unter Bildung von Ammoniumfliiorid und dem eingesetzten Metallfluorid thermisch zersetzt. Das in der zweiten Stufe gewonnene Metallfluorid wird wieder in die erste Stufe zurückgeführt.The invention relates to a process for the recovery of anhydrous hydrogen fluoride Ammonium bifluoride, which is characterized in that ammonium bifluoride is used in a first stage or a product containing ammonium bifluoride with one capable of forming ammonium fluorometallates capable metal fluoride converts at a temperature which is between the melting temperature of the lowest melting reaction participant and the Decomposition temperature of the fluometalate formed, wins the resulting hydrogen fluoride and in a second stage at a temperature that is higher than the temperature of the first stage first stage formed ammonium fluoinetallal with the formation of Ammoniumfliiorid and the used Thermally decomposed metal fluoride. The metal fluoride obtained in the second stage is again in the first stage returned.

Nach einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Metallfluorid ein einfaches Fluorid eines Metalls eingesetzt, vorzugsweiseAccording to a first embodiment of the method according to the invention, a simple metal fluoride is used Fluoride of a metal is used, preferably

von Wismut, Germanium, Kobali, Kupfer, Mangan, Zink, Magnesium, Eisen, Nickel, Zinn, Thorium, Titan, Aluminium, Indium, Zirkon, Chrom, Vanadin oder Uran.of bismuth, germanium, kobali, copper, manganese, Zinc, magnesium, iron, nickel, tin, thorium, titanium, aluminum, indium, zircon, chromium, vanadium or uranium.

Nach einer anderen Ausführungsform ist das einge- ^ctztc Fluorid ein Doppelfluorid des Ammoniums und eines Metalls, insbesondere Aluminium, Eisen. Zirkon, Indium, Chrom, Vanadin und Uran, das unierden möglichen Doppelfluoriden eine niedrigere Koordinations-.ahl aufweist, als das in der ersten Stufe des erlindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Doppelfluorid.According to another embodiment, the fluoride used is a double fluoride of ammonium and of a metal, especially aluminum, iron. Zircon, Indium, chromium, vanadium and uranium, the lowest possible double fluorides, have a lower coordination number than the double fluoride produced in the first stage of the process according to the invention.

Im Fall eines dreiwertigen Metalls M können die sich abspielenden Reaktionen folgendermaßen dargestellt werden:In the case of a trivalent metal M, the playing reactions can be represented as follows:

Erste AusführungsformFirst embodiment

3 NH4F -HF I- MF3 -> (N H4J3M F, -| 3 HF3 NH 4 F -HF I- MF 3 -> (NH 4 J 3 MF, - | 3 HF

(gasförmig) (ΝΙΙΛ,ΜΙΥ- -- - - > MF3 ; 3 NlI4F (gasförmig)(gaseous) (ΝΙΙΛ, ΜΙΥ- - - -> MF 3 ; 3 NlI 4 F (gaseous)

Zweite Ausführungsform
: NH1F · HF + NH4MF4 -> (NH4J3MF, + 2 HF
Second embodiment
: NH 1 F · HF + NH 4 MF 4 -> (NH 4 J 3 MF, + 2 HF

(gasförmig)(gaseous)

(NH4)3MFe ■-> NH4MF4 I 2 NH4F(NH 4 ) 3 MF e ■ -> NH 4 MF 4 I 2 NH 4 F

(gasförmig)(gaseous)

In beiden Fällen tritt keine Schwierigkeit bei der Trennung der erhaltenen Produkte auf, da jede Reaktion zu einem Gas und einem nicht gasförmigen Fluorid führt und die eingesetzten Reaktionsteilnehmer selbst nicht gasförmig sind.In either case, there is no difficulty in separating the products obtained because of any reaction leads to a gas and a non-gaseous fluoride and the reactants used themselves are not gaseous.

In beiden Fällen wird außerdem durch die Reaktion der zweiten Stufe des Verfahrens das eingesetzte Metallfluorid und die Menge Ammoniumfiuorid wiedergewonnen, die in dem in der ersten Stufe eingesetzten Bifluorid enthalten war.In both cases, the reaction of the second stage of the process also results in the used Metal fluoride and the amount of ammonium fluoride recovered, which was contained in the bifluoride used in the first stage.

Die Reaktion der ersten Stufe kann bis zur vollständigen Umwandlung in Doppelfluorid und in Fluorwasserstoffsäure durchgeführt werden. Es gibt jedoch Fälle, in welchen man keinen 100°/0igen Umsetzungsgrad anstrebt. Der erhaltene Feststoff enthält dann neben dem durch die Umsetzung gebildeten Doppelfluorid einen Rückstand an nicht umgesetztem Metallfluorid und Ammoniumbifluorid. Diese verbleibenden Ausgangsprodukte werden am Ende der zweiten Stufe als solche oder in Form ihrer Zersetzungsprodukte wiedergewonnen. The first-stage reaction can be carried out until it is completely converted to double fluoride and hydrofluoric acid. However, there are cases in which one wishes to stay 100 ° / 0 by weight degree of conversion. In addition to the double fluoride formed by the reaction, the solid obtained then contains a residue of unreacted metal fluoride and ammonium bifluoride. These remaining starting products are recovered as such or in the form of their decomposition products at the end of the second stage.

Man verwendet das Metallfluorid in einer solchen Menge, die mindestens gleich der stöchiometrisch dem zu behandelnden Bifluorid entsprechenden Menge ist.The metal fluoride is used in an amount at least equal to the stoichiometric amount to be treated bifluoride is appropriate amount.

Die in der ersten Stufe angewendete Temperatur ist von der Art des eingesetzten Metallfluorids abhängig. Man wendet vorzugsweise eine Temperatur zwischen 125 und 2000C an, obwohl es möglich ist, bei erhöhter Temperatur zu arbeiten.The temperature used in the first stage depends on the type of metal fluoride used. A temperature between 125 and 200 ° C. is preferably used, although it is possible to work at an elevated temperature.

Das Arbeiten bei relativ niedriger Temperatur wird jedoch bevorzugt, insbesondere bei einer Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des eingesetzten Billuorids. Man vermeidet auf diese Weise die Verunreinigung der gewonnenen Fluorwasserstoffsäure durch Ammoniumfiuorid, das durch Zersetzung gewisser Doppcllluoride von 2000C gebildet werden kann.However, it is preferred to work at a relatively low temperature, in particular at a temperature close to the melting point of the chloride used. It thus avoids the contamination of the recovered hydrofluoric acid by Ammoniumfiuorid that certain by decomposition Doppcllluoride may be formed of 200 0 C.

Es kann vorteilhaft sein, unter einem Druck oberhalb von Atmosphärendruck zu arbeiten, um die Zersetzung der gebildeten Fluonietallate zu verlangsamen und um die Anwendung einer relativ erhöhten Temperatur zu ermöglichen, welche die Kinetik der Abspaltung von gasförmigem Fluorwasserstoff fördert, ohne daß die Nachteile einer vorzeitigen Abspaltung von Ammoniumfiuorid eintreten.It can be advantageous to work under a pressure above atmospheric pressure in order to achieve the decomposition to slow down the fluonietallates formed and to permit the application of a relatively elevated temperature which affects the kinetics of cleavage promotes of gaseous hydrogen fluoride without the disadvantages of premature elimination of Enter ammonium fluoride.

Die zur Zersetzung des Fluomelallats angewendete Temperatur hängt streng von dem eingesetzten Metall ab. Die erlindungsgemäÜ verwendbaren Fluometallate /ersetzen sich mit einer Geschwindigkeit, welche von der geuähltenTemperatur abhängen, und man wird fürjede dieser Verbindungen eine solche Heiztemperatur anwenden, bei der die Zersetzungsgeschwindigkeit optimal ist. Die gewählte Temperatur liegt allgemein deutlich höher als die zur Bildung der Fluometallate unterThe one used to decompose the fluomelallate The temperature depends strictly on the metal used. The fluometalates that can be used in accordance with the invention / replace each other at a rate which depends on the selected temperature, and one becomes for each of these compounds use such a heating temperature at which the decomposition rate is optimal is. The selected temperature is generally significantly higher than that for the formation of the fluometalates

ίο Abspaltung von Fluorwasserstoffsäure angewendete Temperatur.ίο elimination of hydrofluoric acid applied Temperature.

Es ist ersichtlich, daß das beschriebene erfindiingsgemäße Verfahren mit Vorteil in einem Kreislauf zur Gewinnung Fluor enthaltender Produkte aus gasförin igen Gemischen angewendet werden kann. Ein derartiger Kreislauf umfaßt das Waschen der Case mit Hilfe einer ammoniakalischen Lösung nach bekannten Verfahren, das Erhitzen dieser Lösungen zur Entfernung von festem Ammoniumbifluorid und einer Menge an gasförmigem Ammoniak, die der durch die Fluor enthaltenden Produkte während der Wäsche absorbierten entspricht, anschließend die Behandlung des Bifluorids gemäß dem Verfahren der Erfindung.It can be seen that the described process according to the invention can advantageously be used in a circuit for obtaining fluorine-containing products from gaseous mixtures. Such a cycle comprises the washing of the case with the aid of an ammoniacal solution according to known methods, the heating of these solutions to remove solid ammonium bifluoride and an amount of gaseous ammonia corresponding to that absorbed by the fluorine-containing products during the wash, then the treatment of the Bifluoride according to the method of the invention.

Es ist klar ersichtlich, daß in einem solchen Kreislauf die ursprünglich in dem Gasgemisch enthaltenen, absorbierbaren Fluorverbindungen in Form von wasserfreier Fluorwasserstoffsäure wiedergewonnen werden, ohne daß diese Extraktion den Verbrauch von Ammoniak oder eines anderen Reagenzes bewirkt.It is clearly evident that in such a circuit the originally contained in the gas mixture, recoverable fluorine compounds in the form of anhydrous hydrofluoric acid without this extraction causing the consumption of ammonia or any other reagent.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen das erfindungsgemäße Verfahren.The following examples illustrate the process of the invention.

Beispiel 1example 1

Es wurde von einer Ammoniumfluoridlösung ausgegangen, die durch Auswaschen der aus einer Superphosphatanlage stammenden, Fluorwasserstoffsäure und Siliciumtetrafluorid enthaltenden Gase erhalten worden war.An ammonium fluoride solution was assumed, which was obtained by washing out the from a superphosphate plant derived gases containing hydrofluoric acid and silicon tetrafluoride had been.

Dieser Lösung wurden die gasförmigen Produkte aus der Zersetzung von Ammoniumhexalfliioaluminat aus einem früheren Verfahrensschritt zugefügt. Diese Lösung wurde auf 1800C erhitzt, wobei schmelzflüssiges Ammoniumfiuorid und gasförmiges Ammoniak erhalten wurden. Das feste Bifluorid wurde mit einem wasserfreien Aluminiumfluorid im Überschuß über die stöchiometrische Menge vermischt. DasGemisehwurde in einen verschlossenen Reaktor gebracht, der mit einer Gasabführungversehen und in ein stetig erhitztesölbad gegeben wurde. Wenn die Temperatur des Reaktors 1470C erreichte, wurde die Abspaltung von gasförmigem Fluorwasserstoff beobachtet, deren Geschwindigkeit sich rasch mit ansteigender Temperatur erhöhte. Die Abführung von HF wurde mit Hilfe eines Stickstoffstroms sichergestellt und das Reaktionsgefäß unter leichtem Überdruck (90 mm Hg oberhalb Atmosphärcndruck) gehalten. Nach 1V2 Stunden unter diesen Temperatur- und Driickbedingiiiif.cn waren mehr als 900/0 der Fluorwasserstoffsäure freigesetzt und gewonnen. Die Anwesenheit von Ammoniak konnte in der erhaltenen Säure nicht festgestellt werden.The gaseous products from the decomposition of ammonium hexalflioaluminate from an earlier process step were added to this solution. This solution was heated to 180 ° C., molten ammonium fluoride and gaseous ammonia being obtained. The solid bifluoride was mixed with an anhydrous aluminum fluoride in excess of the stoichiometric amount. The mix was placed in a sealed reactor which was vented and placed in a continuously heated oil bath. When the temperature of the reactor reached 147 ° C., the elimination of gaseous hydrogen fluoride was observed, the rate of which increased rapidly with increasing temperature. The removal of HF was ensured with the aid of a stream of nitrogen and the reaction vessel was kept under a slight excess pressure (90 mm Hg above atmospheric pressure). After 1V for 2 hours under these temperature and Driickbedingiiiif.cn more than 90 0 were / released 0 of hydrofluoric acid and won. The presence of ammonia could not be determined in the acid obtained.

Der verbleibende Feststoff, der hauptsächlich aus Ammoniumfluoaluminat, auch Ammoniumkryolith bezeichnet, Aluminiumfluorid und nicht zersetztem Ammoniumbifluorid bestand, wurde anschließend auf 45O0C erhitzt. Das frei weidende Gasgemisch, das im wesentlichen aus Ammoniumfiuorid, begleitet von gasförmigen Zersetzungsprodukten von Ammonium-The remaining solid, which mainly referred from Ammoniumfluoaluminat, including ammonium cryolite, aluminum fluoride and non-degraded Ammonium existed, was then heated to 45O 0 C. The freely grazing gas mixture, which consists essentially of ammonium fluoride, accompanied by gaseous decomposition products of ammonium

niiluorid bestund, wurde in die Armnoniumliuoridlösung zurückgeführt. Der in dieser Hei/stufe entstehende Feststoff wurde mit einem weiteren Anteil Bifliiorid veri iiischi.niiluorid existed, was in the Armnoniumliuoridlösung returned. The solid formed in this hot stage was veri with a further portion of bifluoride iiischi.

Das während der Überführung der Ammoniumiluoridlösung in Bifluorid frei gewordene gasförmige Ammoniak wurde zur Behandlung eines weiteren Anteils an Gas und damit zur Bildung eines weiteren Anteiian Ammoniumfliioridlösung verwendet.That during the transfer of the ammonium chloride solution Gaseous gases released in bifluoride Ammonia was used to treat another portion of gas and thus to form another portion Ammonium fluid solution used.

ils wurde auf diese Weise wasserfreie Fluorwasser-MolTsäure praktisch ohne Verbrauch von zusätzlichen Reagenzien gewonnen.In this way, ils became anhydrous hydrofluoric molar acid obtained practically without the consumption of additional reagents.

Beispiel 2Example 2

In einem Rcaktionsgefäß aus Monei-Muall wurde in der Kälte ein möglichst inniges Gemisch der folgenden Bestandteile hergestellt: 10 g Ammoniumbifluorid, erhalien Jurch Verdampfen einer Ammoniumtluoridlösung nach bekannten Verfahrer., und 10 g wasserfreies Aluniiniumfuiorid AII11, das durch thermische Zersetzung des in einer früheren Yerfahrensstufe gebildeten Ammoniunikryolilhs erhallen worden war. Die Menge des AlF11 überschritt die stöchiometrisehe Menge um 32"I11. In a Rcaktionsgefäß from Monei-Muall a very intimate mixture of the following ingredients was prepared in the cold: 10 g of ammonium bifluoride, erhalien Jurch evaporating a Ammoniumtluoridlösung by known Verfahrer, and 10 g of anhydrous Aluniiniumfuiorid AII 11, by thermal decomposition of the former in a. Ammoniunikryolilhs formed in the process stage had been obtained. The amount of AlF 11 exceeded the stoichiometric amount by 32 "I 11 .

Nachdem das (ionisch homogen war. wind.; das Rcaktionsgefäß verschlossen und einem steligen Lr- !litzen im Ölbad unterworfen. Durch Einleiten von Stickstoff wurde in dem Reaklionsgefäl.i ein Überdruck Min 50 mm Hg sichergestellt.After that (ionically homogeneous. Wind .; that The reaction vessel is closed and subjected to a stranded wire in an oil bath. By initiating An overpressure of at least 50 mm Hg was ensured in the reaction vessel with nitrogen.

Bei 1800C begann die Abspaltung von Fluorwasserstoff. Die Reaktion nahm ihren Verlauf bei konstanter Temperatur mit wachsender Geschwindigkeit, die ihren Maximalwert nach 32 Minuten bei einem Umsatz von 45 % erreichte.At 180 ° C., the elimination of hydrogen fluoride began. The reaction took its course at constant temperature with increasing speed, which reached its maximum value after 32 minutes at a conversion of 45%.

Die Temperatur wurde während des gesamten Versuelis aufrechterhalten, der nach 2 Stunden mit einer Ausheute von 97,1 %, an Hl· beendet war.The temperature was throughout the Versuelis maintained, which ended after 2 hours with a recovery of 97.1% at Hl ·.

Die Ausbeute betrug nach 75 Minuten bereits mehr als 95%.The yield was already more after 75 minutes than 95%.

Die Analyse zeigte die vollständige Abwesenheit von Ammoniak in der gewonnenen Fluorwasserstoffsäure.The analysis showed the complete absence of ammonia in the recovered hydrofluoric acid.

Der Rückstand des Verfahrens lag in Form eines ziemlich harten gesinterten Kuchens vor. Durch F.r- !litzen auf 450"C konnte daraus einerseits die eingcscizte Menge an AIF11, andererseits die Menge an gasförmigcm AmmoniumlUiorid gewonnen weiden, die dem /ersetzten Bifluoiid entsprach. Heide Produkte konnten wieder in einem neuen Kreislauf eingesetzt werden.The residue from the process was in the form of a fairly hard sintered cake. By stripping to 450 "C, on the one hand, the reduced amount of AIF 11 and , on the other hand, the amount of gaseous ammonium chloride that corresponded to the replaced bifluid. Heide products could be used again in a new cycle.

B e i s ρ i c 1 3B e i s ρ i c 1 3

19,327 g ZrF4 wurden mit 9.S1W g Aninioniumlluorid innig vermischt, so daß ein IOO%iger Überschuß an ZrF4 vorlag.19.327 g ZrF 4 were admixed with 1 g 9.S Aninioniumlluorid intimately mixed, so that a IOO% excess of ZrF 4 existed W.

Die Rcakiionsicilnchmer wurden in die im vorhergehenden Beispiel beschriebene Vorrichtung gebracht.The rcakiionsicilnchmer were in the foregoing Example described device brought.

Die /tu Abführung von III dienende Stickstoff/ufuhr stellte einen relativen Überdruck von 55 mm Hg im Uuaktinnsgefäß ein.The nitrogen supply used for the removal of III set a relative overpressure of 55 mm Hg in the Uuaktinnsgefäß.

Von einer Temperatur von 9X C" an. trat die Absp.iliiing von lluoi wasserstoff auf. Bei forlschreiiender Temperaturerhöhung stieg die Reaklionsgeschwindigkeil rasch an.From a temperature of 9 ° C. onwards, the Absp.iliiing occurred of lluoi hydrogen on. At forlschreiiender The rate of reaction rose rapidly as the temperature increased.

Die Reaktion verlief gemäß folgender Reaküonsgleichung: The reaction proceeded according to the following reaction equation:

γ^: ^\^\\ ρ HF (NU ) Z'F ' 3 HF γ ^ : ^ \ ^ \\ ρ HF (NU ) Z'F '3 HF

^1 ' ' h*mo|zcn"' fcs,4 3 " gasförmig^ 1 '' h * mo | zcn "' fcs , 4 3 " gaseous

Nach 10 Minuten, bei einer Temperatur von 123CC. betrug die Ausbeute an 111" 38,5%. Sie erreichte nach 20 Minuten, bei 136"C, 71,0% und nach 35 Minuten, bei 150 C, 92"/„. Der Versuch war schließlich bei Ki5' C, die nach 92 Minuten erreicht waren, beendet. Der bei der Reaktion endgültig erreichte Umsatz bctrug 97,4%.After 10 minutes, at a temperature of 123 ° C., the yield at 111 "was 38.5%. After 20 minutes, at 136" C, it reached 71.0% and after 35 minutes at 150 ° C., 92 "/ ". The experiment was finally ended at Ki5 'C, which was reached after 92 minutes. The conversion finally achieved in the reaction was 97.4%.

In dem gewonnenen Produkt wurde kein Ammoniak gefunden.No ammonia was found in the recovered product.

Der Rückstand erwies sich als poröse, zerbrechliche Masse. Die Bestimmung des Umsatzgrads beider Reaktion mit Hilfe des Gewichtsverlusts ergab eine Ausbeute von 98,8 "/„, was erheblich ist, wenn man die Schwierigkeit der vollständigen Wiedergewinnung des Feststoffs in Betracht zieht.The residue turned out to be a porous, fragile mass. Determination of the degree of conversion in both reactions using the weight loss gave a yield of 98.8 "/" which is significant considering the difficulty contemplates complete recovery of the solid.

Durch F.rhiizen des festen Rückstands auf 450 C wurden 19.2SOg ZrF4, das /m Wiederverwendung ge eignet ist, zurückgewonnen.F.rhiizen by the solid residue to 450 C 19.2SOg ZrF 4 were the / m reuse ge suitable is recovered.

Beispiel 4Example 4

Diesem Versuch liegen folgende Reaktionen zugründe: This attempt is based on the following reactions:

2NH1F-HF , NH4AIF4 ■> (NH4):iAIFe I 2 HF bis zur Temperatur 190"C;2NH 1 F-HF, NH 4 AIF 4 ■> (NH 4 ) : i AIF e I 2 HF up to temperature 190 "C;

(NH1I11AII-",., - NH4AlF4 I 2 NH1I- bis zur Temperatür 300"C.(NH 1 I 11 AII - ",., - NH 4 AlF 4 I 2 NH 1 I- up to temperature 300" C.

9,152 g Animoniumhifluorid wurden mit 11,011g Ammoniumtctrafhioraluminat der analytisch bcstimmten genauen Formel (AIF11 · 1.057 NH4F) innig vcrmischt. Dieses pulv eiförmige Gemisch wurde in einen Reaktor gegeben, der mit Hilfe eines thcrmostalisicrtcn9,152 g were Animoniumhifluorid (F AIF 11 · 1.057 NH 4) vcrmischt intimately with 11,011g Ammoniumtctrafhioraluminat the analytically bcstimmten exact formula. This powdery, egg-shaped mixture was placed in a reactor which, with the aid of a thermostatic filter

Ölbads von außen erhitzt wurde. Die Temperatur des Ölbads wurde auf 175 C eingestellt. Der abgespaltene lluorwasscrstofl wurde am Ausgang des Reaktors in Wasser aufgenommen.Oil bath was heated from the outside. The temperature of the oil bath was set at 175 ° C. The split off Hydrogen fluoride was taken up in water at the exit of the reactor.

Der Versuch dauerte 2 Stunden und 10 Minuten.The experiment lasted 2 hours and 10 minutes.

Die Ausbeute der Reaktion betrug 92% an III·". Fs wurde ein fester Rückstand von 17,2OK g erhallen, der 15.07 g Ammouiumkryolith enthielt. Dieser feste Rückstand wurde in einen elektrisch geheizten eisernen Reaktor gebracht. Nach 45miiniligcm Frhilzen bis zuThe yield of the reaction was 92% of III · ". Fs a solid residue of 17.2OK g was obtained which contained 15.07 g of ammonium cryolite. This solid The residue was placed in an electrically heated iron reactor. After 45miniligcm frictions up to

5» einer Fndlemperatiir von 275°C wurde ein Gewichtsverlust von S.02 g beobachtet, welcher der Abspaltung von NII3 und III entsprach. Fs verblieben 9,19 g eines der Formel All·";, · 1.07 NH4F entsprechenden Fcst-Stoffs. Dieses Produkt kann wieder in die erste Reaktion eingesetzt werden. Die dabei entwickelten Gase werden durch Kondensation in Form von Ammoniumfluorid wiedergewonnen, J;|S ebenfalls wieder verwendet werden kann.At a final temperature of 275 ° C., a weight loss of S.02 g was observed, which corresponded to the splitting off of NII 3 and III. 9.19 g of an Fcst substance corresponding to the formula All · "; · 1.07 NH 4 F remained. This product can be used again in the first reaction. The gases evolved are recovered by condensation in the form of ammonium fluoride, J; | S can also be used again.

Wenn man in diesem Verfahren Zirkonverbindungen einsetzt, spielen sich folgende Reaktionen ab:If you use zirconium compounds in this process, the following reactions take place:

2NII1I-I
(NH1)^Zi
2NII 1 II
(NH 1 ) ^ room

II NII-1ZrF5 II NII -1 ZrF 5

(NH4):i ZrF7 I 2 111"
NH4ZrF., | 2 NH4F
(NH 4 ) : i ZrF 7 I 2 111 "
NH 4 ZrF., | 2 NH 4 F

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Gewinnung von wasserfreiem1. Method of obtaining anhydrous I luorwasserMoff aus Ammoniumbifluorid, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer ersten Stufe Ammoniumbilluorid oder ein Ammoniumbifluorid enthaltendes Produkt mit einem zur Bildung von Ammoniumfluormetallaten befähigten Metall!!uorid bei einer Temperatur zwischen der Schmelztemperatur des am niedrigsten schmelzenden Reaktionsteihichmers und der Zersetzungslemperatur des gebildeten Fluometallats umsetzt, den entstehenden Fluorwasserstoff gewinnt und in einer /weiten Stufe bei einer gegenüber der Tempe- '5 ratur der ersten Stufe erhöhten Temperatur das gebildete Ammoniumfluometallat unter Bildung von Ammoniumtluorid und des eingesetzten Metallfluorids thermisch spaltet und das in der zweiten Stufe frei werdende Melallfluorid in die erste Stufe zurückführt.I luorwasserMoff from ammonium bifluoride, thereby characterized in that one in a first stage ammonium or an ammonium bifluoride containing product with one capable of forming ammonium fluorometallates Metal !! uoride at a temperature between the melting temperature of the lowest melting point Reaction thermometer and the decomposition temperature of the fluometalate formed converts, wins the resulting hydrogen fluoride and in one / wide level at one compared to the tempe- '5 Temperature of the first stage increased temperature the formed ammonium fluorometallate with the formation of Ammonium fluoride and the metal fluoride used thermally splits and the metal fluoride released in the second stage in the first stage returns. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallfluorid ein Fluorid von Wismut, Germanium, Kobalt, Kupfer, Mangan, Zink, Magnesium, Eisen, Nickel, Zinn, Thorium, *5 Titan, Aluminium, Indium. Zirkon, Chrom, Vanadin oder Uran verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the metal fluoride is a fluoride of Bismuth, germanium, cobalt, copper, manganese, zinc, magnesium, iron, nickel, tin, thorium, * 5 Titanium, aluminum, indium. Zircon, chrome, vanadium or uranium is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallfluorid ein Doppelfluorid des Ammoniums und eines Metalls, nämlich Aluminium, Eisen, Zirkon, Indium, Uran, Chrom, Vanadin, verwendet wird, dessen Koordinationszahl niedriger ist als die des in der ersten Stufe erhaltenen Doppelfluorids.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the metal fluoride is a double fluoride of ammonium and a metal, namely aluminum, iron, zircon, indium, uranium, chromium, Vanadium, is used, its coordination number is lower than that of the double fluoride obtained in the first stage. 3535
DE19681767465 1967-05-30 1968-05-14 Process for the production of anhydrous hydrogen fluoride Expired DE1767465C (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR108352A FR1532532A (en) 1967-05-30 1967-05-30 Obtaining anhydrous hydrofluoric acid
FR108352 1967-05-30
FR126140A FR93537E (en) 1967-05-30 1967-10-27 Obtaining anhydrous hydrofluoric acid.
FR126140 1967-10-27

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Publication Number Publication Date
DE1767465A1 DE1767465A1 (en) 1972-02-03
DE1767465B2 DE1767465B2 (en) 1972-11-09
DE1767465C true DE1767465C (en) 1973-06-07

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