DE547723C - Herstellung von Salzen der Kieselflusssaeure - Google Patents

Description

• Herstellung von Salzen der Kieselflußsäure Das vorliegende Verfahren hat die Herstellung von Salzen der Kieselflußsäure zum Gegenstand. Es besteht darin, Fluoride mit Kieselflußsäure zu vermischen und in dieses Gemisch Siliciumfluorid einzuleiten. Besonders vorteilhaft verwendet man zur Durchführung des Verfahrens hoch- oder höchstkonzentrierte Kieselflußsäure, d. h. eine solche, die etwa 30 bis 50 Gewichtsprozente H,SWs enthält. Als Fluoride kommen diejenigen der Alkalien, des Ammoniums, der Erdalkalien, weiterhin der Leicht- und Schwermetalle u. a. m. in Betracht. Namentlich ist das Verfahren mit dem in der Natur leicht zugänglichen Flußspat, CaF2, vorzüglich durchführbar.
• Das Verfahren - mit Calciumfluorid durchgeführt - wird beispielsweise durch folgende Gleichung veranschaulicht CaF2+SiF4+H,SiFs=CaSiFs+H,SiFs (I) Wie die Gleichung erkennen läßt, geht die Kieselflußsäure unverändert aus der Reaktion hervor. Sie wird also nicht verbraucht. Die Rolle, welche sie bei dem vorliegenden Verfahren spielt - und dies ist eine wesentliche Erkenntnis des Erfinders -, besteht in einer rein beschleunigenden Wirkung. Die Kieselflußsäure ist in dem vorliegenden Verfahren Katalysator für die Anlagerung von SiF4 an Calciumfluorid. Man hat schon früher versucht, Siliciumfluorid an Calciumfluorid anzulagern, indem man das Gas auf trockenes Flußspatpulver einwirken ließ. Indessen konnte sich dieses Verfahren, wie die Nachprüfung ergab, nicht weiterentwickeln, da die Ausbeuten an Calciumsilicofluorid sich äußerst mäßig gestalteten, nämlich nur etwa 2 bis 5°/a, bezogen auf die Menge des angewandten Flußspates. Erst die überraschende Beobachtung des Erfinders, die Anlagerung des Siliciumfluorides an Calciumfluorid durch Kieselflußsäure zu katalysieren, führte zur Ausbildung des vorliegenden, technisch überaus gangbaren Verfahrens.
• Der Erfinder hat weiterhin festgestellt, daß auch mit Kieselsäure verunreinigte Flußspäte, die weniger hochwertig sind und nicht mehr als Säurespat zu bezeichnen sind, glatt zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens herangezogen werden können. Hierbei wird allerdings ein Teil der Kieselflußsäure aufgebraucht, so daß im vorliegenden Falle die Kieselflußsäure sowohl als Katalysator wie auch als Reaktionskomponente wirkt gemäß der Gleichung: 4 Ca F2 + Si 02 + Si F4 -E- 3 H2 Si F6 = 4 Ca SiFs + H,SiFs -I- a H20 (II) Hierbei bietet sich der weitere Vorteil, daß keinerlei Fremdsubstanzen in die Reaktion eingehen bzw. aus ihr hervorgehen, was der Fall sein würde, wenn man statt Kieselflußsäure etwa andere Säuren verwenden wollte, wie dies schon versucht worden ist.
• Man hat auch vor längerer Zeit zur Herstellung von Alkalisilicofluorid den Weg gewählt, Kieselflußsäure, vergesellschaftet mit Kieselsäure, auf ein nichtfluorhaltiges Alkalisalz, wie beispielsweise Kochsalz, in Gegenwart eines großen Überschusses von Salzsäure einwirken zu lassen. Wie ohne weiteres ersichtlich, unterscheidet sich dieses Verfahren schon allein durch die Verschiedenartigkeit der Komponenten von der Arbeitsweise gemäß der Erfindung.
• Man hat auch in neuerer Zeit vorgeschlagen; Natriumsilicofluorid durch direktes Einleiten von gasförmigem Siliciumfluorid in die Lösung eines Natriumsalzes zu erzeugen. Hierbei entsteht neben Natriumsilicofluorid in großen Mengen gallertige Kieselsäure, welche das Silicofluorid verunreinigt und nur äußerst schwer aus dem erstrebten Endprodukt zu entfernen ist.
• Ebenso hat man das Natriumsilicofluorid durch Einleiten von Siliciumfluorid in ein Gemisch von Calciumfluorid und Kochsalz in Gegenwart von Säure dargestellt. Auch dieses Verfahren hat mit dem vorliegenden nichts gemein. Es treten bei dem älteren Verfahren vier Komponenten in Wirkung, von denen eine, nämlich die Säure, Katalysator ist, während bei dem vorliegenden Verfahren gemäß Gleichung I nur drei Komponenten auftreten, von denen eine Katalysator ist. Außerdem wird die ganz besondere Vorschrift gegeben, jede artfremde - also nichtfluorhaltige - Säure zu vermeiden, um ein völlig reines Endprodukt zu erhalten. Erreicht wird dieses Ziel durch Verwendung von Kieselflußsäure als Katalysator und Reaktionskomponente. Bei der Verwendung anderer Säuren fallen artfremde Nebenstoffe an, welche die erstrebten Endprodukte verunreinigen und erst in umständlicher Weise daraus entfernt werden müssen.
• Die nach der Erfindung erhaltenen Silicofluoride können, sofern sie löslich sind, wie beispielsweise das Calciumsilicofluorid, von etwa vorhandenem überschüssigem Flußspat durch Abfiltrieren getrennt und mit anderen Salzen zu etwa erstrebten Silicofluoriden umgesetzt werden. Man kann aber auch durch weitere Zuführung der erforderlichen Komponenten CaF2 und SiF4 zu dem Reaktionsgemisch die sich bildenden löslichen Silicofluoride gewissermaßen aussalzen und zur Kristallisation bringen. Auf diese Weise gelingt es ohne weiteres, beispielsweise Calciumsilicofluorid in fester kristallisierter Form aus dem Reaktionsgemisch abzuscheiden. Dieses Calciumsilicofluorid kann man dann zu beliebigen anderen, z. B. auch unlöslichen Silicofluoriden, wie etwa Natriumsilicofluorid, umsetzen.
• Schließlich kann die Absorption des Siliciumfluorids durch das Reaktionsgemisch mit besonderem Vorteil in der Wärme oder unter Anwendung . von Überdruck bzw: in der Wärme und bei Überdruck erfolgen. Ausführungsbeispiel In i ooo 1 einer Kieselflußsäure, welche 450 kg H,SiFg enthält, werden 8o kg Calciumfluorid suspendiert und hierauf io6 kg Siliciumfluorid in gasförmigem Zustande in das Gemisch eingeleitet. Als Reaktionsgefäß kann ein gewöhnliches Rührgefäß dienen, welches säurefest ausgekleidet ist. Zweckmäßig beginnt man mit der Einleitung des Gases bei einer Temperatur von 50'. Durch die Reaktionswärme tritt noch eine Steigerung der Temperatur um etwa 2o' ein.
• Es bilden sich i84kg CaSiFE. Durch Abkühlung der Lösung auf 2o' gelingt es, etwa i5o kg des gebildeten Calciumsilicofluorides aus der Lösung auszuscheiden.
• Das Salz fällt in gut kristallisierter Form aus und läßt sich leicht durch Filtration von der Mutterlauge trennen. Infolge des Fehlens anderer Reaktionskomponenten ist das Salz von hervorragender Reinheit, ein großer Vorzug dieses Verfahrens gegenüber anderen Darstellungsmethoden.
• Die Mutterlauge kann für einen neuen Ansatz Verwendung finden, indem man aufs neue Calciumfluorid hierin aufschlämmt und Siliciumfluorid einleitet.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Salzen der Kieselflußsäure durch Einwirkung von Siliciumfluorid auf Fluoride in Gegenwart von Säure, dadurch gekennzeichnet, daß man Fluoride mit Kieselflußsäure vermischt und Siliciumfluorid in das Gemisch einleitet.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Durchführung des Verfahrens Koch-oder höchstkonzentrierte Kieselflußsäure verwendet.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Calciumfluorid in Kieselflußsäure suspendiert und in dieses Gemisch Siliciumfluorid einleitet.
4. 4. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach diesem Verfahren erhaltenen Silicofluoride mit anderen beliebigen Salzen zu den entsprechenden Silicofluoriden umgesetzt werden.
5. 5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch das Arbeiten in der Wärme oder unter Anwendung von Überdruck bzw. in der Wärme imd bei Überdruck.