JP2002059175A - フッ化水素からヒ素化合物を除去する方法 - Google Patents

フッ化水素からヒ素化合物を除去する方法

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JP2002059175A
JP2002059175A JP2001188108A JP2001188108A JP2002059175A JP 2002059175 A JP2002059175 A JP 2002059175A JP 2001188108 A JP2001188108 A JP 2001188108A JP 2001188108 A JP2001188108 A JP 2001188108A JP 2002059175 A JP2002059175 A JP 2002059175A
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hydrogen fluoride
distillation
arsenic
ppm
residue
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Andreas Bulan
アンドレアス・ブラン
Guenter Dr Lailach
ギユンター・ライラツハ
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒ素含有フッ化水素の蒸留で得られる蒸留の
残液からヒ素化合物を除去する新規な方法を提供するこ
と。 【解決手段】 (a)蒸留の残液を、残液の温度が40
から60℃になるまでフッ化水素の蒸発により濃縮し、
そして(b)残分を水酸化カルシウム、酸化カルシウム
又はそれらの混合物と反応させること、を含むヒ素含有
フッ化水素の蒸留において得られる蒸留の残液からヒ素
化合物を取除く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸留によるフッ化
水素の精製からの蒸留の残液(distillatio
n bottoms)からヒ素化合物を取除くための方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】フッ化水素の精製は通常、フッ化水素中
に酸化状態(III)で存在するヒ素を酸化剤を用いて酸
化する方法により行われる。この方法はヒ素を、フッ化
水素が蒸留により分離できる相対的に不揮発性のヒ素
(V)化合物に転換(convert)する。
【0003】多くの化合物がこの目的のための酸化剤と
して適当である。例えば、元素のフッ素(elemen
tal fluorine)(米国特許(US)第4,
668,497号を参照されたい)、二フッ化酸素(欧
州特許出願(EP−A)第610 748号を参照され
たい)、又は電気化学的酸化(日本国特許(JP)第4
6−15768号を参照されたい)である。酸化がトッ
プ(top)で生成物として取り出される低量のヒ素を
含むフッ化水素(low−arsenic hydro
gen fluoride)及び残液生成物(bott
om product)としてヒ素リッチの(ric
h)残液を与えた後に、蒸留が行われる。
【0004】従来の技術(欧州特許出願(EP−A)第
660 803号を参照されたい)による蒸留の残液か
らのヒ素の除去は、75から95重量%の水含量を有す
る残液の酸化の後で、それらにさらなる蒸留を行うこと
により達成できた。その後残る残液は、特定のアルカリ
金属及びアルカリ土類金属化合物の添加によりpHを1
0より大きくされ、同時にカルシウム又はマグネシウム
のヘキサフルオヒ素酸塩(hexafluoroars
enates)を生成する。続いての加熱はヘキサフル
オロヒ素酸塩を加水分解し、対応するヒ酸塩(arse
nates)を生成する。これらのヒ酸塩は少ししか可
溶性でない。
【0005】ヒ素を除去する他の可能な方法は、米国特
許(US)第5,089,241号によれば、存在する
ヘキサフルオロヒ素酸(hexafluoroarse
nic acid)の直接の加水分解を行うことであ
る。この目的のためにはヘキサフルオロヒ素酸を含む水
性溶液は、ヒ酸へ加水分解することを促進させる(ca
talyse)ために、硫酸、ヒ酸、過塩素酸、又はそ
れらの混合物で処理される。フッ化水素が、続いてこの
混合物から蒸留される。
【0006】既知の方法の欠点はヘキサフルオロヒ素酸
塩イオン(hexafluoroarsenate i
on)の加水分解に多大な出費が必要とされることであ
る。この出費にもかかわらず、欧州特許出願(EP−
A)第660 803号の記載により得られるヒ素含有
残分は、危険な廃棄物のための埋立地(landfil
l)へ廃棄されなければならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ本発明の目的
は、純粋なフッ化水素の製造において埋立地へ廃棄する
ことが可能なヒ素化合物を分離し、この方法において分
離が簡単な方法で行うことができ、埋立地に捨てられる
材料の量(amount)が出来る限り少なくできるよ
うにすることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】蒸留によるフッ化水素の
精製で得れらた蒸留の残液を、水酸化カルシウム、酸化
カルシウム又はそれらの混合物と反応させることによ
り、埋立地に廃棄が可能な生成物へ直接に転換できるこ
とが見出された。
【0009】従って本発明は、(a)蒸留の残液を、残
液(bottom)の温度が40から60℃(好適には
40から50℃)になるまでフッ化水素の蒸発により濃
縮し、(b)残分を水酸化カルシウム、酸化カルシウム
又はそれらの混合物と反応させること、を含むヒ素含有
フッ化水素の蒸留において得られる蒸留の残液からヒ素
化合物を取除く方法を提供する。
【0010】水酸化カルシウム、酸化カルシウム又はそ
れらの混合物は、残分中に存在する成分H2SO4及びH
AsF6をCaF2、CaSO4、及びCa(AsF62
に化学量論的に転化するのに十分な量で使用される。水
酸化カルシウム、酸化カルシウム又はそれらの混合物の
100重量%の過剰量が最大値として可能である。濃縮
後の残液の水含量は、残液の温度が40から60℃に達
した場合には、好適には20重量%未満である。
【0011】本発明の方法は、蒸留による市販のフッ化
水素の精製で得られるような蒸留の残液の後処理のため
に使用される。
【0012】市販のフッ化水素は一般に15から500
ppmのヒ素含量を、及び200から1000ppmの
水、20から500ppmの硫酸、及び20から200
ppmの二酸化硫黄も有する。
【0013】本発明の方法を実行するために特に適当な
フッ化水素は、300ppm未満(好適には200pp
m未満)の水、50ppm未満(好適には20ppm未
満)の硫酸、及び50ppm未満(好適には20ppm
未満)の二酸化硫黄を含み、そして30から500pp
mのヒ素含量を有する。
【0014】酸化状態(III)のヒ素を酸化状態(V)の
ヒ素へ転換するために、フッ化水素が酸化剤で処理され
る。本発明の方法を実行するためには、ヒ素(III)は
好適にはフッ素、二フッ化酸素を用いて又は電気化学的
に酸化される。
【0015】このように処理されたフッ化水素は蒸留さ
れる。ここで、100ppm未満の水、10ppm未満
の硫酸、及び1ppm未満のヒ素を含むフッ化水素が、
トップで取り出される生成物として得られる。蒸留は通
常、少なくとも98重量%のフッ化水素含量及び500
から2000ppmのヒ素含量を有する、取り出される
残液生成物に関して、スチール(好適にはカーボンスチ
ール)で作られた蒸留カラムで、残液の温度が30℃を
超えない(好適には26℃を超えない)温度で行われ
る。
【0016】蒸留は通常0.6から2bar、好適には
0.9から1.1barの圧力で行われる。
【0017】取り出された蒸留の残液は、プラスチック
で内張り(lining)することにより腐食に対して
保護された蒸留器へ供給される。蒸発器からのフッ化水
素蒸気は濃縮することができるが、好適には蒸留カラム
に再循環される。
【0018】蒸発器からの液体残分は水酸化カルシウ
ム、酸化カルシウム又はそれらの混合物と反応される。
反応は、例えばミキサー又はニーダーで行われる。反応
生成物であるフッ化カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸
カルシウム二水和物及びヘキサフルオロヒ素酸カルシウ
ムが、乾燥又は湿潤の形態で適当な埋立地に廃棄され
る。
【0019】
【実施例】約100ppmの濃度の水、18ppmの濃
度の硫酸、及び32ppmの濃度のヒ素を有するフッ化
水素の流れ(stream) 2t/hを、窒素中のフ
ッ素10容量%の混合物 300l/hと、三フッ化ヒ
素を五フッ化ヒ素へ酸化するために接触させ、それはフ
ッ化水素と共にヘキサフルオロヒ素酸を生成し、続いて
高沸点の化合物を取除くために蒸留カラムへ供給した。
カラムはカーボンスチールで作られていた。100pp
m未満の水含量、5ppm未満の硫酸含量、及び0.3
ppm未満のヒ素含量を有する高度に純粋なフッ化水素
1.9t/hがカラムのトップで取り出された。蒸留
カラムの残液の温度は24℃であった。蒸留の残液はフ
ッ化水素99.6重量%、水0.2重量%、硫酸0.0
37重量%、及びヘキサフルオロヒ素酸0.165重量
%を含んでいた。
【0020】0.1t/hの流れが、蒸留カラムの残液
(bottom)から取り出され、蒸発器へ供給され
た。蒸発器は、沸点が24℃から48℃まで上昇するま
で操作された。気化器(vaporizer)から出た
(leave)フッ化水素が濃縮された。48℃の沸点
に達した後、蒸発器の液体含量が分析された。組成物
は、フッ化水素64重量%、水17.3重量%、硫酸
3.4重量%、ヘキサフルオロヒ素酸15.3重量%で
あった。この残分はニーダー中で酸化カルシウムと重量
比1:1.5で反応した。脆い生成物がニーダーから取
り出され、適当な埋立地に廃棄された。
【0021】本発明の主たる特徴及び態様は以下の通り
である。
【0022】1.(a)蒸留の残液を、残液の温度が4
0から60℃になるまでフッ化水素の蒸発により濃縮
し、そして(b)残分を水酸化カルシウム、酸化カルシ
ウム又はそれらの混合物と反応させること、を含むヒ素
含有フッ化水素の蒸留において得られる蒸留の残液から
ヒ素化合物を取除く方法。
【0023】2.濃縮後の残液の水含量が20重量%未
満であることを特徴とする、上記1に記載の方法。
【0024】3.ヒ素含有フッ化水素が、300ppm
を超えない水、50ppmを超えない硫酸、及び50p
pmを超えない二酸化硫黄を含むことを特徴とする、上
記1に記載の方法。
【0025】4.水酸化カルシウム、酸化カルシウム又
はそれらの混合物の量が、残液生成物である硫酸、フッ
化水素酸、及びヘキサフルオロヒ素酸を対応するカルシ
ウム化合物へ化学量論的に転換するのに必要な量に対応
することを特徴とする、上記1に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591063187 Bayerwrk,Leverkuse n,BRD Fターム(参考) 4D034 AA27 BA01 CA12 4D038 AA08 AB40 AB70 AB81 BB02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)蒸留の残液を、残液の温度が40
    から60℃になるまでフッ化水素の蒸発により濃縮し、
    そして(b)残分を水酸化カルシウム、酸化カルシウム
    又はそれらの混合物と反応させること、を含むヒ素含有
    フッ化水素の蒸留において得られる蒸留の残液からヒ素
    化合物を取除く方法。
JP2001188108A 2000-06-28 2001-06-21 フッ化水素からヒ素化合物を除去する方法 Pending JP2002059175A (ja)

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