JP4508333B2 - フッ酸の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、フッ酸（ＨＦ）を製造するには、蛍石（ＣａＦ2）と硫酸を反応させてフッ酸と副生物の硫酸カルシウムを生成している。
【０００３】
この方法によれば、貴重な資源である蛍石を際限なく消費することとなり、地球環境における資源の有効利用の観点から非合理的であることは明らかである。
【０００４】
一方、従来より、フロンガス製造プラントなどのフッ素化反応プラントから排出されるフッ酸（ＨＦ）は、硫酸に吸収させて混酸とした後に、この混酸を加熱して回収している。混酸の加熱装置にはモネルやハステロイなどの高級材を使用しているが、混酸中のフッ酸や水分によって腐食が起こる。混酸の有効利用を図ることは、フッ素化反応プラントにおける重要課題である。
【０００５】
本発明の目的は、蛍石を消費することなく、フッ酸を効率的に製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、アルカリ金属のフッ化物を硫酸およびフッ酸を含有する混酸と反応させる方法が、工業的に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、下記に示すとおりのフッ酸の製造方法を提供するものである。
項１． アルカリ金属のフッ化物を、硫酸およびフッ酸を含有する混酸と反応させるフッ酸の製造方法。
項２． アルカリ金属のフッ化物がフッ化ナトリウムである項１に記載の方法。
項３． １００〜５００℃で反応させる項１または２に記載の方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、アルカリ金属のフッ化物（フッ化アルカリ金属）を、硫酸およびフッ酸を含有する混酸と反応させて、フッ酸を製造する。
【０００９】
本発明における反応系内においては、次の反応が行われている。
【００１０】
２ＭＦ＋Ｈ2ＳＯ4＋ＨＦ→３ＨＦ＋Ｍ2ＳＯ4
（式中、Ｍはアルカリ金属を示す。）
アルカリ金属のフッ化物としては、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化ルビジウム（ＲｂＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）などが挙げられる。中でも、フッ化ナトリウムが好ましい。
【００１１】
フッ化ナトリウム（ＮａＦ）はどのようにして得られたものであってもよい。フッ化ナトリウムの製造方法としては、例えば、(1)フッ酸（ＨＦ）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の反応、(2)ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ6）と水酸化ナトリウムの反応、(3)ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＦ6）と水酸化ナトリウムの反応、(4)リン鉱石と水酸化ナトリウムの反応などが挙げられる。ヘキサフルオロケイ酸は、蛍石からフッ酸を製造する際に産業廃棄物として副生するため、上記(2)のようにヘキサフルオロケイ酸を用いて得られたフッ化ナトリウムをフッ酸製造に用いると、資源の有効利用が図れる。
【００１２】
硫酸およびフッ酸を含有する混酸も、どのようにして得られたものであってもよい。例えば、フロンガス製造プラントなどのフッ素化反応プラントから排出されるフッ酸（ＨＦ）を硫酸に吸収させて得た混酸を用いることもできる。この場合には、フッ素化反応プラントにおいて混酸を加熱してフッ酸を回収する工程が省けるので、混酸の加熱装置の省略やユーティリティーの削減などが可能となる。しかも、副生混酸をフッ酸の製造に用いるため、資源の有効利用が図れる。
【００１３】
混酸中における硫酸とフッ酸の混合割合は、特に限定されないが、重量比で、Ｈ2ＳＯ4：ＨＦ＝９５〜８０：５〜２０であるのが好ましい。この混酸は数％の水分を含んでいてもよいが、反応効率の点からは、できるだけ水分が少ないのが好ましい。
【００１４】
本発明におけるアルカリ金属のフッ化物と混酸との反応比は、混酸中の硫酸含有量により変化する。アルカリ金属のフッ化物と混酸中の硫酸が、ＭＦ：Ｈ2ＳＯ4＝２：０．８〜１．２（モル比）となるようにして反応させるのが好ましい。
【００１５】
反応温度は、１００〜５００℃が好ましく、２５０〜３００℃がより好ましい。
【００１６】
反応圧力は、特に限定されず、大気圧、減圧、加圧のいずれでもよい。
【００１７】
滞留時間は、１〜４時間が好ましく、２〜３時間がより好ましい。
【００１８】
反応容器は、特に限定されない。また、バッチ式、連続式のいずれで反応させてもよい。
【００１９】
反応により生成したＨＦガスは、凝縮、精留などの通常の手段を用いて単離することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、蛍石を消費することなく、フッ酸を効率的に製造することができるので、資源の有効利用が図れる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
攪拌装置とＴＩＣ（温度指示・コントロール装置）を備えた２Ｌ反応器に、ＮａＦ粉体（３００ｇ、７．１４ｍｏｌ）を入れ、攪拌しながら定量ポンプにより９８％Ｈ2ＳＯ4（３６０ｇ、３．６０ｍｏｌ）とＨＦ（３０ｇ、１．５０ｍｏｌ）との混酸を添加した。添加終了後に、２８０℃まで昇温して３時間反応させた。生成したＨＦを水に吸収させ、中和滴定によりＨＦ生成量を測定した。ＨＦへの変化率は９９モル％であった。
【００２３】
実施例２
反応温度を２００℃とする以外は実施例１と同様にして反応を行った。ＨＦへの変化率は５６モル％であった。
【００２４】
実施例３
反応温度を１５０℃とする以外は実施例１と同様にして反応を行った。ＨＦへの変化率は３０モル％であった。
【００２５】
実施例４
反応温度を１００℃とする以外は実施例１と同様にして反応を行った。ＨＦへの変化率は３モル％であった。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、フッ酸（ＨＦ）を製造するには、蛍石（ＣａＦ2）と硫酸を反応させてフッ酸と副生物の硫酸カルシウムを生成している。
【０００３】
この方法によれば、貴重な資源である蛍石を際限なく消費することとなり、地球環境における資源の有効利用の観点から非合理的であることは明らかである。
【０００４】
一方、従来より、フロンガス製造プラントなどのフッ素化反応プラントから排出されるフッ酸（ＨＦ）は、硫酸に吸収させて混酸とした後に、この混酸を加熱して回収している。混酸の加熱装置にはモネルやハステロイなどの高級材を使用しているが、混酸中のフッ酸や水分によって腐食が起こる。混酸の有効利用を図ることは、フッ素化反応プラントにおける重要課題である。
【０００５】
本発明の目的は、蛍石を消費することなく、フッ酸を効率的に製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、アルカリ金属のフッ化物を硫酸およびフッ酸を含有する混酸と反応させる方法が、工業的に優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、下記に示すとおりのフッ酸の製造方法を提供するものである。
項１． アルカリ金属のフッ化物を、硫酸およびフッ酸を含有する混酸と反応させるフッ酸の製造方法。
項２． アルカリ金属のフッ化物がフッ化ナトリウムである項１に記載の方法。
項３． １００〜５００℃で反応させる項１または２に記載の方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、アルカリ金属のフッ化物（フッ化アルカリ金属）を、硫酸およびフッ酸を含有する混酸と反応させて、フッ酸を製造する。
【０００９】
本発明における反応系内においては、次の反応が行われている。
【００１０】
２ＭＦ＋Ｈ2ＳＯ4＋ＨＦ→３ＨＦ＋Ｍ2ＳＯ4
（式中、Ｍはアルカリ金属を示す。）
アルカリ金属のフッ化物としては、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化カリウム（ＫＦ）、フッ化ルビジウム（ＲｂＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）などが挙げられる。中でも、フッ化ナトリウムが好ましい。
【００１１】
フッ化ナトリウム（ＮａＦ）はどのようにして得られたものであってもよい。フッ化ナトリウムの製造方法としては、例えば、(1)フッ酸（ＨＦ）と水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の反応、(2)ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ2ＳｉＦ6）と水酸化ナトリウムの反応、(3)ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム（Ｎａ2ＳｉＦ6）と水酸化ナトリウムの反応、(4)リン鉱石と水酸化ナトリウムの反応などが挙げられる。ヘキサフルオロケイ酸は、蛍石からフッ酸を製造する際に産業廃棄物として副生するため、上記(2)のようにヘキサフルオロケイ酸を用いて得られたフッ化ナトリウムをフッ酸製造に用いると、資源の有効利用が図れる。
【００１２】
硫酸およびフッ酸を含有する混酸も、どのようにして得られたものであってもよい。例えば、フロンガス製造プラントなどのフッ素化反応プラントから排出されるフッ酸（ＨＦ）を硫酸に吸収させて得た混酸を用いることもできる。この場合には、フッ素化反応プラントにおいて混酸を加熱してフッ酸を回収する工程が省けるので、混酸の加熱装置の省略やユーティリティーの削減などが可能となる。しかも、副生混酸をフッ酸の製造に用いるため、資源の有効利用が図れる。
【００１３】
混酸中における硫酸とフッ酸の混合割合は、特に限定されないが、重量比で、Ｈ2ＳＯ4：ＨＦ＝９５〜８０：５〜２０であるのが好ましい。この混酸は数％の水分を含んでいてもよいが、反応効率の点からは、できるだけ水分が少ないのが好ましい。
【００１４】
本発明におけるアルカリ金属のフッ化物と混酸との反応比は、混酸中の硫酸含有量により変化する。アルカリ金属のフッ化物と混酸中の硫酸が、ＭＦ：Ｈ2ＳＯ4＝２：０．８〜１．２（モル比）となるようにして反応させるのが好ましい。
【００１５】
反応温度は、１００〜５００℃が好ましく、２５０〜３００℃がより好ましい。
【００１６】
反応圧力は、特に限定されず、大気圧、減圧、加圧のいずれでもよい。
【００１７】
滞留時間は、１〜４時間が好ましく、２〜３時間がより好ましい。
【００１８】
反応容器は、特に限定されない。また、バッチ式、連続式のいずれで反応させてもよい。
【００１９】
反応により生成したＨＦガスは、凝縮、精留などの通常の手段を用いて単離することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、蛍石を消費することなく、フッ酸を効率的に製造することができるので、資源の有効利用が図れる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【００２２】
実施例１
攪拌装置とＴＩＣ（温度指示・コントロール装置）を備えた２Ｌ反応器に、ＮａＦ粉体（３００ｇ、７．１４ｍｏｌ）を入れ、攪拌しながら定量ポンプにより９８％Ｈ2ＳＯ4（３６０ｇ、３．６０ｍｏｌ）とＨＦ（３０ｇ、１．５０ｍｏｌ）との混酸を添加した。添加終了後に、２８０℃まで昇温して３時間反応させた。生成したＨＦを水に吸収させ、中和滴定によりＨＦ生成量を測定した。ＨＦへの変化率は９９モル％であった。
【００２３】
実施例２
反応温度を２００℃とする以外は実施例１と同様にして反応を行った。ＨＦへの変化率は５６モル％であった。
【００２４】
実施例３
反応温度を１５０℃とする以外は実施例１と同様にして反応を行った。ＨＦへの変化率は３０モル％であった。
【００２５】
実施例４
反応温度を１００℃とする以外は実施例１と同様にして反応を行った。ＨＦへの変化率は３モル％であった。
Claims (3)
- アルカリ金属のフッ化物を、硫酸およびフッ酸を含有する混酸と反応させるフッ酸の製造方法。
- アルカリ金属のフッ化物がフッ化ナトリウムである請求項１に記載の方法。
- １００〜５００℃で反応させる請求項１または２に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000003914A JP4508333B2 (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | フッ酸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003914A JP4508333B2 (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | フッ酸の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4508333B2 true JP4508333B2 (ja) | 2010-07-21 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000003914A Expired - Fee Related JP4508333B2 (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | フッ酸の製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|---|---|---|
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| KR101169066B1 (ko) * | 2010-04-12 | 2012-07-26 | 주식회사 케이씨씨 | 모노실란 제조시 부산물로 얻어진 소디움알루미늄테트라플루오라이드의 재활용 방법 |
| RU2691347C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-06-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые химические продукты" | Способ переработки гексафторкремниевой кислоты с получением фторида водорода |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4997799A (ja) * | 1973-01-25 | 1974-09-17 | ||
| JPS49101292A (ja) * | 1973-02-01 | 1974-09-25 | ||
| JPS5235196A (en) * | 1975-07-31 | 1977-03-17 | Daikin Ind Ltd | Method for recovery of hydrogen fluoride |
-
2000
- 2000-01-12 JP JP2000003914A patent/JP4508333B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4997799A (ja) * | 1973-01-25 | 1974-09-17 | ||
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2001199712A (ja) | 2001-07-24 |
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