本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域中氟鹽的制備,具體來說涉及一種氟化氫銨的制備方法。
背景技術(shù):
數(shù)十年來,全球氟化工產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,氟化工產(chǎn)品以其耐化學(xué)品、耐高低溫、耐老化、低摩擦、高絕緣等優(yōu)異的性能,廣泛應(yīng)用于軍工、化工、機(jī)械等領(lǐng)域,已成為化工行業(yè)中發(fā)展最快、最具高新技術(shù)和最有前景的產(chǎn)品。
氟化氫銨是氟化工行業(yè)中應(yīng)用廣泛的一類氟化工產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用到化工、冶金、食品等行業(yè),高純的氟化氫銨還可以應(yīng)用到半導(dǎo)體工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)。氟化氫銨是無色正交菱形或片狀結(jié)晶,略帶酸味。熔點(diǎn)124.6℃,相對密度1.5,在空氣中易潮解,易溶于水,水溶液呈酸性反應(yīng),受熱或遇熱水分解為氨與氟化氫。
氟化氫銨主要用途有:冶金土業(yè)用作提取稀有金屬;玻璃工業(yè)用作蝕刻劑;釀造工業(yè)用作啤酒消毒的細(xì)菌抑制劑;機(jī)械工業(yè)用作金屬表面化學(xué)拋光劑;木材工業(yè)用作木材防護(hù)劑;化學(xué)分析中用作離子檢測的掩蔽劑、含量的點(diǎn)滴試劑、結(jié)合滴定鋁的沉淀劑;用于配制滴定液來測定銅合金中鉛、銅、鋅成分,用在鐵礦石和煤焦油的相關(guān)化學(xué)分析中。
目前,多家公司專業(yè)生產(chǎn)氟化氫銨的企業(yè),用無水氫氟酸與液氨中和而得。1、中和法在鉛或塑料制制的容器中,宣通入無水氫氟酸,與循環(huán)母液混合,在容器夾套中用冷水冷卻,然后緩慢地、間歇地以細(xì)流通入液氨并不斷攪拌,使之充分反應(yīng)。操作中隨時用剛果紅試紙測定,至試劑剛呈棕色為終點(diǎn)時,停止通入液氨。將反應(yīng)液蒸發(fā)濃縮至液面呈現(xiàn)結(jié)晶膜為止,然后冷卻結(jié)晶,離心分離,制得氟化氫銨成品。2、氣相法由氣態(tài)氨和純氟化氫氣體直接氣相合成而得。
這要求專門生產(chǎn)純氟化氫氣體、無水氫氟酸、液氨等的專門設(shè)備、技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是利用(氟磷灰石)含氟磷礦石生產(chǎn)濕法磷酸時分離出的雜質(zhì)或有害物質(zhì)氟化物,來生產(chǎn)一種重要的化工原料,由于綜合利用,變廢為寶;它特別適合含氟磷礦石生產(chǎn)濕法磷酸生產(chǎn)廠,用“三廢”生產(chǎn)氟化氫銨的生產(chǎn)方法,得到成功。正在投入生產(chǎn)。
本發(fā)明提供一種氟化氫銨的制備方法,該方法包括以下步驟:
(1)在密閉的聚四氟乙烯三口瓶中加入質(zhì)量百分比濃度10%-50%未飽和的氟化銨溶液,在三口瓶中控制攪拌速度在120r/min-400r/min之間,向質(zhì)量百分比濃度10%-50%未飽和的氟化銨溶液中加入質(zhì)量百分比濃度為15%-50%氫氟酸,氫氟酸的加料速度控制在30ml/min-160ml/min,氫氟酸的加入量為理論量的120%-180%;反應(yīng)溫度控制在40℃-80℃,用5%-38%的氫氧化鈉溶液作為吸收液吸收逸出的氫氟酸,反應(yīng)時間控制在60min-90min;待上述反應(yīng)結(jié)束后,向反應(yīng)體系中加入質(zhì)量百分比濃度12%-25%氨水溶液,與過量的氫氟酸進(jìn)行反應(yīng),氨水的加入量為理論量的110%-150%,氨水的加入速度為30ml/min-70ml/min,反應(yīng)溫度控制30℃以下,反應(yīng)40min-90min,用7%-22%的稀硫酸溶液作為逸出氨的吸收液;濃縮三口瓶中所得到氟化氫銨溶液,待溶液析晶后,進(jìn)行降溫結(jié)晶,得到氟化氫銨晶體;干燥氟化氫銨晶體,得到氟化氫銨產(chǎn)品。
(2)濃縮三口瓶中所得到氟化氫銨溶液的溫度條件為60℃-80℃,干燥氟化氫銨晶體的溫度條件為60℃-90℃。本發(fā)明的有益效果,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明工藝路線簡單,條件要求不苛刻,容易實(shí)現(xiàn)。制備的氟化氫銨產(chǎn)品含水量低,純度高,產(chǎn)品不結(jié)塊, 在氟化氫銨的生產(chǎn)過程中,注意了能源消耗問題,避免了能源的過度消耗。本發(fā)明高效的利用了氟資源,使進(jìn)入體系的氟資源最終轉(zhuǎn)化為氟化氫銨產(chǎn)品。本發(fā)明具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,適合在氟化工企業(yè)推廣。
以下通過具體實(shí)施方式,來進(jìn)一步說明本發(fā)明內(nèi)容。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速為120r/min,向聚四氟乙烯三口瓶中加入500g質(zhì)量百分比濃度10%的氟化銨溶液,向氟化銨溶液中通入216.22g質(zhì)量百分比濃度15%的氫氟酸溶液(氫氟酸的添加量為理論量的120%),氫氟酸的加入速度為30ml/min;反應(yīng)溫度設(shè)置為40℃,用質(zhì)量百分比濃度5%的氫氧化鈉吸收反應(yīng)過程中逸出的氫氟酸;反應(yīng)60min,然后向反應(yīng)體系中加入質(zhì)量百分比濃度12%的氨水溶液43.36g(氨水的加入量為理論量的110%),氨水的加入速度為30ml/min,反應(yīng)溫度控制30℃,反應(yīng)40min;氟化氫銨溶液于60℃下濃縮,用7%的稀硫酸溶液吸收反應(yīng)逸出的氨氣,析晶后,進(jìn)行降溫結(jié)晶,固液分離得到氟化氫銨晶體于60℃烘干,得到氟化氫銨產(chǎn)品。
實(shí)施例2
設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速為240r/min,向聚四氟乙烯三口瓶中加入500g質(zhì)量百分比濃度20%的氟化銨溶液,向氟化銨溶液中通入337.84g質(zhì)量百分比濃度20%的氫氟酸溶液(氫氟酸的添加量為理論量的125%),氫氟酸的加入速度為60ml/min;反應(yīng)溫度設(shè)置為50℃,用質(zhì)量百分比濃度17%的氫氧化鈉吸收反應(yīng)過程中逸出的氫氟酸;反應(yīng)69min;后向反應(yīng)體系中加入質(zhì)量百分比濃度15%的氨水溶液94.59g(氨水的加入量為理論量的120%),氨水的加入速度為50ml/min,反應(yīng)溫度控制28℃,反應(yīng)50min;氟化氫銨溶液于65℃下濃縮,用11%的稀硫酸溶液吸收反應(yīng)逸出的氨氣,析晶后,進(jìn)行降溫結(jié)晶,固液分離得到氟化氫銨晶體于75℃烘干,得到氟化氫銨產(chǎn)品。
實(shí)施例3
設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速為280r/min,向聚四氟乙烯三口瓶中加入500g質(zhì)量百分比濃度30%的氟化銨溶液,向氟化銨溶液中通入351.35g質(zhì)量百分比濃度30%的氫氟酸溶液(氫氟酸的添加量為理論量的130%),氫氟酸的加入速度為90ml/min;反應(yīng)溫度設(shè)置為60℃,用質(zhì)量百分比濃度21%的氫氧化鈉吸收反應(yīng)過程中逸出的氫氟酸;反應(yīng)73min;后向反應(yīng)體系中加入質(zhì)量百分比濃度18%的氨水溶液153.721g(氨水的加入量為理論量的130%),氨水的加入速度為60ml/min,反應(yīng)溫度控制26℃,反應(yīng)70min;氟化氫銨溶液于70℃下濃縮,用15%的稀硫酸溶液吸收反應(yīng)逸出的氨氣,析晶后,進(jìn)行降溫結(jié)晶,固液分離得到氟化氫銨晶體于70℃烘干,得到氟化氫銨產(chǎn)品。
實(shí)施例4
設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速為350r/min,向聚四氟乙烯三口瓶中加入500g質(zhì)量百分比濃度40%的氟化銨溶液,向氟化銨溶液中通入432.43g質(zhì)量百分比濃度40%的氫氟酸溶液(氫氟酸的添加量為理論量的160%),氫氟酸的加入速度為130ml/min;反應(yīng)溫度設(shè)置為70℃,用質(zhì)量百分比濃度30%的氫氧化鈉吸收反應(yīng)過程中逸出的氫氟酸;反應(yīng)80min;后向反應(yīng)體系中加入質(zhì)量百分比濃度22%的氨水溶液361.18g(氨水的加入量為理論量的140%),氨水的加入速度為40ml/min,反應(yīng)溫度控制24℃,反應(yīng)80min;氟化氫銨溶液于75℃下濃縮,用18%的稀硫酸溶液吸收反應(yīng)逸出的氨氣,析晶后,進(jìn)行降溫結(jié)晶,固液分離得到氟化氫銨晶體于80℃烘干,得到氟化氫銨產(chǎn)品。
實(shí)施例5
設(shè)置攪拌器的轉(zhuǎn)速為400r/min,向聚四氟乙烯三口瓶中加入500g質(zhì)量百分比濃度50%的氟化銨溶液,向氟化銨溶液中通入486.49g質(zhì)量百分比濃度50%的氫氟酸溶液(氫氟酸的添加量為理論量的180%),氫氟酸的加入速度為160ml/min;反應(yīng)溫度設(shè)置為 80℃,用質(zhì)量百分比濃度38%的氫氧化鈉吸收反應(yīng)過程中逸出的氫氟酸;反應(yīng)90min;后向反應(yīng)體系中加入質(zhì)量百分比濃度25%的氨水溶液567.57g(氨水的加入量為理論量的150%),氨水的加入速度為70ml/min,反應(yīng)溫度控制25℃,反應(yīng)90min;氟化氫銨溶液于80℃下濃縮,用22%的稀硫酸溶液吸收反應(yīng)逸出的氨氣,析晶后,進(jìn)行降溫結(jié)晶,固液分離得到氟化氫銨晶體于90℃烘干,得到氟化氫銨產(chǎn)品。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制,任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。