CN101671036B - 一种高纯氟化铵的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高纯氟化铵的制备方法,包括:向质量浓度8-50%氟化铵溶液中加入氨水或液氨,反应10-60min;然后加入氢氧化钡,过滤,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和六氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;将滤液在真空度为-0.092--0.030Mpa,温度为25-106℃下,加热浓缩36-65min,待溶液突然析晶后停止加热;将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在-10-25℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离出氟化铵滤液,得到的氟化铵晶体在60-95℃之间下进行干燥处理,经干燥处理后,即得到高纯氟化铵产品。本发明产品纯度高、生产成本低且能满足较高要求。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域,具体来说涉及一种高纯氟化铵的制备方法。
背景技术
氟化铵是氟化工行业中应用广泛的一种氟化工产品,氟化铵是无色叶状或针状结晶,相对密度1.015,在空气中易潮解,易溶于水,水溶液呈酸性,受热分解放出有毒的腐蚀性烟气。氟化铵的主要用途有:冶金土业用作提取稀有金属;玻璃工业用作蚀刻剂;酿造工业用作啤酒消毒的细菌抑制剂;机械工业用作金属表面化学抛光剂;木材工业用作腐蚀剂;化学分析中用作离子检测的掩蔽剂、含量的点滴试剂、结合滴定铝的沉淀剂;用于配置滴定液来测定铜合金中铅、铜、锌成分,铁矿石和煤焦油。
氟化铵的生产工艺可分为气相法和液相法两种方法。气相法合成氟化铵由于工艺过程不接触水,产品含水量低、纯度高、颗粒粒度细,能满足电子行业和医药行业的要求,但气相法生产氟化铵对工艺要求很高的密封性,对设备要求很高,而且投资很大。液相法由于设备简单,工艺条件及设备操作易于控制得到广泛应用,目前国内普遍采用液相法制备氟化铵。但液相法制备的氟化氢铵含水量高、纯度低、长期储藏会出现吸潮结块等现象,不能适应要求较高的电子工业、医药工业等行业的需要。通常仅能达到工业级要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种产品纯度高、生产成本低且能满足较高要求的高纯氟化铵的制备方法。
本发明提供一种高纯氟化铵的制备方法,包括以下步骤:
(1)向质量浓度8-50%氟化铵溶液中加入氨水或液氨除去原料中的氟硅酸铵杂质,氨水或液氨的添加量为理论量的120-200%,反应10-60min,氟化铵溶液中的氟硅酸铵经氨水或液氨氨化后化生成二氧化硅沉淀;
(2)向上述步骤(1)处理后的氟化铵溶液中加入氢氧化钡除去硫酸盐杂质,为了不引入钡盐杂质,氢氧化钡的加入量为理论量90-99%,氢氧化钡使氟化铵溶液中的硫酸盐生成硫酸钡沉淀,同时氢氧化钡也可以与步骤(1)中未脱除干净的氟硅酸盐反应生成不溶于水的六氟硅酸钡沉淀,反应10-60min,过滤经过处理后的氟化铵溶液,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和六氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;
(3)将滤液在真空度为-0.092--0.030Mpa,温度为25-106℃下,加热浓缩36-65min,待溶液突然析晶后停止加热;
(4)将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在-10-25℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离出氟化铵滤液,得到的氟化铵晶体在60-95℃之间下进行干燥处理,经干燥处理后,即得到高纯氟化铵产品。
上述的一种高纯氟化铵的制备方法,其中:固液分离得到的氟化铵滤液重复上述除杂、真空浓缩、低温结晶、固液分离和干燥处理得到高纯的氟化铵晶体。
本发明与现有技术相比,从以上技术方案可知,首先用氨水和氢氧化钡纯化了原料氟化铵溶液,在氟化铵的浓缩过程中,采用真空浓缩的方式,避免了氟化铵分解的同时提高了浓缩效率,采用低温结晶的方法,提高了氟化铵的收率和产品质量纯度,在干燥过程中采取了适当的温度,在避免氟化铵分解的同时,提高了干燥效率。
以下通过具体实施方式,来进一步说明本发明的有益效果。
具体实施方式
实施例1
取质量浓度为50%的氟化铵溶液700g,加入到装有搅拌装置的反应器中;开动搅拌装置,调节搅拌机转速为100转/min,向氟化铵溶液中缓慢通入26.4g氨水(氨水的加入量为理论量的120%),反应10min,以除去其中的氟硅酸盐杂质;向氟化铵溶液中加入5.61g氢氧化钡(氢氧化钡的加入量为理论量90%),以除去其中的硫酸盐和氟硅酸盐杂质,同时不引入钡盐杂质。继续搅拌10min,过滤,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;取600g滤液,在真空度为-0.030Mpa,温度为88-106℃下,加热浓缩36min,氟化铵溶液突然析晶后停止加热;将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在25℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离得到的氟化铵晶体在60℃下进行干燥处理,经干燥处理后,得到质量含量为98.16%的高纯氟化铵晶体。
实施例2
取质量浓度为40%的氟化铵溶液700g,加入到装有搅拌装置的反应器中;开动搅拌装置,调节搅拌机转速为120转/min,向氟化铵溶液中缓慢通入30.8g氨水(氨水的加入量为理论量的140%),反应20min,以除去其中的氟硅酸盐杂质,向氟化铵溶液中加入5.73g氢氧化钡(氢氧化钡的加入量为理论量92%),以除去其中的硫酸盐和氟硅酸盐杂质,同时不引入钡盐杂质。继续搅拌25min,过滤,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;取600g滤液,在真空度为-0.05Mpa,在71-95℃下,加热浓缩42min,氟化铵溶液突然析晶后停止加热;将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在20℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离得到的氟化铵晶体在70℃下进行干燥处理,经干燥处理后,得到质量含量为98.16%的高纯氟化铵晶体。
实施例3
取质量浓度为28%的氟化铵溶液700g,加入到装有搅拌装置的反应器中;开动搅拌装置,调节搅拌机转速为150转/min,向氟化铵溶液中缓慢通入35.2g氨水(氨水的加入量为理论量的160%),反应38min,以除去其中的氟硅酸盐杂质,向氟化铵溶液中加入5.92g氢氧化钡(氢氧化钡的加入量为理论量95%),以除去其中的硫酸盐和氟硅酸盐杂质,同时不引入钡盐杂质。继续搅拌40min,过滤,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;取600g滤液,在真空度为-0.069Mpa,在50-82℃下,加热浓缩53min,氟化铵溶液突然析晶后停止加热;将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在14℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离得到的氟化铵晶体在80℃下进行干燥处理,经干燥处理后,得到质量含量为98.16%的高纯氟化铵晶体。
实施例4
取质量浓度为16%的氟化铵溶液700g,加入到装有搅拌装置的反应器中;开动搅拌装置,调节搅拌机转速为180转/min,向氟化铵溶液中缓慢通入39.6g氨水(氨水的加入量为理论量的180%),反应50min,以除去其中的氟硅酸盐杂质,向氟化铵溶液中加入6.04g氢氧化钡(氢氧化钡的加入量为理论量97%),以除去其中的硫酸盐和氟硅酸盐杂质,同时不引入钡盐杂质。继续搅拌45min,过滤,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;取600g滤液,在真空度为-0.086Mpa,在25-68℃下,加热浓缩58min,氟化铵溶液突然析晶后停止加热;将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在2℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离得到的氟化铵晶体在88℃下进行干燥处理,经干燥处理后,得到质量含量为98.16%的高纯氟化铵晶体。
实施例5
取质量浓度为8%的氟化铵溶液700g,加入到装有搅拌装置的反应器中;开动搅拌装置,调节搅拌机转速为200转/min,向氟化铵溶液中缓慢通入44g氨水(氨水的加入量为理论量的200%),反应60min,以除去其中的氟硅酸盐杂质,向氟化铵溶液中加入6.17g氢氧化钡(氢氧化钡的加入量为理论量99%),以除去其中的硫酸盐和氟硅酸盐杂质,同时不引入钡盐杂质。继续搅拌60min,过滤,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;取600g滤液,在真空度为-0.092Mpa,在25-58℃下,加热浓缩65min,氟化铵溶液突然析晶后停止加热;将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在-10℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离得到的氟化铵晶体在95℃下进行干燥处理,经干燥处理后,得到质量含量为98.16%的高纯氟化铵晶体。
实施例1-5的产品质量见下表:
实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
含量(NH4F)% | 98.16 | 98.45 | 98.81 | 98.73 | 98.29 |
澄清度实验 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
灼烧残渣% | 0.004 | 0.003 | 0.002 | 0.003 | 0.004 |
游离酸(以NH4HF2计)% | 0.19 | 0.13 | 0.20 | 0.18 | 0.12 |
游离碱 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
氯化物(Cl)% | 0.0004 | 0.0003 | 0.0002 | 0.0004 | 0.0003 |
氟硅酸盐(SiF6)% | 0.07 | 0.06 | 0.04 | 0.08 | 0.06 |
硫酸盐(SO4)% | 0.004 | 0.004 | 0.002 | 0.003 | 0.004 |
铁(Fe)% | 0.00041 | 0.00039 | 0.00027 | 0.00045 | 0.00031 |
重金属(以Pb计)% | 0.00043 | 0.00045 | 0.00028 | 0.00042 | 0.00039 |
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,任何未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种高纯氟化铵的制备方法,包括以下步骤:
(1)向质量浓度8-50%氟化铵溶液中加入氨水或液氨,氨水或液氨的添加量为理论量的120-200%,反应10-60min,氟化铵溶液中的氟硅酸铵经氨水或液氨氨化后化生成二氧化硅沉淀;
(2)然后加入氢氧化钡,其加入量为理论量90-99%,氢氧化钡使氟化铵溶液中的硫酸盐生成硫酸钡沉淀,同时氢氧化钡与步骤(1)中未脱除干净的氟硅酸盐反应生成不溶于水的六氟硅酸钡沉淀,反应10-60min,过滤,分离出其中的二氧化硅、硫酸钡和六氟硅酸钡沉淀,滤液为氟化铵溶液;
(3)将滤液在真空度为-0.092--0.030Mpa,温度为25-106℃下,加热浓缩36-65min,待溶液突然析晶后停止加热;
(4)将析晶后的氟化铵溶液转移到结晶器中,结晶温度控制在-10-25℃,结晶结束后对氟化铵进行固液分离,分离出氟化铵滤液,得到的氟化铵晶体在60-95℃之间下进行干燥处理,经干燥处理后,即得到高纯氟化铵产品。
2.如权利要求1所述的一种高纯氟化铵的制备方法,其中:固液分离得到的氟化铵滤液重复上述除杂、真空浓缩、低温结晶、固液分离和干燥处理得到高纯的氟化铵晶体。
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