Способ получения фтористого натрия Советский патент 1980 года по МПК C01B9/08 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИСТОГО НАТРИЯ

Изобретение относится к способам йолучени фтористого натрия и может быть использовано для получения солей реактивной квалифи1 ации Известен способ получения фтористого ; .натрия путем взаимодействия твердой кальцинированной соды с газообразным аммиаком 11. , Недостатком известного способа является нчрысокое содержание основного вещества в продукте. Известен способ получения фтористого натрия путем взаимодействия растворов гидроокиси натрия или карбоната натрия, или бикарбоната натрия с фторсодержащим реагаггом при нагревании, выделения фтористого натрия из раствора и его сушки. В качестве фторсодержащего реагента используют газообразный фтбристый водород 2. Недостатком известного способа является невысокий выход продукта - 84,5% (по HF) и невысокое содержание основного вещества в нем - 98-99%. Целью изобретения является увеличение выхода продукта и повышение содержания основного вещества в нем. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения фтористого натрия путем взаимодействия растворов гидроокиси натрия или карбоната натрия, или бикарбоната натрия с фторсодержащим реагентом при нагревании, выделения фтористого натрия из раствора и его сзтики, в качестве фторсодержащего peatгента используют плавиковую кислоту концентрации 60-95 масс.%, процесс ведут при температуре 30-95° С и рН 4-6,5, а фтористый натрий выделяют предельИым спиртом при температуре плюс 20С минус 16°С, к тому же в качестве предельного спирта используют пропиловый, этиловый, изопрогЙ1ловый и весовое соотношение предельного спирта к воде берут равным 0,1-4:1. СЬличительными признаками являются использование в качестве фторсодержащего реагента плавиковой кислоты концентрации 60- 95 масс.%, температура процесса 30-95°С, рН 4-6,5 и то, что выделение фтористого натфий ведут предельййК спиртом при темпер туре плюс 20°С минус . Указанные отличия позволяют увеличить выход продукта до 99,4% и повысить содержание основного вещества в нем до 99,6%. При массовой доле фтористого водорода в пладиковой. кислоте ниже 60% снижается выход продукта и уменьшается производительность процесса. А выше 95% - возникают затруднения как в поддержании необходимых температурных и концентращюнных усло вий в реакторе, так и с отводом трепла. Осуществление процесса при температуре ниже +30° С нерационально, поскольку требуется большая поверхность для отвода тепла при ограниченной возможности выбора материалов (из-за высокой коррозионной активное ти-фтористого водорода) с приемлемым коэф фициентом теплопроводности, а также в силу снижения производительности установки из-за уменьшения растворимости гвдроокиси натрия в воде. Осуществление процесса при температуре выше .нeжeлaтeльнcf из-за значительного уноса фтористого водорода из реактора с абгазами. При поддержании рН выше 6,5 имеет место гидролиз фтористого натрия, при рН ниже. 4 - происходит образование кислой соли (NaF.HF). При температзфе смешения органического растворителя с раствором соли выше плюс 20 С существенно повышается растворимость соли в смесях и снижается выход продукта. При температуре ниже минус 16°С значител но повышается вязкость pdcTBOpa (раствор стано вится сиропообразным) и снижается произво дительность.., При соотношении органического растворител к воде в смеси менее 0,1:1 снижается выход продукта, а при соотношении более 4:1 увеличивается циркуляционная нагрузка. В ка

Выход фтористого натрия,%

69,4

Содержание основного вещества,%98,8

Таблица 1

97,7

92,5

100

99,5 честве органического растворителя целесообразно использовать предельные спирты: изопропиловый, н-пропиловый, этиловый. и м е о 1. Плавиковую кпслоту с мае совой долей 85-90% подают в смеситель, куда, также поступает водный раствор гидроокиси натрия с массовой долей 45-77% прн стехиометрическом соотношении реагентов. Смесь направляют в реактор, где поддерживают температуру 20-95 С. Реакционную смесь охлаждают в циркуляционном контуре, состоящем из насоса и теплообменника. Раствор из реактора с рН 4-6,5 отфильтровывают от механических примесей и смешивают в смесителе с охлажденным водным азеотропом изопропилового спирта при соотношении изопропиловый спирт ; вода в смеси, равном 1:1..рН раствора в осаднтеле поддерживают равным 4-6,5 путем автоматинеской подачи небольшого количества HF или водного растаора NaOH. Смесь охлаждают до минус 10°С, при этом вьщадает мелкодисперсная соль фтористого натрия. Пульпу фильтруют, осадок фтористого натрия сушат, маточник подогревают и ректифицируют. Водный азеотроп при 80,4° С (температура кипения азеотропа) отводят на охлаждение и смешение; Водный остаток при температуре 85-90°С очищают от механических примесей и направляют на приготовление раствора гидроокиси натрия. При повышении содержания в водном остатке ионов С1, S04 и катионов Ре, РЬ, Са, Мд и др. очистку производят также и от этих анионой и катионов. Выход фтористого натрия составляет 99,4% (Ьа однократный „ о, ос/ч о P°f« 93,3%) Содержание основного веЩССТВл X х П р и м е р ы 2, 3 и 4, Фтористый натрий получают как описано в примере 1, за исключением соотношения изопропиловыйспирт: вода в смеси, равного 0,1:1; 0,5:1 и 4:1 соответственно. Результать даны в табл. 1.

П р и м с р 5. Фтористый натрий получают кик описано в примере 1, за исключением температуры выделения твердого NaF, которую поддерживают равной +20°С, при соотношении изопропиловый спирт : вода 0,5:1.

Выход соли (NaF) 68,6% (за однократный проход).

Содержание основного вещества 99,1%.

П р и м е р 6. Фтористый натрий получают как описано в примере 1, за исключением маесовой доли фтористого водорода в плавиковой кислоте, равной 60%.

Выход соли (NaF) 89.2% (за однократный проход). Содержание основного вещества 9.9,3%.

Пример. Фтористый натрий как описано, в примере 1, но вместо нзопропИ лрвого спирта применяют этиловый и н-пропиловый спирт соответственно. Результаты даны в табл. 2.

Таблица 2