способ получения фтороводорода

Формула изобретения

Способ получения фтороводорода, включающий сернокислотное разложение флюорита, отличающийся тем, что в флюорит вводят добавку фторида натрия в количестве до 10% от общей массы флюорита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству фтористого водорода сернокислотным разложением фторсодержащих соединений.

Известен способ сернокислотного получения фтористого водорода из фторида щелочноземельного металла, как правило, флюорита, основанный на раздельном вводе реагентов в реакционную зону. При этом плавиковый шпат, предварительно нагретый до 400-800°С, и серная кислота, нагретая до 80-200°С, подаются в зону реакции в массовом соотношении 0,50-0,65:1. Время обработки составляет 3-20 мин при 100-200° С [заявка Великобритании № 1521511, кл. C01B, 1978].

Недостатком способа является необходимость дополнительных тепловых затрат при подогреве исходных реагентов до ввода их в реакционную зону.

Известен также наиболее распространенный способ (способ прототип) получения фтористого водорода обработкой флюорита серной кислотой в прямоточных или противоточных печах при 180-220°С. При этом флюорит и серная кислота предварительно смешиваются в шнеках-смесителях в соотношении 0,70-0,75:1 [Гузь С.Ю. Производство криолита, фтористого алюминия и фтористого натрия. - М.: Металлургия, 1964. - 238 с].

Недостаток способа заключается в том, что реакция взаимодействия флюорита с серной кислотой является эндотермической, и для ее проведения необходим подвод тепла, равный 17 ккал/моль.

Поставлена задача о разработке способа получения фтористого водорода сернокислотным разложением фторсодержащих соединений, требующего меньших тепловых затрат на подогрев исходных реагентов по сравнению с прототипом.

Эта задача решена следующим способом. В соответствии с прототипом процесс обработки флюорита серной кислотой ведут в прямоточных или противоточных печах, однако к флюориту вводят добавку фторида натрия.

До подачи флюорита в шнек-смеситель печи к нему вводят фторид натрия в количестве до 10% от общей массы флюорита.

Для осуществления реакции взаимодействия фторида натрия с серной кислотой необходимо в 2,5 раза меньше тепла, чем для реакции разложения флюорита, что позволяет снизить тепловые затраты на подогрев исходных реагентов.

Использование фторида натрия в больших количествах, по отношению к флюориту, приводит к загустеванию массы и к ее окомкованию, что затрудняет дальнейшее взаимодействие реагентов, и соответственно снижается эффективность процесса.

Пример. 90 г флюорита смешивают с 10 г фторида натрия, предварительно измельчив оба порошка. К смеси добавляют 135 г 92%-ной серной кислоты (массовое соотношение 0,75:1). Полученную массу предварительно перемешивают в течение 1 мин, помещают в муфельную печь и выдерживают при 300°C в течение 30 мин. Извлечение фтороводорода составляет 97%. Для проведения реакции необходим подвод тепла, равный 15,9 ккал/моль.

Техническим результатом изобретения является снижения количества тепла, необходимого для проведения реакции сернокислотного разложения флюорита, путем введения добавки фторида натрия к исходным реагентам.