Способ получения трифторида калия

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2331584:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU)

Изобретение может быть использовано в технологии фтора. Для получения трифторида калия насыщают фториды калия фтористым водородом, при этом калийсодержащее сырье и фторирующий агент смешивают в стехиометрической пропорции и полученную смесь нагревают в интервале температур 75-240°С. В качестве фторирующего агента используют фторид или гидродифторид аммония или их смесь. Изобретение позволяет получить трифторид калия без использования токсичного фтористого водорода.

Изобретение относится к электролитическим способам получения соединений галогенов, а именно фтористых соединений калия, и может быть использовано для получения фтора.

Известно, что получение фтора в промышленности осуществляют посредством электролитического разложения трифторида калия при температуре 70-100°С. Получение исходного трифторида калия является достаточно сложной задачей.

Известен способ получения фторидов калия методом смешивания металлического калия и растворов фторидов аммония [И.Г.Рысс. Химия фтора и его неорганических соединений. М.: Госхимиздат, 1956, 707 с.]

Известен способ получения фторидов щелочных металлов при взаимодействии соответствующих гидроокисей или карбонатов с фтористоводородной кислотой [Галкин Н.П., Крутиков А.Б. Технология фтора. М.: Атомиздат, 1968, 32 с.].

Недостатком этого способа является необходимость использования высокоагрессивной и токсичной фтористоводородной кислоты.

Известен прототип получения трифторида калия методом барботажного насыщения фторида калия газообразным фтористым водородом [Галкин Н.П., Крутиков А.Б. Технология фтора. М.: Атомиздат, 1968, 34 с.].

Недостаток этого способа заключается в необходимости использования фтористого водорода, который является газообразным высокотоксичным соединением.

Поставлена задача получить трифторид калия без использования фтористого водорода.

Поставленная задача решена тем, что исходное калийсодержащие сырье и фториды аммония смешивают в стехиометрической пропорции и полученную смесь нагревают в интервале температур 75-240°С. При этом в качестве фторидов аммония используют фторид аммония (NH₄F), гидродифторид аммония (NH₄F·HF) и их смесь (NH₄F·nHF).

Известно, что температура плавления фторида аммония - 126°С. С повышением температуры расплав фторида аммония теряет аммиак и при температуре 240°С превращается в гидродифторид аммония. При дальнейшем повышении температуры гидродифторид аммония испаряется с разложением на аммиак и фтористый водород. При взаимодействии фторидов аммония с соединениями калия (например гидроксидом калия) происходит их фторирование и получение фторида калия по реакции:

KOH+NH₄F=KF+NH₃+H₂O.

При температуре выше 100°С вода и аммиак испаряются, остается чистый фторид калия. Если фториды аммония взяты с избытком, то полученный фторид калия будет растворяться в расплаве фторида аммония с образованием легкоплавкой эвтектики KF·2HF по реакции:

KF+2NH₄F=KF·2HF+2NН₃

Таким образом, можно записать суммарную реакцию образования трифторида калия из гидроксида калия и фторида аммония

KOH+3NH₄F=KF·2HF+3NH₃+Н₂О

Следовательно, способ включает операции получения фторида калия и насыщения его избыточным фтороводородом. С технологической стороны удобство заключается в способе насыщения, поскольку используемые в настоящее время в промышленности способы насыщения предполагают использование газообразного фтористого водорода, что сопряжено с рядом технических трудностей. Использование трифторида калия в качестве электролита для получения фтора предъявляет к нему жесткие требования по примесям. Не допускается избыточное содержание фторида аммония в электролите, поскольку это приводит к загрязнению фтора трифторидом азота. Фториды аммония необходимо вносить в калийсодержащее вещество с некоторым недостатком. В процессе электролиза трифторид калия постепенно теряет фтороводород и превращается в дифторид калия и фторид калия. Истощенный по фториду водорода фторид калия возможно регенерировать, добавляя в него новые порции фторида аммония.

Пример 1

Гидроксид калия массой 1 кг смешивают с 1,98 кг фторида аммония, смесь нагревают до температуры 130°С. В результате выделяется 0,91 кг аммиака, 0,32 кг паров воды и в твердом остатке остается 1,75 кг трифторида калия.

Пример 2

Гидроксид калия массой 1 кг смешивают с 1,53 кг гидродифторида аммония, смесь нагревают до температуры 130°С. В результате выделяется 0,46 кг аммиака, 0,32 кг паров воды и в твердом остатке остается 1,75 кг трифторида калия.

Пример 3

Фторид калия массой 1 кг смешивают с 2,95 кг фторида аммония, смесь нагревают до температуры 130°С. В результате выделяется 0,88 кг аммиака и в твердом остатке остается 1,69 кг трифторида калия.

Способ получения трифторида калия, заключающийся в насыщении фторидов калия фтористым водородом, отличающийся тем, что калийсодержащее сырье и фторирующий агент смешивают в стехиометрической пропорции и полученную смесь нагревают в интервале температур 75-240°С, при этом в качестве фторирующего агента используют фторид, или гидродифторид аммония, или их смесь.

Способ получения фторидов металлов // 2328448

Изобретение относится к нанотехнологии по разработке оптически прозрачной нанокерамики на основе простых и сложных фторидов. .

Способ очистки отработанного кислого расплава фторида калия // 2296710

Изобретение относится к способу очистки отработанного кислого расплава фторида калия от железа. .

Способ получения фторидов натрия // 2219124

Способ получения фторида натрия из кремнефтористых соединений // 2175639

Изобретение относится к технологии извлечения фтора в виде соли фторида натрия из кремнефтористых соединений, имеющихся в качестве побочных продуктов в производстве фосфорной и фтористоводородной кислот.

Способ извлечения фтора из фторидсодержащих соединений // 2155709

Изобретение относится к технологии получения неорганических фторидов из кремнийфторидсодержащих газов и может найти применение в производстве фтористоводородной кислоты, фосфорных удобрений или в алюминиевой промышленности на стадии утилизации отходящих газов, имеющих в своем составе HF, SiF4 либо их смесь, при водной абсорбции которых образуется раствор HF, H2SiF6 либо их смесь.

Способ получения литийсодержащих фтористых солей для электролитического производства алюминия // 2147557

Изобретение относится к производству фтористых солей, которые могут быть использованы в производстве алюминия электролизом расплавленных солей. .

Способ получения фторида лития // 2104932

Изобретение относится к области получения соединений лития, который может быть использован как компонент ядерного горючего в реакторах на расплавленных солях. .

Способ получения трифторида калия // 1799357

Способ извлечения фтора в виде фторида натрия из кремнийфторсодержащих растворов // 1775361

Способ получения соединения k3zrf7 // 2385840

Изобретение относится к неорганической химии редких металлов, в частности к неорганической химии циркония

Способ получения гидрофторида натрия // 2415810

Изобретение относится к методам синтеза фтористых солей, в частности к способам получения гидрофторида натрия, используемого для получения особо чистого фтороводорода

Способ получения фторида натрия // 2513200

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Фторид натрия может быть получен из побочного продукта производства экстракционной фосфорной кислоты - кремнефтористоводородной кислоты, содержащей диоксид кремния. Способ получения фторида натрия включает взаимодействие кремнефтористоводородной кислоты с гидроксидом натрия в водной среде при температуре 80-90°С, перемешивание с получением суспензии, отделение осадка фторида натрия и его промывку. Промывку проводят 6-10% раствором карбоната или гидроксида натрия при температуре 20-50°С. Количество гидроксида натрия, требуемое для разложения кремнефтористоводородной кислоты и перевода диоксида кремния в силикат натрия, рассчитывают по формуле mNaOH=2,22·mH2SiF6+1,33·mSiO2, где mH2SiF6 - масса кремнефтористоводородной кислоты в пересчете на 100% H2SiF6, mSiO2 - масса диоксида кремния в исходной кислоте. Изобретение позволяет улучшить фильтрационные свойства осадка фторида натрия, снизить потери фторида натрия на стадии промывки. 2 табл., 2 пр.

Способ получения фторида кальция // 2574256

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения фторида кальция включает взаимодействие соединения кальция и фторсодержащего соединения. Фторсодержащее соединение, а именно KF, получают из углеводородных и водных отходящих потоков после процесса получения бензинов фтористоводородным алкилированием путем их смешивания с гидроокисью калия. При этом раствор гидроокиси калия берут в стехиометрическом избытке и циркулируют через отходящие потоки. Мольное соотношение гидроокись калия:фтористоводородная кислота равно (250-400):1. Затем циркулируют полученный раствор через слой твердой гидроокиси кальция, взятой в стехиометрическом избытке. Мольное соотношение гидроокись кальция:фтористый калий равно (1,4-2):1. Осадок сушат и прокаливают. Одновременно с превращением фторида калия во фторид кальция происходит регенерация гидроокиси калия, которую возвращают в процесс на извлечение фтористого водорода. Изобретение позволяет получить чистый фторид кальция из фторуглеродсодержащих отходов процесса получения бензинов фтористоводородным алкилированием с полной очисткой указанных отходов от фтористоводородной кислоты. 1 ил., 2 табл.

Способ переработки отработанного бифторида калия // 2616715

Изобретение относится к неорганической химии. Способ переработки отработанного бифторида калия включает его измельчение, обработку серной кислотой концентрации 95-100% в мольном соотношении серная кислота: бифторид калия 1:1,02. Полученную массу нагревают до 130-150°С и выдерживают в течение 3-4 часов. Образующийся фторид водорода отгоняют. Возможно поглощение фторида водорода водой с получением плавиковой кислоты. Нейтрализацию оставшейся после отгонки фторида водорода массы осуществляют водным раствором гидроксида или карбоната калия до рН 7-7,5. Полученный сульфат калия сушат. Изобретение позволяет переработать отработанный бифторид калия, обладающий высокой кислотностью и токсичностью, на товарные продукты – фоторид водорода и/или плавиковую кислоту и чистый сульфат калия. 5 табл., 4 пр.

Способ переработки отработанного бифторида калия // 2617398

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Отработанный бифторид калия (ОБФК) измельчают, смешивают с водным гидроксидом калия, или карбонатом калия, или бикарбонатом калия, взятыми в стехиометрическом соотношении к содержанию бифторида калия в ОБФК. Полученную суспензию при перемешивании выдерживают при 80-90°С в течение 20-24 часов, фильтруют. Затем часть фильтрата направляют на упаривание при температуре 120-135°С и получают калий фтористый двуводный. Другую часть фильтрата направляют на стадию гидрофторирования, где через него пропускают фторид водорода до достижения рН 2. Полученный раствор перемешивают еще 2-3 часа, затем охлаждают до 10-0°С. Выпавшие кристаллы бифторида калия отфильтровывают и сушат при 130°С. Изобретение позволяет перерабатывать ОБФК в продукты, имеющие спрос в промышленности, получать кислый бифторид калия (БФК) и фторид калия двухводный (ДФК) с квалификацией не ниже чем «чистый» («Ч»). 11 пр.

Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства // 2627431

Изобретение может быть использовано в химической технологии. Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства включает обработку фторсодержащих растворов гидроокисью кальция с последующим разделением раствора и пульпы и выделением фторида кальция, который промывают водой. В качестве фторсодержащего раствора используют раствор, полученный путем выщелачивания твердых мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия - шламов газоочистки, пыли электрофильтров и отработанной угольной футеровки. Фторуглеродсодержащие отходы подают на обработку в соотношении Т:Ж=:(10-11) по отношению к 2-2,5% раствору гидроксида натрия. Обработку ведут при температуре выщелачиваемого раствора 65-85°С. Изобретение позволяет получить фторид кальция из твердых мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия с содержанием фтора в твердой фазе от 12 до 25%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Композиционная смесь для осаждения оксидов делящихся и осколочных нуклидов из расплава эвтектической смеси lif-naf-kf // 2637256

Изобретение относится к области переработки отработавшей топливной композиции жидкосолевого реактора. Композиционная смесь для осаждения оксидов делящихся и осколочных нуклидов из расплава эвтектической смеси LiF-NaF-KF без изменения состава эвтектической смеси, содержащая Li2O, NaF, KF при следующем соотношении компонентов, мол. %: Li2O - 30,3, NaF - 15,0, KF - 54,7. Изобретение обеспечивает эффективное осаждение делящихся и осколочных нуклидов из расплава эвтектической смеси фторидов FLiNaK без изменения состава эвтектики. 2 пр.

Способ утилизации отходов производства, содержащих фторсиликаты // 2641819

Изобретение относится к области химической технологии и предназначено для утилизации отходов производства, содержащих фторсиликаты: тетрафторид кремния, кремнефтористую кислоту, гексафторсиликат натрия. Фторсиликаты обрабатывают гидроксидом натрия и/или карбонатом натрия при температуре 80-100°С. Полученные фторид натрия и раствор силиката натрия разделяют фильтрацией. Фторид натрия либо выделяют, либо обрабатывают концентрированной серной кислотой при температуре 130-150°С и выделяют фторид водорода, который поглощают водой с образованием фтороводородной кислоты. Полученный после выделения фторида водорода остаток обрабатывают гидроксидом и/или карбонатом натрия с образованием сульфата натрия. Раствор силиката натрия подвергают обработке углекислым газом и выделяют диоксид кремния. Обеспечивается утилизация отходов производства, образующихся при производстве фосфорных удобрений и переработке алюминиевых руд, с получением из них чистых продуктов. 6 табл., 10 пр.