專(zhuān)利名稱(chēng)：氟化鉀的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氟化鉀的制備方法。
背景技術(shù)：
氟化鉀是一種最常用的氟化劑之一，它是使用最普遍的金屬氟化鹽?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有氟化鉀，就沒(méi)有蓬勃發(fā)展的中國(guó)氟化工工業(yè)。
但目前國(guó)內(nèi)氟化廠家，對(duì)于使用過(guò)的氟化鉀，普遍做法是KCl-KF的混合鹽，溶于水后排入污水處理系統(tǒng)。但含氟廢水的排放是困難的，因?yàn)榉x子被認(rèn)為是一種非常危險(xiǎn)的廢物。這對(duì)于有限的氟資源來(lái)說(shuō)是一種浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境來(lái)說(shuō)是一種污染。
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)氟化鉀所使用的工藝是或 即使用氫氧化鉀或碳酸鉀的水溶液為原料，與氟化氫反應(yīng)制備氟化鉀水溶液，經(jīng)噴霧干燥制得高活性氟化鉀，或者經(jīng)濃縮結(jié)晶、抽濾、烘干制得氟化鉀晶粒。但是，KOH和K2CO3均由KCl電解反應(yīng)生產(chǎn)，能耗非常高，因此，造成氟化鉀的價(jià)格很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種生產(chǎn)成本低、且可充分利用現(xiàn)有廢棄氟資源的氟化鉀的制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該種氟化鉀的制備方法，其特征在于它以氯化鉀或氯化鉀與氟化鉀的混合物為原料，包括a、使原料與氟化氫絡(luò)合，形成氟化鉀與氟化氫的絡(luò)合鹽，同時(shí)脫除絡(luò)合過(guò)程釋放出來(lái)的氯化氫；b、加熱，使上述絡(luò)合鹽完全或部分分解，脫除分解出來(lái)的氟化氫和體系中可能殘留的氯化氫，從而得到氟化鉀。
該種氟化鉀的制備方法還包括原料與氟化氫絡(luò)合前，先經(jīng)焚燒干燥處理，以除去原料中水分及可能含有的有機(jī)廢物。
該種氟化鉀的制備方法還包括將經(jīng)加熱分解處理得到的氟化鉀制成水溶液，并調(diào)節(jié)其pH值為6～8，再經(jīng)濃縮結(jié)晶或噴霧干燥得高活性氟化鉀成品。因?yàn)榻?jīng)加熱分解得到的氟化鉀可能因分解溫度偏低或分解時(shí)間不夠而仍絡(luò)合有少量氟化氫，因而經(jīng)熱分解后得到的氟化鉀溶于水后所制得的水溶液其pH可能在1～12之間，其雖已可作為產(chǎn)品出售，但往往在反應(yīng)活性上略有不足，且市場(chǎng)價(jià)格偏低，故需調(diào)整其pH到合適范圍，并經(jīng)合理工藝制得高活性氟化鉀。
該種氟化鉀的制備方法還包括氟化氫的冷卻回收及再利用過(guò)程。
所述的原料為采用氟化鉀為氟化劑的氟化反應(yīng)所得的副產(chǎn)物。
所述的氯化鉀與氟化鉀的混合物中氟化鉀的重量百分含量最高為50％。
所述的絡(luò)合過(guò)程的壓力條件為常壓，溫度條件為-40℃至氟化氫的沸點(diǎn)之間，但為節(jié)能起見(jiàn)，所述的絡(luò)合過(guò)程的溫度條件最好為-5～19.5℃。
所述的氯化鉀或氯化鉀與氟化鉀的混合物與氟化氫的重量投料比為0.1～0.5∶1。
調(diào)節(jié)pH值所用的是氫氧化鉀水溶液、碳酸鉀水溶液或氟化氫，具體使用需根據(jù)氟化鉀制成的水溶液的酸堿性而定。若經(jīng)加熱分解處理的固體物制成的水溶液為酸性，則用氫氧化鉀水溶液或碳酸鉀水溶液調(diào)節(jié)pH值；若經(jīng)加熱分解處理的固體物制成的水溶液為堿性，則用氟化氫調(diào)節(jié)pH值。
所述的加熱分解過(guò)程采取緩慢升溫方式，且控制最終溫度為200～300℃。
其工藝過(guò)程可如下表示
式中m遠(yuǎn)小于n。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、因直接使用KCl或KCl與KF的混合物為原料，不需電解過(guò)程，因而大幅降低了生產(chǎn)成本；2、可對(duì)現(xiàn)有氟化反應(yīng)的廢棄氟資源加以再利用，既充分利用了現(xiàn)有氟資源，又減少了廢物排放，有利于環(huán)境保護(hù)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例一本實(shí)施例為間歇式工藝。將1000g HF投至0℃左右的四氟反應(yīng)釜內(nèi)，控制在0℃下，加入經(jīng)焚燒干燥處理的氟化反應(yīng)的副產(chǎn)——KCl-KF的混合鹽，其中氟化鉀的重量百分含量約為10％，投入速度以不沖料為準(zhǔn)，投入量為300克，投料時(shí)間約需3小時(shí)，投料完畢后，在0℃反應(yīng)1小時(shí)左右至體系內(nèi)白煙減少為止；投料及反應(yīng)的同時(shí)，在0℃左右冷卻收集并分離產(chǎn)生的氯化氫及揮發(fā)出來(lái)的氟化氫，氯化氫經(jīng)水吸收后作為副產(chǎn)，而氟化氫則回收再利用；然后，緩慢升溫至200℃以上300℃以下進(jìn)行熱分解，至無(wú)煙出來(lái)為止，同時(shí)如前法回收氟化氫。熱分解完成后，將熱分解固體產(chǎn)物趁熱倒至降溫下約350ml水中，充分溶解后，視溶液的酸堿性(溶液的pH值一般為1～12)，用30％的氫氧化鉀、30％碳酸鉀水溶液或氟化氫調(diào)至pH值為6～8，投至噴霧塔干燥，得約250克高活性KF成品。
實(shí)施例二本實(shí)施例為連續(xù)化生產(chǎn)工藝。將液態(tài)氟化氫與經(jīng)焚燒干燥處理的KCl-KF混合鹽以1∶0.3的重量比例連續(xù)投到混合反應(yīng)釜中，混合鹽中氟化鉀的重量百分含量約為35％，此過(guò)程中不斷收集蒸發(fā)出的氯化氫及氟化氫，冷卻回至儲(chǔ)缸內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)溶有KF的氟化氫溶液連續(xù)導(dǎo)出至分解反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行連續(xù)分解反應(yīng)，在溫度達(dá)250～300℃下將物料投至計(jì)量的水中，如實(shí)施例一中經(jīng)降溫，溶解，調(diào)pH值至6～8后，即可送至噴霧干燥塔，從而得到高活性氟化鉀成品，或者送至濃縮工段內(nèi)，經(jīng)濃縮結(jié)晶、抽濾、烘干而得到顆粒狀氟化鉀成品。
實(shí)施例三將1000g HF投至0℃左右的四氟反應(yīng)釜內(nèi)，控制在0℃下，加入干燥的KCl，投入速度以不沖料為準(zhǔn)，投入量為450克，投料時(shí)間約需4小時(shí)，投料完畢后，在0℃反應(yīng)1小時(shí)左右至體系內(nèi)白煙減少為止；投料及反應(yīng)的同時(shí)，冷卻收集并分離產(chǎn)生的氯化氫及揮發(fā)出來(lái)的氟化氫，氯化氫經(jīng)水吸收后作為副產(chǎn)，而氟化氫則回收再利用；然后，緩慢升溫至200℃以上300℃以下進(jìn)行熱分解，至無(wú)煙出來(lái)為止，同時(shí)如前法回收氟化氫。熱分解完成后，將熱分解固體產(chǎn)物趁熱倒至降溫下約350ml水中，充分溶解后，視溶液的酸堿性(溶液的pH值一般為1～12)，用30％的氫氧化鉀、30％碳酸鉀水溶液或氟化氫調(diào)至pH值為6～8，投至噴霧塔干燥，即得高活性KF成品。
實(shí)施例四將1000gHF投至0℃左右的四氟反應(yīng)釜內(nèi)，控制在0℃下，加入經(jīng)焚燒干燥處理的氟化反應(yīng)的副產(chǎn)——KCl-KF的混合鹽，其中氟化鉀的重量百分含量約為5％，投入速度以不沖料為準(zhǔn)，投入量為150克，投料時(shí)間約需2.5小時(shí)，投料完畢后，在0℃反應(yīng)1小時(shí)左右至體系內(nèi)白煙減少為止；投料及反應(yīng)的同時(shí)，冷卻收集并分離產(chǎn)生的氯化氫及揮發(fā)出來(lái)的氟化氫，氯化氫經(jīng)水吸收后作為副產(chǎn)，而氟化氫則回收再利用；然后，緩慢升溫至200℃以上300℃以下進(jìn)行熱分解，至無(wú)煙出來(lái)為止，同時(shí)如前法回收氟化氫。熱分解完成后，將熱分解固體產(chǎn)物趁熱倒至降溫下約180ml水中，充分溶解后，視溶液的酸堿性(溶液的pH值一般為1～12)，用30％的氫氧化鉀、30％碳酸鉀水溶液或氟化氫調(diào)至pH值為6～8，投至噴霧塔干燥，即得高活性KF成品。
權(quán)利要求
1.一種氟化鉀的制備方法，其特征在于它以氯化鉀或氯化鉀與氟化鉀的混合物為原料，包括a、使原料與氟化氫絡(luò)合，形成氟化鉀與氟化氫的絡(luò)合鹽，同時(shí)脫除絡(luò)合過(guò)程釋放出來(lái)的氯化氫；b、加熱，使上述絡(luò)合鹽完全或部分分解，脫除分解出來(lái)的氟化氫和體系中可能殘留的氯化氫，從而得到氟化鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于還包括原料與氟化氫絡(luò)合前，先經(jīng)焚燒干燥處理，以除去原料中水分及可能含有的有機(jī)廢物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于還包括將經(jīng)加熱分解處理得到的氟化鉀制成水溶液，并調(diào)節(jié)其pH值為6～8，再經(jīng)濃縮結(jié)晶或噴霧干燥得高活性氟化鉀成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于還包括氟化氫的冷卻回收及再利用過(guò)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于所述的原料為采用氟化鉀為氟化劑的氟化反應(yīng)所得的副產(chǎn)物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于所述的氯化鉀與氟化鉀的混合物中氟化鉀的重量百分含量最高為50％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于所述的絡(luò)合過(guò)程的壓力條件為常壓，溫度條件為-40℃至氟化氫的沸點(diǎn)之間，最好為-5～19.5℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于所述的氯化鉀或氯化鉀與氟化鉀的混合物與氟化氫的重量投料比為0.1～0.5∶1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于調(diào)節(jié)pH值所用的是氫氧化鉀水溶液、碳酸鉀水溶液或氟化氫，具體使用需根據(jù)氟化鉀制成的水溶液的酸堿性而定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的氟化鉀的制備方法，其特征在于所述的加熱分解過(guò)程采取緩慢升溫方式，且控制最終溫度為200～300℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氟化鉀的制備方法。它以氯化鉀或氯化鉀與氟化鉀的混合物為原料，包括a.使原料與氟化氫絡(luò)合，形成氟化鉀與氟化氫的絡(luò)合鹽，同時(shí)脫除絡(luò)合過(guò)程釋放出來(lái)的氯化氫；b.加熱，使上述絡(luò)合鹽完全或部分分解，脫除分解出來(lái)的氟化氫和體系中可能殘留的氯化氫，從而得到氟化鉀。還包括將經(jīng)加熱分解處理得到的固體物制成水溶液，并調(diào)節(jié)其pH值為6～8，再經(jīng)濃縮結(jié)晶或噴霧干燥得高活性氟化鉀成品。具有生產(chǎn)成本低、且可充分利用現(xiàn)有廢棄氟資源的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01D3/02GK1522960SQ0315090
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者解衛(wèi)峰 申請(qǐng)人:解衛(wèi)峰