一种高纯氟化铵的制备方法

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种高纯氟化铵的制备方法。

背景技术

氟化铵应用广泛，可作为化工生产的中间体、纤维的媒染剂、酿酒中用到的消毒剂、防腐剂等。目前氟化铵的制备方法一般分为两种，一种是气相法，另一种是液相法。气相法对于氟化铵的生产所用到的设备要求较高，导致成本高，且工艺要求严格。液相法相对于气相法来说，设备简单，工艺简单。因此目前制备氟化铵使用较多的是液相法。

现有通过液相法的制备得到氟化铵纯度较低，氟化铵易中含有硫酸根离子和氟硅酸根离子杂质，难以满足市场要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯氟化铵的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种高纯氟化铵的制备方法，包括以下步骤：

向粗产品氟化铵母液中加入氢氧化钠溶液和回收液调节氟化铵母液的PH值，进行反应，所述氢氧化钠和氟硅酸根离子生成硅酸钠溶液，通入二氧化碳，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，过滤除去硅酸沉淀，得到溶液A；

在溶液A中，加入氢氧化钡溶液，所述氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，得到溶液B，将溶液B加热浓缩、冷却结晶、固液分离、干燥处理得到氟化铵结晶和回收液，然后将回收液回收再次利用。

作为本发明进一步的方案：通过加入氢氧化钠溶液和回收液使得氟化铵母液的PH值达到11.5-12.5。

作为本发明进一步的方案：在向粗产品氟化铵母液中加入氢氧化钠溶液和回收液调节氟化铵母液的PH值后进行反应26-28h。

作为本发明进一步的方案：使得所述溶液B在80-100℃下进行加热浓缩，加热浓缩20-25min。

作为本发明进一步的方案：使得冷却结晶中的冷却温度为25-35℃。

作为本发明进一步的方案：在进行冷却结晶过程中同时进行搅拌，使得搅拌转速为100-300r/min，冷却结晶。

作为本发明进一步的方案：使得所述干燥处理的温度为90-110℃，干燥处理的时间为6-8h。

综上所述，由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明提供了一种高纯氟化铵的制备方法，本发明制备得到的产品纯度高，且成本较低，有效地除去了硫酸根离子和氟硅酸根离子；本发明在强碱性的条件下，通过所述氢氧化钠和氟硅酸根离子反应除去所述氟硅酸根离子，生成硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，通过氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，即可除去硫酸根离子和氟硅酸根离子杂质，同时收集得到回收液可回收再次利用；节约了成本。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有通过液相法的制备得到氟化铵纯度较低，氟化铵易中含有硫酸根离子和氟硅酸根离子杂质，难以满足市场要求；本发明实施例，通过所述氢氧化钠和氢氧化钡可除去氟硅酸根离子和硫酸根杂质，且回收液可回收再次利用；节约了成本。

实施例1

一种高纯氟化铵的制备方法，包括以下步骤：

向60kg的粗产品氟化铵母液中加入80kg质量浓度为80％的氢氧化钠溶液和10kg的回收液调节氟化铵母液的PH值，使得氟化铵母液的PH值为12，所述粗产品氟化铵母液的质量浓度为30％，所述粗产品氟化铵母液中含有质量百分比为0.5％的氟硅酸根离子、质量百分比为0.1％的硫酸根,在30℃下，进行反应26h，所述氢氧化钠和氟硅酸根离子生成硅酸钠溶液，通入二氧化碳，反应8h，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，过滤除去硅酸沉淀，得到溶液A；

在溶液A中，加入2kg的质量浓度为80％的氢氧化钡溶液，所述氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，得到溶液B，将溶液B使得所述溶液B在80℃下进行加热浓缩，加热浓缩20min；使得冷却结晶中的冷却温度为25℃，在进行冷却结晶过程中同时进行搅拌，使得搅拌转速为100r/min，冷却结晶24h、固液分离、使得所述干燥处理的温度为90℃，干燥处理的时间为6h得到氟化铵结晶和回收液，然后将回收液回收再次利用。

实施例2

一种高纯氟化铵的制备方法，包括以下步骤：

向60kg的粗产品氟化铵母液中加入83kg质量浓度为75％的氢氧化钠溶液和13kg的回收液调节氟化铵母液的PH值，所述粗产品氟化铵母液的质量浓度为35％，所述粗产品氟化铵母液中含有质量百分比为0.53％的氟硅酸根离子、质量百分比为0.13％的硫酸根,在35℃下，进行反应27h，所述氢氧化钠和氟硅酸根离子生成硅酸钠溶液，通入二氧化碳，反应10h，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，过滤除去硅酸沉淀，得到溶液A；

在溶液A中，加入2.5kg的质量浓度为75％的氢氧化钡溶液，所述氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，得到溶液B，将溶液B使得所述溶液B在85℃下进行加热浓缩，加热浓缩23min；使得冷却结晶中的冷却温度为25℃，在进行冷却结晶过程中同时进行搅拌，使得搅拌转速为100r/min，冷却结晶24h、固液分离、使得所述干燥处理的温度为95℃，干燥处理的时间为6.5h得到氟化铵结晶和回收液，然后将回收液回收再次利用。

实施例3

一种高纯氟化铵的制备方法，包括以下步骤：

向60kg的粗产品氟化铵母液中加入85kg质量浓度为75％的氢氧化钠溶液和15kg的回收液调节氟化铵母液的PH值,所述粗产品氟化铵母液的质量浓度为40％，所述粗产品氟化铵母液中含有质量百分比为0.5％的氟硅酸根离子、质量百分比为0.15％的硫酸根,在35℃下，进行反应27h，所述氢氧化钠和氟硅酸根离子生成硅酸钠溶液，通入二氧化碳，反应12h，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，过滤除去硅酸沉淀，得到溶液A；

在溶液A中，加入3kg的质量浓度为80％的氢氧化钡溶液，所述氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，得到溶液B，将溶液B使得所述溶液B在90℃下进行加热浓缩，加热浓缩23min；使得冷却结晶中的冷却温度为25℃，在进行冷却结晶过程中同时进行搅拌，使得搅拌转速为100r/min，冷却结晶25h、固液分离、使得所述干燥处理的温度为100℃，干燥处理的时间为7h得到氟化铵结晶和回收液，然后将回收液回收再次利用。

实施例4

一种高纯氟化铵的制备方法，包括以下步骤：

向60kg的粗产品氟化铵母液中加入85kg质量浓度为80％的氢氧化钠溶液和18kg的回收液调节氟化铵母液的PH值，所述粗产品氟化铵母液的质量浓度为45％，所述粗产品氟化铵母液中含有质量百分比为0.6％的氟硅酸根离子、质量百分比为0.2％的硫酸根,在40℃下，进行反应28h，所述氢氧化钠和氟硅酸根离子生成硅酸钠溶液，通入二氧化碳，反应16h，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，过滤除去硅酸沉淀，得到溶液A；

在溶液A中，加入3.5kg的质量浓度为80％的氢氧化钡溶液，所述氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，得到溶液B，将溶液B使得所述溶液B在100℃下进行加热浓缩，加热浓缩25min；使得冷却结晶中的冷却温度为25℃，在进行冷却结晶过程中同时进行搅拌，使得搅拌转速为100r/min，冷却结晶26h、固液分离、使得所述干燥处理的温度为105℃，干燥处理的时间为7.5h得到氟化铵结晶和回收液，然后将回收液回收再次利用。

实施例5

一种高纯氟化铵的制备方法，包括以下步骤：

向60kg的粗产品氟化铵母液中加入90kg质量浓度为80％的氢氧化钠溶液和20kg的回收液调节氟化铵母液的PH值，所述粗产品氟化铵母液的质量浓度为50％，所述粗产品氟化铵母液中含有质量百分比为0.6％的氟硅酸根离子、质量百分比为0.2％的硫酸根,在40℃下，进行反应28h，所述氢氧化钠和氟硅酸根离子生成硅酸钠溶液，通入二氧化碳，反应16h，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，过滤除去硅酸沉淀，得到溶液A；

在溶液A中，加入4kg的质量浓度为80％的氢氧化钡溶液，所述氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，得到溶液B，将溶液B使得所述溶液B在100℃下进行加热浓缩，加热浓缩25min；使得冷却结晶中的冷却温度为25℃，在进行冷却结晶过程中同时进行搅拌，使得搅拌转速为100r/min，冷却结晶26h、固液分离、使得所述干燥处理的温度为110℃，干燥处理的时间为8h得到氟化铵结晶和回收液，然后将回收液回收再次利用。

实施例6

本实施例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的搅拌转速为130r/min，其余步骤相同。

实施例7

本实施例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的搅拌转速为170r/min，其余步骤相同。

实施例8

本实施例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的搅拌转速为200r/min，其余步骤相同。

实施例9

本实施例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的搅拌转速为230r/min，其余步骤相同。

实施例10

本实施例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的搅拌转速为250r/min，其余步骤相同。

实施例11

本实施例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的搅拌转速为100r/min，其余步骤相同。

实施例12

本实施例与实施例8的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的冷却温度为28℃。

实施例13

本实施例与实施例8的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的冷却温度为30℃。

实施例14

本实施例与实施例8的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的冷却温度为32℃。

实施例15

本实施例与实施例8的制备方法相同，其不同之处在于，本发明实施例中所述冷却结晶过程中的冷却温度为35℃。

对比例1

本对比例与实施例3的制备方法相同，其不同之处在于，本发明对比例中，在A溶液中加入了相同质量和相同质量浓度的氢氧化钙。

实施例1-5和对比例1所制备得到的产品的质量表如表1所示：

表1

通过表1可知本发明实施例中所制备得到的氟化铵纯度较高，且本发明实施例中的制备得到氟化铵中氟硅酸根离子和硫酸根离子去除的效果较好。

综上所述：本发明实施例提供了一种高纯氟化铵的制备方法，本发明在强碱性的条件下，通过所述氢氧化钠和氟硅酸根离子反应除去所述氟硅酸根离子，生成硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，通过氢氧化钡可与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，氢氧化钡可与碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，过滤除去沉淀，即可除去硫酸根离子和氟硅酸根离子杂质，同时收集得到回收液可回收再次利用；节约了成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。