专利名称：氟化钠的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种制备氟化钠的方法，属于化工合成技术领域。
背景技术：
氟化钠是一种重要的氟化盐，是制造其它氟化物的原料。氟化钠具有广泛的用 途可用作农业杀虫剂、杀菌剂、木材防腐剂、饮用水处理剂及陶瓷玻璃与搪瓷的助熔剂和 遮光剂；还可用于钢或其它金属的清洗；还可用于制造陶瓷颜料、沸腾钢；还可用于制革工 业的生皮和表皮处理；此外氟化钠还可应用于搪瓷医药工业及造纸生产和建筑材料等方 面。CN101717097A公开了一种氟化钠的制备方法，其采用氟硅酸钠与纯碱在水相中反应，生 成的二氧化硅与氟化钠在水相中形成混合物料，从而进行氟化钠与二氧化硅分离得到氟化 钠，但是该氟化钠与二氧化硅的分离较为复杂，成本较高，并不能从源头解决氟化钠与二氧 化硅形成混合物料难分离的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种制备氟化钠的方法，避免二氧化硅与氟化钠混合物料分 离困难的问题，降低氟化钠的生产成本。为了实现以上目的，本发明所采用的一种技术方案是一种氟化钠的制备方法，以 氟硅酸钠为原料，包括以下步骤
1)将氟硅酸钠与氯化钾在溶液中进行置换反应，得到氟硅酸钾沉淀和氯化钠溶液，过
滤；
2)将步骤1)过滤得到的滤饼与碳酸钾发生碱解反应，得到氟化钾和二氧化硅沉淀，过 滤，沉淀烘干得到白炭黑；
3)将步骤2)得到的氟化钾溶液均分为三份，分别进行如下反应
A 将步骤1)中过滤得到的氯化钠溶液中加入一份氟化钾溶液，反应得到氟化钠沉淀 和含有氯化钾的溶液，过滤得到氟化钠；
B 将两份的氟化钾溶液加入等反应量的碳酸钠，反应得到氟化钠沉淀和碳酸钾溶液， 过滤得到氟化钠。步骤1)中氟硅酸钠的初始质量浓度为7. 4-13. 0%。步骤1)所述置换反应的温度为60_85°C。步骤3) A中在反应前向氯化钠溶液中加入碳酸钠至钠含量为8-15%。将步骤3) A中过滤得到的含有氯化钾的溶液浓缩后返回步骤1)使用。将步骤3) B中过滤得到的碳酸钾溶液结晶得到碳酸钾返回步骤2)使用。步骤2)所述碱解反应的pH为8-11。本发明所采用的另一种技术方案是一种氟化钠的制备方法，以氟硅酸为原料，包 括以下步骤
1)将氟硅酸与碳酸钾溶液反应，得到氟硅酸钾沉淀；2)将步骤1)得到氟硅酸钾与碳酸钾溶液发生碱解反应，得到氟化钾与二氧化硅沉淀， 过滤，沉淀烘干得到白炭黑；
3)将步骤2)过滤得到的氟化钾溶液与碳酸钠反应，得到碳酸钾溶液与氟化钠沉淀，过 滤，沉淀烘干即得到氟化钠。步骤3)过滤得到的碳酸钾溶液返回步骤1)2)使用。步骤2)所述碱解反应的pH为8-11。本发明的制备氟化钠的方法，采用氟硅酸钠或氟硅酸为原料，以氯化钾或碳酸钾 为中间反应媒介，使氟化钠与二氧化硅的生成分别处于不同的反应中，从源头上解决了氟 化钠与二氧化硅难分离的问题，从而降低了氟化钠的生产成本。本发明的氟化钠制备方法 中涉及的反应式如下
2KC1 -t- Na2SiF6—K2SiF6J, + 2NaClK2SiF6+ 2K2C03—6KF Η-SiO2 I +2C0,2NaCl+ 2KF —2KC1 +2NaF I4KF +2Na2C03 _-4NaF J,+ 2K2C03H9SiFfi+ K9CO,-—K9SiFfi ’l· + CO9 +H9O
另外，本发明的氟化钠的制备方法中，氯化钾和碳酸钾可以重复利用，进一步的降低了 氟化钠生产的成本。
具体实施例方式实施例1
本实施例的氟化钠制备方法如下
1)在5m3反应釜中加入3m3水，加入240公斤的的氟硅酸钠搅拌至悬浮，然后加入190 公斤氯化钾，搅拌加热并保持温度约60°C，发生置换反应，得到氯化钠溶液与氟硅酸钾沉 淀，过滤分离得到约280公斤的氟硅酸钾和氯化钠溶液；
2)将过滤得到的氟硅酸钾与浓度为圹16%碳酸钾溶液(含有碳酸钾352公斤)反应，调 整PH值为8进行碱解反应，生成氟化钾溶液与二氧化硅沉淀，过滤得到氟化钾溶液，沉淀洗 涤烘干后即得白炭黑约约76公斤；
3)将得到的氟化钾溶液均分为三份，分别进行如下反应
A 将步骤1)中过滤得到的氯化钠溶液中加入碳酸钠至钠含量为8%，再与一份氟化钾 溶液反应，在同离子效应和过饱和度共同作用下形成氟化钠沉淀，同时得到含有氯化钾的 溶液，过滤得到氟化钠约107公斤，将含有氯化钾的溶液浓缩后作为氯化钾原料返回步骤 1)使用，经试验证明氯化钾基本没有损失；
B 将两份的氟化钾溶液加入等反应量的碳酸钠，反应得到氟化钠沉淀和碳酸钾溶液， 过滤得到氟化钠约214公斤，得到的碳酸钾溶液(含有碳酸钾352公斤)浓缩后作为碳酸钾 原料返回步骤2)使用，经试验证明碳酸钾在氟化钠分离时有极少量的损失，其损失量不大 于1%。实施例2
本实施例的氟化钠制备方法如下
1)在5m3反应釜中加入3m3水，加入450公斤的的氟硅酸钠搅拌至悬浮，然后加入356公斤，搅拌加热并保持温度约85°C，发生置换反应，得到氯化钠溶液与氟硅酸钾沉淀，过滤 分离得到526公斤的氟硅酸钾和氯化钠溶液；
2)将过滤得到的氟硅酸钾与浓度为圹10%碳酸钾溶液(含有碳酸钾660公斤)反应，调 整PH值为11进行碱解反应，生成氟化钾溶液与二氧化硅沉淀，过滤得到氟化钾溶液，沉淀 洗涤烘干后即得白炭黑约约143公斤；
3)将得到的氟化钾溶液均分为三份，分别进行如下反应
A 将步骤1)中过滤得到的氯化钠溶液中加入碳酸钠至钠含量为8%，再与一份氟化钾 溶液反应，在同离子效应和过饱和度共同作用下形成氟化钠沉淀，同时得到含有氯化钾的 溶液，过滤得到氟化钠约200公斤，将含有氯化钾的溶液浓缩后作为氯化钾原料返回步骤 1)使用，经试验证明氯化钾基本没有损失；
B 将两份的氟化钾溶液加入等反应量的碳酸钠，反应得到氟化钠沉淀和碳酸钾溶液， 过滤得到氟化钠约400公斤，得到的碳酸钾溶液(含有碳酸钾660公斤)浓缩后作为碳酸钾 原料返回步骤2)使用，经试验证明碳酸钾在氟化钠分离时有极少量的损失，其损失量不大 于1%。实施例3
本实施例的氟化钠制备方法如下
1)在5m3反应釜中加入240公斤的的氟硅酸(折百)，再加入碳酸钾溶液保持温度约 60°C进行中和反应；
2)调节pH为9，继续加入碳酸钾溶液发生碱解反应，得到氟化钾与二氧化硅沉淀，过滤 得到氟化钾溶液，沉淀烘干得到白炭黑100公斤；
步骤1)和2)中加入碳酸钾总量为氟硅酸摩尔量的三倍(共690公斤)，
3)向步骤2)得到的氟化钾溶液中加入530公斤碳酸钠，得到碳酸钾溶液与氟化钠沉 淀，过滤得到碳酸钾溶液(含有碳酸钾690公斤)，沉淀烘干即得到氟化钠约420公斤。在具体生产过程中，最终得到的碳酸钾溶液返回步骤1)2)使用。实施例4
本实施例的氟化钠制备方法如下
1)在5m3反应釜中加入450公斤的的氟硅酸，再加入碳酸钾溶液保持温度约85°C进行 中和反应；
2)调节pH为10，继续加入碳酸钾溶液发生碱解反应，得到氟化钾与二氧化硅沉淀，过 滤得到氟化钾溶液，沉淀烘干得到白炭黑187公斤；
步骤1)和2)中加入碳酸钾总量为氟硅酸摩尔量的三倍(共1293公斤)，
3)向步骤2)得到的氟化钾溶液中加入994公斤碳酸钠，得到碳酸钾溶液与氟化钠沉 淀，过滤得到碳酸钾溶液(含有碳酸钾1293公斤)，沉淀烘干即得到氟化钠约787公斤。在具体生产过程中，最终得到的碳酸钾溶液返回步骤1)2)使用。本发明的实施例仅用以说明而非限定本发明的技术方案，其中反应温度、pH值以 及反应中各化合物的浓度等控制参数，本领域技术人员完全可以根据化工手册上关于各种 化合物溶解性的记载，调整或优化这些控制参数，这应当是本领域技术人员采用的等同技 术手段，凡是采用了以氟硅酸钠或氟硅酸为原料，以氯化钾或碳酸钾为中间反应媒介的技 术方案，均应当落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种氟化钠的制备方法，其特征在于以氟硅酸钠为原料，包括以下步骤1)将氟硅酸钠与氯化钾在溶液中进行置换反应，得到氟硅酸钾沉淀和氯化钠溶液，过滤；2)将步骤1)过滤得到的滤饼与碳酸钾发生碱解反应，得到氟化钾和二氧化硅沉淀，过 滤，沉淀烘干得到白炭黑；3)将步骤2)得到的氟化钾溶液均分为三份，分别进行如下反应A 将步骤1)中过滤得到的氯化钠溶液中加入一份氟化钾溶液，反应得到氟化钠沉淀 和含有氯化钾的溶液，过滤得到氟化钠；B 将两份的氟化钾溶液加入等反应量的碳酸钠，反应得到氟化钠沉淀和碳酸钾溶液， 过滤得到氟化钠。
2.根据权利要求1所述的氟化钠的制备方法，其特征在于 质量浓度为7. 4-13. 0%。
3.根据权利要求1所述的氟化钠的制备方法，其特征在于 度为 60-85"C。
4.根据权利要求1所述的氟化钠的制备方法，其特征在于 化钠溶液中加入碳酸钠至钠含量为8-15%。
5.根据权利要求1所述的氟化钠的制备方法，其特征在于 含有氯化钾的溶液浓缩后返回步骤1)使用。
6.根据权利要求1所述的氟化钠的制备方法，其特征在于 碳酸钾溶液结晶得到碳酸钾返回步骤2)使用。
7.根据权利要求1所述的氟化钠的制备方法，其特征在于 为 8-11。
8.一种氟化钠的制备方法，其特征在于以氟硅酸为原料，包括以下步骤1)将氟硅酸与碳酸钾溶液反应，得到氟硅酸钾沉淀；2)将步骤1)得到氟硅酸钾与碳酸钾溶液发生碱解反应，得到氟化钾与二氧化硅沉淀， 过滤，沉淀烘干得到白炭黑；3)将步骤2)过滤得到的氟化钾溶液与碳酸钠反应，得到碳酸钾溶液与氟化钠沉淀，过 滤，沉淀烘干即得到氟化钠。
9.根据权利要求8所述的氟化钠的制备方法，其特征在于步骤3)过滤得到的碳酸钾 溶液返回步骤1)2)使用。
10.根据权利要求8所述的氟化钠的制备方法，其特征在于步骤2)所述碱解反应的 pH 为 8-11。步骤1)中氟硅酸钠的初始 步骤1)所述置换反应的温 步骤3) A中在反应前向氯 将步骤3) A中过滤得到的 将步骤3) B中过滤得到的 步骤2)所述碱解反应的pH
全文摘要
本发明公开了一种氟化钠的制备方法，以氟硅酸钠或氟硅酸为原料，以氯化钾或碳酸钾为中间反应媒介，与碳酸钠反应制备氟化钠，同时回收氯化钾或碳酸钾。本发明的制备氟化钠的方法，使氟化钠与二氧化硅的生成分别处于不同的反应中，从源头上解决了氟化钠与二氧化硅难分离的问题，从而降低了氟化钠的生产成本。
文档编号C01D3/02GK102001685SQ201010535010
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者侯智民, 刘海霞, 李云峰, 杨水艳, 罗成果, 陈以春, 高月 申请人:多氟多化工股份有限公司