一種防結塊氟化氫銨的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防結塊氟化氫銨的制備方法，所述方法為：將質量濃度20～40％的氫氟酸加入反應器并冷卻至30～40℃，緩慢通入氨氣，反應完全后，升溫至50～55℃反應2～5小時，再加入污泥脫水劑，繼續(xù)保溫攪拌反應1小時，反應結束后，冷卻結晶，離心，取沉淀干燥，獲得防結塊氟化氫銨；本發(fā)明使用污泥脫水劑作為防結塊試劑，該方法易操作，后處理方便，生產過程三廢少，產品純度高，灼燒殘渣少，產品放置時間長，脫水劑用量少，是經濟實用的綠色環(huán)保技術。
【專利說明】一種防結塊氟化氫銨的制備方法 (一）

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氟化氫銨的制備方法，尤其是涉及一種在污泥脫水劑體系中制備 防結塊氟化氫銨的方法。 (二）

【背景技術】
[0002] 氟化氫銨分子式NH4HF2，分子量為57.04,白色或無色透明斜方晶體，相對密度 1. 52(25°C )，熔點125. 6°C，沸點239. 5°C。在空氣中易潮解、易結塊，易溶于水，水溶液呈強 酸性，有氟化氫的酸味；微溶于醇。在熱水中分解，高溫下升華。氟化氫銨主要用作玻璃蝕 亥IJ劑、防腐劑、氧化鈹制金屬鈹?shù)娜軇?、化學試劑、鍋爐給水系統(tǒng)和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的清洗劑、 發(fā)酵工業(yè)消毒劑和硅素鋼板表面處理劑、制造陶瓷和鋁鎂合金的氧化劑、有機合成氟化劑、 電鍍液、提取稀有元素的溶劑、油田沙石的酸化處理劑等，硅素鋼板的表面處理劑和鋁型材 表面處理時的腐蝕劑和醫(yī)藥工業(yè)和電子工業(yè)的原料。
[0003] 根據(jù)原料的不同，氟化氫銨主要有三種生產技術：1)氟化氫-液氨法，根據(jù)生產 工藝的不同，氟化氫銨還分為液相法和氣相法；2)氟硅酸-液氨法，只有液相法；3)含氟廢 液-液氨法，只有液相法。不管采用哪幾種原料，液相法合成工藝的設備簡單、投資省、工藝 條件溫和、生產操作易于控制，但液相法生產的產品含水量較高、易結塊、不能長期儲存等 問題，既使是試劑產品，儲存也難。氣相法氟化氫銨由于工藝過程不接觸水，而且經過熔融， 產品含水量很低、純度高、穩(wěn)定性好，可以長期儲存。但氣相法對工藝和設備的要求很高，生 產過程的密封性、換熱、熔融溫度控制、尾氣處理等，都有嚴格要求，而且投資大，生產成本 高。如果不是特殊用途，氟化氫銨使用廠家一般不必采用氣相法產品。對于產品的防結塊 技術，我們參考了張文昭等人發(fā)表在《無機鹽工業(yè)》的綜述文章"NS型防結塊氟化氫銨的制 備"。根據(jù)不同的產品，不同的工藝條件選用不同的防結塊劑，選擇防結塊劑的原則是既要 考慮防結塊效果，又要考慮產品質量及生產成本等。防結塊劑的種類較多，但大量實驗表明 以表面活性劑效果為佳。目前在防結塊劑選擇上，報道有脂肪酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、脂肪 胺、季胺鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、可溶性硅烷、聚乙二醇、聚乙烯醇及液 體石蠟等十多種防結塊劑。
[0004] 污泥脫水劑也稱為絮凝劑，用于各種工業(yè)和生活污水的絮凝沉降，沉淀澄清處理， 污泥預濃縮，污泥脫水。如酒精廠廢水、啤酒廠廢水、味精廠廢水、制糖廠廢水、肉食品廠廢 水、飲料廠廢水、紡織印染廠的廢水等處理，市政污水處理廠污泥濃縮脫水。其效果是為得 到最大的泥餅干度，包括帶式過濾、真空過濾或壓濾、離心和氣浮過程在內的脫水操作。近 年來，我們一直致力于綠色化工工藝的研發(fā)，因此，在本發(fā)明將污泥脫水劑體系應用于氟化 氫銨防結塊的研究，該項技術是一項新技術未見報道。 (三）


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明目的是利用污泥脫水劑體系制備防結塊氟化氫銨，該方法所使用的反應體 系價廉易得，制造成本低，而且操作過程簡單、條件溫和，后處理方便，是一條新的制備工 藝，是一項創(chuàng)新性生產技術。
[0006] 本發(fā)明采用的技術方案是：
[0007] 本發(fā)明提供一種防結塊氟化氫銨的制備方法，所述方法為：將質量濃度20?40% 的氫氟酸加入反應器并冷卻至30?40°C (優(yōu)選用冰水冷卻），緩慢通入氨氣，采用剛果紅 試紙跟蹤檢測（試紙剛呈棕色為反應終點），反應完全后，升溫至50?55°C反應2?5小 時（優(yōu)選3小時），再加入污泥脫水劑，繼續(xù)保溫攪拌反應1小時，反應結束后，冷卻結晶，離 心，取沉淀干燥（優(yōu)選在50°C干燥），獲得防結塊氟化氫銨。
[0008] 所述質量濃度20?40%氫氟酸的用量以氫氟酸質量計，所述的污泥脫水劑的質 量添加量為氫氟酸質量的〇. 01 %?〇. 04%，優(yōu)選0. 02%，所述氫氟酸與氨氣的投料物質的 量之比為1:0. 45?0. 48。
[0009] 所述的污泥脫水劑為聚丙烯酰胺類水溶性高分子聚合物，優(yōu)選陰離子型聚丙烯酰 胺（亦稱三號凝聚劑或聚丙烯酰胺膠體，英文名稱為Polyacrylamide,簡稱PAM，分子量300 萬-2200 萬）。
[0010] 本發(fā)明所述的防結塊氟化氫銨，經檢測純度達到> 97.0%，灼燒殘渣達到 < 0. 1%，放置時間一年以上不結塊。
[0011] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：本發(fā)明使用污泥脫水劑作為防 結塊劑，方法易操作，后處理方便，生產過程三廢少，產品純度高，灼燒殘渣少，產品放置時 間長，污泥脫水劑用量少，成本低，是經濟實用的綠色環(huán)保技術。 (四）【具體實施方式】
[0012] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于 此：
[0013] 本發(fā)明實施例所用污泥脫水劑為陰離子型聚丙烯酰胺，分子量為300萬-2200萬。
[0014] 實施例1
[0015] 在塑料反應器內，加入質量濃度20%的氫氟酸1000克（氫氟酸200克，10摩爾）， 并用冰水冷卻至30°C，開始緩慢地向反應器中通入氨氣77克（4. 5摩爾），用剛果紅試紙跟 蹤檢測至試紙剛呈棕色為反應終點，然后升溫至50°C反應5小時，再加入污泥脫水劑0. 04 克，繼續(xù)攪拌反應1小時，反應結束后，冷卻結晶，離心，取沉淀在50°C干燥，獲得防結塊氟 化氫銨256克，收率99%，純度彡97. 0%，灼燒殘渣<0.1%。室溫（25°C)放置15個月不 結塊。
[0016] 實施例2
[0017] 在塑料反應器內，加入質量濃度30%的氫氟酸670克（氫氟酸200克，10摩爾）， 并用冰水冷卻至35°C，開始緩慢地向反應器中通入氨氣78克（4. 6摩爾），用剛果紅試紙跟 蹤檢測至試紙剛呈棕色為反應終點，然后升溫至55°C反應3小時，再加入污泥脫水劑0. 06 克，繼續(xù)攪拌反應1小時，反應結束后，冷卻結晶，離心，取沉淀在50°C干燥，獲得防結塊氟 化氫銨257克，收率99. 8%，純度彡97. 0%，灼燒殘渣<0. 1%。室溫（25°C )放置15個月 不結塊。
[0018] 實施例3
[0019] 在塑料反應器內，加入質量濃度40%的氫氟酸500克（氫氟酸200克，10摩爾）， 并用冰水冷卻至35°C，開始緩慢地向反應器中通入氨氣82克（4. 8摩爾），用剛果紅試紙跟 蹤檢測至試紙剛呈棕色為反應終點，然后升溫至55°C反應3小時，再加入污泥脫水劑0. 08 克，繼續(xù)攪拌反應1小時，反應結束后，冷卻結晶，離心，取沉淀在50°C干燥，獲得防結塊氟 化氫銨257克，收率99. 8%，純度彡97. 0%，灼燒殘渣<0.1%。室溫（25°C)放置15個月 不結塊。
[0020] 實施例4
[0021] 在塑料反應器內，加入質量濃度40%的氫氟酸500克（氫氟酸200克，10摩爾）， 并用冰水冷卻至35°C，開始緩慢地向反應器中通入氨氣80克（4. 7摩爾），用剛果紅試紙跟 蹤檢測至試紙剛呈棕色為反應終點，然后升溫至55°C反應2小時，再加入污泥脫水劑0. 02 克，繼續(xù)攪拌反應1小時，反應結束后，冷卻結晶，離心，取沉淀在50°C干燥，獲得防結塊氟 化氫銨257克，收率99. 8%，純度彡97. 0%，灼燒殘渣<0.1%。室溫（25°C)放置15個月 不結塊。
[0022] 實施例5
[0023] 在塑料反應器內，加入質量濃度40 %的氫氟酸500克（氫氟酸200克，10摩爾）， 并用冰水冷卻至35°C，開始緩慢地向反應器中通入氨氣78克（4. 6摩爾），用剛果紅試紙跟 蹤檢測至試紙剛呈棕色為反應終點，然后升溫至55°C反應4小時，再加入污泥脫水劑0. 04 克，繼續(xù)攪拌反應1小時，反應結束后，冷卻結晶，離心，取沉淀在50°C干燥，獲得防結塊氟 化氫銨257克，收率99. 8%，純度彡97. 0%，灼燒殘渣<0. 1%。室溫（25°C )放置15個月 不結塊。
【權利要求】
1. 一種防結塊氟化氫銨的制備方法，其特征在于所述方法為：將質量濃度20?40%的 氫氟酸加入反應器并冷卻至30?40°C，緩慢通入氨氣，反應完全后，升溫至50?55°C反應 2?5小時，再加入污泥脫水劑，繼續(xù)保溫攪拌反應1小時，反應結束后，將反應液冷卻結晶， 離心，取沉淀干燥，獲得防結塊氟化氫銨；所述質量濃度20?40%氫氟酸的用量以氫氟酸 質量計，所述污泥脫水劑的質量添加量為氫氟酸質量的〇. 01 %?〇. 04%，所述氫氟酸與氨 氣的投料物質的量之比為1:0. 45?0. 48。
2. 如權利要求1所述防結塊氟化氫銨的制備方法，其特征在于所述污泥脫水劑的質量 添加量為氫氟酸質量的〇. 02%。
3. 如權利要求1所述防結塊氟化氫銨的制備方法，其特征在于所述污泥脫水劑為聚丙 烯酰胺，分子量為300萬-2200萬。
4. 如權利要求1所述防結塊氟化氫銨的制備方法，其特征在于所述采用剛果紅試紙跟 蹤檢測，反應完全后，升溫至50?55°C反應3小時。
【文檔編號】C01C1/16GK104140113SQ201410335784
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權日:2014年7月15日
【發(fā)明者】裴文, 孫莉, 王海濱, 楊振平 申請人:浙江工業(yè)大學