[发明专利]一种电解氟化钾一氟化氢制备氟气的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种化工产品，特别是一种采用电解氟化钾一氟化氢制备氟气的技术，适合于现场及时供应氟气。

背景技术

氟是自然界中分布最广的元素之一。地壳中氟的含量为0.06%~0.07%（质量比），在元素丰度表上列第十三位；火山爆发时的气体中一般也含有氟，最后渗入到土壤中；在天然的水中也含有氟离子，其量一般为6.3mg/L；而在河水中，却为0.05~0.5 mg/L；在海水中氟含量为1.4g/t，此值随海水深度的增加而增加，其含量最大者可达1300 g/t；在生物体中，氟含量约比地壳少200多倍，虽然如此，氟还是具有重要的意义，因为生物体中不能缺少氟，氟富集于动物的毛发、指甲、牙齿、羽毛中，其含量一般在0.1%~0.18%（以干燥状计），牙齿中氟含量为0.01%，在骨骼中也有微量氟存在，而在皮肤里其含量则更少；氟在植物体中也存在，特别是在叶片中[1]。

由于氟具有特别强的化学活性，所以自然界中没有游离态氟存在。在萤石中可能存在少量氟气，这是由于萤石中所含放射性物质作用的结果。通常，氟以化合物的形态存在于萤石、花岗岩、磷灰石、云母以及其他岩石中。

氟与所有金属、盐类、氧化物的反应都很强烈，生成相应的氟化物。有些金属与氟在室温下就能起反应，另一些金属只能在高温下才起反应。铀与铅在室温下能与氟作用，但作用比较慢。碱金属、碱土金属一旦碰着氟就会自然。在稍微加热情况下，Sn、W、Ti、Mo在氟中会燃烧。贵金属，如Pt等在加热到红热状态时也能引起燃烧。Ag在500℃时在氟中燃烧很快。

氟与铀、铬、钼、钨、钒等反应，分别生成易挥发的金属氟化物UF6、CrO2F2、MoF6、WF6、VF5等。这些可挥发物的生成，是氟化物挥发法分离净化被辐射过的核燃料中大量裂变产物的基础。氟气是清洗腔室最好的气体，氟气可以替代以前现有的气体。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种采用电解氟化钾一氟化氢制备氟气的方法，其特征在于：氟化钾：一氟化氢：氢氟酸的摩尔比为1:1-2：1：0.5，在70~110℃温度反应过程中，控制温度和电压及电流强度，电压为10 V，电流强度为4~6A，反应生成物主要是氟气及氢气；电解槽壁做阴极，阳极由粗镍丝螺旋线制成，在电解槽中加入KF·2HF和无水HF；然后将电解槽铜片盖住，并将槽内物料加热到70℃，用灯焰加热时从圆筒的上部开始，温度用放在铜质温度计套里的温度计测量；当电解槽中的物料由于生成易熔的KF·3HF而变为液体时，盖上筒体的盖子，并将温度升高到90℃；然后进行电解。

原有技术是直接电解氟化氢，采用本法会大大提高生产效率，本方法提供了一种能够快速投入生产的简易设备及工艺，能够按照需要批量生产，采用电解氟化钾一氟化氢制备氟气的技术。该技术不仅工艺合理，制备简单，而且为生产的氟气，并解决了小批量快速生产氟气的问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明公开了一种采用电解氟化钾一氟化氢制备氟气的技术，因利用这种化合物作为电解质制氟的方法是在80~110℃温度下实现的，电解槽壁做阴极。阳极由粗镍丝螺旋线制成，在电解槽中加入KF·2HF和无水HF。然后将电解槽铜片盖住，并将槽内物料加热到70℃。用灯焰加热时从圆筒的上部开始，温度用放在铜质温度计套里的温度计测量。当电解槽中的物料由于生成易熔的KF·3HF而变为液体时，盖上筒体的盖子，并将温度升高到90℃。然后进行电解，电压为10 V，电流强度为4~6A。电解时不用加热电解槽，因为此时放热足以使电解质保持液态。

加入的HF 消耗完以后，将电解槽冷却，取下盖子，加入新的无水HF，重新电解。电解槽的生产率以电流计产率为75％。工艺合理，制作简单，是氟气制备的最简便理想技术。该方法的特点是：反应需要在不锈钢器皿中进行。

本发明的有益效果是，方法、工艺技术合理，制备方便，是理想的一氧化氮产品生产工艺技术。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。其中的原料可以在市场买到。

实施例1