201497. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kálium-fluorid szuszpenzió előállítására vizes ammónium-fluorid-oldatokból
HU 201497 B A találmány tárgya eljárás kálium-fluorid szuszpenzió előállítására ammónium-fluoridot tartalmazó vizes oldatokból. Vizes ammónium-fluorid-oldatok melléktermékként keletkeznek olyan kémiai folyamatokban, amelyek során fluoratomot aminocsoportra cserélnek - így például 4-amino-3,5-diklór-2,6-difluor-piridin 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridinből való előállítása során - és számos más folyamatban. Vizes ammónium-fluorid-oldatokat használnak továbbá üvegek mattbevonatainak az előállítására, valamint fémek pácolására. Ezeknek az eljárásoknak a hulladékaként keletkező oldatok megsemmisítése nehéz, mert a fluoridiont veszélyes hulladéknak tekintik, másrészt végleges megsemmisítésük értékes nyersanyag elvesztésével jár. Ezek a környezeti és költségtényezők fontossá teszik olyan módszerek kidolgozását, amelyek segítségével ammónium-fluoridot tartalmazó vizes elegyekből mind az ammónia, mind a fluorid kinyerhető. Az ammóniát számos ammóniumsóoldatból általában úgy nyerik ki, hogy az oldatot meglúgosítják, és utána a felszabadult ammóniát desztilládóval eltávolítják. A fluoridionnak híg vizes oldatokból való eltávolítására eddig alkalmazott egyik módszer abban áll, hogy a fluoridot kálcium-fluorid alakjában lecsapják (4 374 810 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), vagy ioncserével összegyűjtik (2 562 440 számú francia szabadalmi leírás), vagy hidrogén-fluorid alakjában ledesztillálják (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3. kiadás, 10, 744). A fluoridiont tartalmazó keverékeket általában eldobják. Azokat az ammónium-fluorid-oldatokat, amelyeket úgy kapnak, hogy vizes ammóniát fluor-kovasawal hoznak kölcsönhatásba, felhasználják kálcium-fluorid előállítására mésszel való kicsapás útján. Az ammóniát a folyamatba a szokásos úton reciklizálják (4 374 810 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Egy másik eljárás szerint a vizes ammónium-fluorid-oldatokat dehidratálják, és az így kapott száraz kristályos terméket pirrolizálva jutnak ammónium-bifluoridhoz (3 338 673 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Egy másik eljárás szerint vizes ammónium-fluorid-oldatokból az ammóniát és a fluoridot úgy nyerik ki, hogy az oldatot bepárolják, majd magasabb hőmérsékleten kénsavval kezelik, s így desztillátumként hidrogénfluoridot és emellett ammónium-hidrogén-szulfátot kapnak, vagy ammóniás kezelés útján szilárd maradékként ammónium-szulfáthoz jutnak (Kirk- Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3. kiadás, 10,774). Ismert tény, hogy ez az eljárás a bepárlás és a szűrés következtében nagy költségekkel jár, és az ammónium-szulfát elhelyezéséhez kőzelfekvő piád lehetőséget igényel. A fenti ismert eljárásokkal a fluoridot vizes oldatokból káldum-fluorid, ammónium-bifluorid vagy hidrogén-fluorid formájában nyerik ki, amelyek nem túl értékes vagy nem túl kívánatos termékek. Mindezek alapján gazdaságossági jelentőséggel bír javított módszerek kidolgozása vizes ammóni-1 um-fluorid-oldatokban levő ammónia és fluoridion hasznos formában való kinyerésére. A jelen találmány tárgya olyan eljárás, amelynek segítségével vizes ammónium-fluorid-oldatokból mind az ammóniát, mind a fluoridiont értékes formában nyerhetjük ki. Azt találtuk, hogy vizes ammónium-fluorid-oldatokból az ammóniát és a fluoridot kinyerhetjük úgy, hogy az oldatokat kálium-hidroxiddal kezeljük, s így egyrészt ammóniát, másrészt kálium-fluoridot kapunk. A kálium-fluorid egyértelműen értékesebb termék, mint az ismert eljárásokkal visszanyert fluorid-termékek, mivel alkalmas különféle klórszubsztituált vegyületek fluor-szubsztituált vegyületekké való átalakítására. A találmány szerint vizes oldatokból a káliumfluoridot vízzel elegyedő, poláros, aprotikus oldószerrel alkotott szuszpenzió formájában nyeljük ki. A találmány szerint úgy járunk el, hogy (a) a vizes ammónium-fluorid-oldathoz káliumhidroxidot adunk, (b) az így kapott oldatból az ammóniát és a víz egy részét melegítéssel eltávolítjuk, (c) az így kapott, gyakorlatilag ammóniamentes, koncentrált, vizes kálium-fluorid-oldathoz - amelyben a kálium-fluorid koncentrációja 20-40 tömeg% - vízzel elegyedő, poláros aprótikus oldószert adunk, és (d) az így kapott vizes-oldószeres kálium-fluorid-elegyből a maradék vizet desztillálással eltávolítjuk. Az eljárás kritikus kémiai reakcióját a következő egyenlet fejezi ki:* NH4F + KOH — MH3 + KF + H2O Vizes közegekben az ammónia egyensúlyban van az ammónium-hidroxiddal, egyszerűség kedvéért azonban e leírásunkban úgy tárgyaljuk, mint vizes ammóniaoldatot. Ammónium-fluoridot tartalmazó vizes oldatokból az ammóniát és a fluoridot a találmány szerinti eljárás segítségével az oldat eredetére való tekintet nélkül kinyerhetjük. Az ammóniának az oldatban fennálló magas koncentrációja a folyamat nem befolyásolja kedvezőtlenül. Ilyen oldatok általában melléktermékekként fordulnak elő akkor, ha szerves fluorvegyületeket reagáltatnak ammóniával, továbbá üvegek mattbevonatának a készítésére, valamint fémek pácolása során. Alkalmas oldatot melléktermékként kapnak például akkor, ha 3,5-diklór-2,4,6-trifluor-piridint vizes ammóniával kezelve 4-amino-3,5-diklór-2,6-difluor-piridint állítanak elő. A kálium-hidroxidot alkalmazhatjuk szilárd alakban vagy vizes oldatban, és bármilyen alkalmas módon keverhető a folyamatba vitt vizes ammónium-fluorid-oldatokkal: hozzáadható például az ammónium-fluorid-oldathoz, vagy megfordítva az ammónium-fluorid-oldat adható a kálium-hidroxidhoz. Az összekeverést bármilyen hőmérsékleten vagy nyomáson végezhetjük, általában környezeti nyomáson és hőmérsékleten hajtjuk végre. Az összeke2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
