201497. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kálium-fluorid szuszpenzió előállítására vizes ammónium-fluorid-oldatokból
HU 201497 B verést végezhetjük adagolással (fokozatosan) vagy egyszerre, keveréssel vagy anélkül. Előnyös az ammónium-fluorid-oldat és a kálium-hidroxid egyesítését adagolással, keverés közben végezni. Előnyös továbbá az összekeverést olyan edényben végrehajtani, amelynek nyílásai jól zárnak, hogy a felszabadult ammónia kiszivárgását meggátolják. Az eljárás eredményeként kapott kálium-fluorid tisztasága részben a kálium-hidroxid alkalmazott mennyiségétől függ. Ha a kálium-hidroxidot a fluoridionhoz képest az ekvimolárisnál nagyobb mennyiségben alkalmazzuk, akkor az így kapott kálium-fluorid kálium-hidroxidot tartalmaz; ha a kálium-hidroxidot az ekvimolárisnál kisebb mennyiségben adjuk, akkor olyan kálium-fluoridot kapunk, amely kálium-bifluoridot tartalmaz. Általában tehát előnyös a vizes ammónium-fluorid-oldatban levő fluoridionnal lényegében ekvimoláris mennyiségű kálium-hidroxid alkalmazása, hasznos termékeket kapunk azonban más mennyiségek használatával is, sőt egyes esetekben az ekvimolárishoz képest feleslegben alkalmazott vagy az ekvimolárisnál kevesebb kálium-hidroxid előnyös lehet. A kálium-hidroxidnak az oldathoz való adása után képződő ammónia vízben részben oldható. Az oldott ammóniát meghaladó ammóniamennyiség a kálium-hidroxid hozzáadása után gyorsan párolog. A visszamaradó ammónia lényegében teljesen elpárologtatható úgy, hogy az oldatot forráspontjára melegítjük, vagy a forráspontjához közeli hőmérsékletre melegítjük, és az oldaton gőzt vezetünk át. Az elpárolgó ammóniát vízmentes ammónia kinyerése céljából ledesztillálhatjuk, vagy vízben elnyelethetjük, s így vizes ammóniaoldatot kapunk. Az ammónia összegyűjtésére más, szokásos módszereket is alkalmazhatunk. Egyes esetekben szükséges lehet olyan szerves vegyületek utólagos eltávolítása, amelyek a kiinduló oldatban jelen voltak, és vízgőzzel illékonyak; ezeket az öggyegyűjtött ammóniából el kell távolítani, mielőtt azt újra felhasználjuk. Eltávolításukat a szokásos módszerekkel - például dekantálással vagy extrakcióval - végezhetjük. Az ammónia eltávolítását általában addig végezzük, amíg a visszamaradó oldat lényegében ammóniamentessé válik, vagy amíg az ammónia koncentrációja az elpárolgó frakcióban annyira alacsonnyá válik, hogy kinyerése már nem gazdaságos. Az így kapott, ammóniamentesített oldat alkalmas a fluroid kinyerésére. Olyan vizes oldatok, amelyek primer oldott anyagként kálium-fluoridot tartalmaznak, s amelyeket más úton kapunk, szintén használhatók. Az ammónia eltávolítása után visszamaradó oldatot adott esetben a víz eltávolítása útján betöményítjük. Ezt úgy végezzük, hogy a nyersanyaggal és energiával kapcsolatos költségek minimálisak legyenek. A vizet célszerűen úgy távolítjuk el, hogy az oldatot normál nyomáson vagy csökkentett nyomáson desztilláljuk megfelelő berendezésben, alkalmas technológiai módszerrel. A vizet azonban más módszerekkel is eltávolíthatjuk, például elpárologtatással, vagy félig áteresztő hártyákkal vagy szelektív adszorbensek alkalmazásával. A víz eltávolítását általában addig folytatjuk, 3 amíg a visszamaradó oldatban a kálium-fluorid koncentrációja legalább 20 t%-ot ér el. Előnyös a betöményítést úgy végezni, hogy a visszamaradó oldat előnyösen legalább 30 t% és különösen előnyösen legalább 401% legyen. Ezt a töményítési lépést elhagyjuk abban az esetben, ha a kapott kálium-fluorid-oldat önmagában is megfelelően tömény. Az eljárás következő lépésében a tömény kálium-fluorid- oldatot vízben oldható, poláris, aprotikus oldószerrel egyesítjük, a hőmérséklettől és a víznek az oldószerhez viszonyított arányától függően oldatot vagy kétfázisú rendszert kapunk. A poláris, aprotikus oldószert elegendő mennyiségben alkalmazzuk ahhoz, hogy az eljárás végeredményeként az oldószerből és kálium-fluoridból álló, könnyen mozgó szuszpenziót kapjunk. Az oldószert általában olyan mennyiségben adjuk, hogy a végső szuszpenzió 3-351% kálium-fluoridot tartalmazzon. Előnyösen az oldószert olyan mennyiségben alkalmazzuk, hogy az így kapott szuszpenzió 5-251% kálium-fluoridot tartalmazzon; legelőnyösebben az oldószert olyan mennyiségben alkalmazzuk, hogy az így kapott szuszpenzió 8-201% kálium-fluoridot tartalmazzon. A tömény kálium-fluorid-oldat és az oldószer egyesítését bármilyen alkalmas hőmérsékleten vagy nyomáson, bármilyen módon végezhetjük. Gyakran célszerű az oldószer hozzáadása a tömény oldathoz. Az oldószer hozzadását általában akkor végezzük, amikor a tömény oldat az előző műveletek végzése következtében még forró; leghelyesebb e műveletet erős keverés közben végrehajtani. Gyakran célszerű a tömény oldatnak az oldószerhez való hozzáadása. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös kiviteli módja szerint a tömény oldatot permet formájában adjuk a forró oldószerhez. Ez a módszer elősegíti a kálium-fluorid kisméretű részecskékben való kicsapódását, s így könnyen mozgó szuszpenziót kapunk. Az eljárás ezen lépésében általában olyan vízben oldható, poláris, aprotikus oldószereket alkalmazunk, amelyek forráspontja a víz forráspontjánál magasabb. E célra például dimetil-formamid, dimetil-acetamid, N-metil-pirrolidon, N-ciklohexilpirrolidon, dimetil-szulfoxid és szulfolán alkalmazható. Előnyös az N-metil-pirrolidon használata. A visszamaradó vizet a következőkben úgy távolítjuk el, hogy a víztartalmú, oldószeres kálium-fluorid szuszpenziót frakcionáltan desztilláljuk. E célra alkalmazhatunk szakaszos vagy folyamatos desztilláló berendezést és eljárást; előnyösen olyan készüléket alkalmazunk, amelynek a katlanrészében keverőberendezés van. A desztilláló oszlop hatásfokától és az alkalmazott oldószertől függően szükségessé válhat némi oldószer eltávolítása desztillátum alakjában, hogy kielégítően vízmentes végterméket kapjunk. A desztillációt addig folytatjuk, amíg a visszamaradó szuszpenzió víztartalma annak célzott felhasználását már nem befolyásolja károsan. A végtermék víztartalmát általában 11%nál kisebb mennyiségre csökkentjük; előnyösen a végtermék víztartalmát 0,1 t%-nál, és legelőnyösebben 0,01 t%-nál csekélyebb értékre csökkentjük. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
