[發(fā)明專利]氟化氫的精制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980147806.0
• 申請日: 2009-11-25
• 公開（公告）號: CN102232060A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 荻原理加;松本一彥
• 申請（專利權）人: 國立大學法人京都大學
• 主分類號: C01B7/19
• 分類號: C01B7/19
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發(fā)明涉及氟化氫的精制方法，更詳細而言，涉及降低氟化氫中的砷含量的方法。另外，本發(fā)明涉及使用這樣的精制方法得到的氟化氫的制造方法。

背景技術

在工業(yè)上，通過將螢石(以CaF₂為主要成分)與硫酸(H₂SO₄)在加熱下反應(CaF₂+H₂SO₄→2HF↑+CaSO₄)，將產(chǎn)生的含有氟化氫(HF)的反應混合物以氣體的狀態(tài)回收并蒸餾而制造氟化氫。

螢石的原礦石除了作為主要成分的氟化鈣(CaF₂)以外，還可以含有二氧化硅(SiO₂)、碳酸鈣(CaCO₃)和砷(As)等雜質(zhì)。市售的螢石通常是已經(jīng)精制的，在氟化氫的工業(yè)制造中目前所使用的通常含有1質(zhì)量％左右的二氧化硅(SiO₂)、碳酸鈣(CaCO₃)和砷(As)等雜質(zhì)。若使用這樣的螢石制造氟化氫，二氧化硅就會與氟化氫反應產(chǎn)生氟化硅(SiF₄)，氟化硅通過蒸餾能夠比較容易除去(通過蒸餾，氟化硅作為氣態(tài)物，氟化氫作為冷凝物能夠相互分離)。另外，碳酸鈣與硫酸反應生成硫酸鈣(CaSO₄)、二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)，但硫酸鈣殘留在反應爐里，不混到以氣態(tài)物的形態(tài)回收的氟化氫中，水能夠通過簡單的蒸餾容易地除去，二氧化碳也能夠通過蒸餾比較容易地除去。因此，所有這些都不混入到氟化氫中。但是，雖然并不清楚砷在螢石中以何種形態(tài)存在，但砷與氟化氫反應生成三氟化砷(AsF₃)，三氟化砷與氟化氫的沸點差小(HF的沸點19.5℃，AsF₃的沸點63℃)，所以難以通過蒸餾完全除去，三氟化砷就會混入到作為產(chǎn)品的氟化氫中。

氟化氫作為氟化學制品氟氯化碳或氟樹脂的起始物質(zhì)而使用，另外，還作為半導體制造時的蝕刻劑使用。若在氟化氫中混入砷，就會有在氟氯化碳的制造中對催化劑產(chǎn)生毒害，另外在半導體制造中砷擴散到半導體元件中從而給元件工作帶來不良影響的問題。因此，對于盡可能不含有砷的高純度的氟化氫存在需求。目前的現(xiàn)狀是在以工業(yè)規(guī)模制造高純度的氟化氫的過程中，以原本砷含量低的高品位螢石作為反應原料，而不使用砷含量高的低品位螢石。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特公昭47-16407號公報

專利文獻2：日本特開昭61-151002號公報

專利文獻3：日本特表平2-502277號公報

專利文獻4：日本特開平3-146401號公報

專利文獻5：日本特開平3-205304號公報

專利文獻6：日本特開平6-263406號公報

專利文獻7：日本特表平7-504149號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

然而，高品位螢石存在于局部，目前高品位的螢石幾乎都出產(chǎn)于中國。因此有資源枯竭的隱憂，另外，由于中國政府的輸出限制，高品位螢石的輸出許可量降低，同時價格也在上漲。

在這樣的狀況下，對于代替高品位螢石以產(chǎn)業(yè)規(guī)模利用低品位螢石的需求在高漲。為了即使使用低品位螢石也能夠得到砷含量低的高純度氟化氫，考慮將低品位螢石預先精制，降低其砷含量，使用精制螢石得到氟化氫，或者使用低品位螢石得到粗氟化氫，之后精制粗氟化氫而降低其砷含量中的任一種方案。然而，由于在現(xiàn)有一般的螢石精制方法中砷的去除能力不夠，所以前者的方案有難度。因此，應該采用后者的方案，期待開發(fā)一種可以有效地降低氟化氫中的砷含量的氟化氫的精制方法。