背景技術(shù)

六氟磷酸鹽系列是一類很重要的無機(jī)氟鹽，其中，六氟磷酸鉀是六氟磷酸鹽中比較重要的一種。六氟磷酸鉀可以用于制備其它六氟磷酸鹽，也可以作為機(jī)氟取代劑，如光聚合催化劑。六氟磷酸鹽的制備方法因?yàn)榱姿徜嚨膽?yīng)用而得到極大的發(fā)展，二十世紀(jì)后期，美國、德國等一些西方國家化學(xué)家提出了六氟磷酸鉀制備六氟磷酸鋰的設(shè)想，使得六氟磷酸鉀的生產(chǎn)工藝得到了極大的改進(jìn)。

目前，六氟磷酸鉀的制備多為采用五氟化磷氣體與含有氟化氫的氟化鉀溶液反應(yīng)來進(jìn)行，五氟化磷則通過五氯化磷與無水氟化氫反應(yīng)制備而得，其反應(yīng)機(jī)理為：

HF+PCl5→PF5+HCl

PF5+KF→KPF6

也有采用氯化鉀、無水氟化氫、五氯化磷反應(yīng)來制備六氟磷酸鉀，其反應(yīng)機(jī)理為：

KCl+6HF+PCl5→KPF6+6HCl↑

現(xiàn)有方法中，采用五氟化磷氣體與氟化鉀反應(yīng)，則需先制備五氟化磷氣體，而五氟化磷氣體中混有鹽酸氣體，需要分離；五氟化磷與氟化鉀反應(yīng)，實(shí)際上應(yīng)該是與氟化氫鉀反應(yīng)，這些反應(yīng)中，制備五氟化磷時(shí)使用了易分解的五氯化磷固體，合成六氟磷酸鉀時(shí)使用了五氟化磷氣體，使得反應(yīng)控制的難度增大，大量不穩(wěn)定的、腐蝕性的、具有毒性的原料的使用，增加了反應(yīng)操作的危險(xiǎn)性。

采用氯化鉀、無水氟化氫、五氯化磷反應(yīng)來制備六氟磷酸鉀時(shí)，五氯化磷固體需要少量多次加入氯化鉀與無水氟化氫的混合物中，由于反應(yīng)劇烈，因而進(jìn)一步增加了控制的難度，容易引發(fā)危險(xiǎn)。

因此，有必要開發(fā)一種新型的六氟磷酸鉀制備方法，使其生產(chǎn)過程更趨于可控制性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種六氟磷酸鉀的制備方法，使反應(yīng)過程更易于控制，操作難度降低，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種六氟磷酸鉀的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

(1)在0-8℃條件下，將無水氟化氫加到干燥氟化氫鉀或氯化鉀固體中反應(yīng)；

(2)將溫度調(diào)整為-5℃，開啟真空泵并調(diào)節(jié)真空度，使反應(yīng)條件呈微負(fù)壓，緩慢滴加三氯氧磷，控制滴加速度，使溫度不超過-2℃，滴加完成后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30min；

(3)將溫度調(diào)整為75-85℃，并將真空度調(diào)整為0.7-0.8Pa，將殘余氟化氫氣體及生成的鹽酸氣體抽出；

(4)往反應(yīng)中緩慢加入50％氫氧化鉀溶液，將pH值調(diào)整至7；

(5)將反應(yīng)后的物料冷卻至室溫，經(jīng)離心后得到六氟磷酸鉀粗品；

(6)往六氟磷酸鉀粗品中加水，并加入活性炭，用氫氧化鉀固體調(diào)節(jié)pH值至8，加熱攪拌溶解；

(7)六氟磷酸鉀粗品完全溶解后真空抽濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，待液面出現(xiàn)晶膜時(shí)，攪拌冷卻重結(jié)晶；

(8)冷卻至室溫后，再經(jīng)離心、烘干得到六氟磷酸鉀成品。

優(yōu)選的，步驟(1)中所述無水氟化氫的用量為理論用量的1.8-2.0倍。

進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟(1)中所述無水氟化氫的用量為理論用量的1.8倍。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述的真空度為0.5Pa。

優(yōu)選的，步驟(2)中所述三氯氧磷的用量為理論用量的1.05-1.08倍。

進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟(2)中所述三氯氧磷的用量為理論用量的1.05倍。

優(yōu)選的，步驟(3)中所述的溫度為80℃，并保溫30min；

優(yōu)選的，步驟(7)中所述真空抽濾的溫度大于80℃；

優(yōu)選的，步驟(3)中所述殘余氟化氫氣體及生成的鹽酸氣體經(jīng)堿液吸收。

優(yōu)選的，所述步驟(8)中殘余的濾液可用于生產(chǎn)氟硅酸鉀和氟硼酸鉀。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明主要采用無水氟化氫溶解氟化氫鉀或氯化鉀，滴加三氯氧磷反應(yīng)后得到六氟磷酸鉀粗品，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)酸度并清除鐵離子，活性碳吸附脫色，除雜后的粗品蒸發(fā)濃縮后重結(jié)晶，從而得到六氟磷酸鉀成品，與傳統(tǒng)六氟磷酸鉀的制備方法相比，操作更簡(jiǎn)單，反應(yīng)更平和，易于控制，避免了大量不穩(wěn)定的、腐蝕性的、具有毒性的原料的使用，從而降低了操作的危險(xiǎn)性，經(jīng)該方法生產(chǎn)的六氟磷酸鉀，收率高達(dá)88％，純度更是超過了99％。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

一種六氟磷酸鉀的制備方法，包括以下步驟：

(1)在0-8℃條件下，將150g無水氟化氫加到78g干燥氟化氫鉀固體中反應(yīng)；

(2)將溫度調(diào)整為-5℃，開啟真空泵并將真空度調(diào)節(jié)為0.5Pa，使反應(yīng)條件呈微負(fù)壓，緩慢滴加160g三氯氧磷，控制滴加速度，使溫度不超過-2℃，滴加完成后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30min；

(3)將溫度調(diào)整為80℃，保溫30min；并將真空度調(diào)整為0.7Pa，將殘余氟化氫氣體及生成的鹽酸氣體抽出，與堿液中和；

(4)往反應(yīng)中緩慢加入50％氫氧化鉀溶液，將pH值調(diào)整至7；

(5)將反應(yīng)后的物料冷卻至室溫，經(jīng)離心后得到181g六氟磷酸鉀粗品；

(6)往六氟磷酸鉀粗品中加300ml水，并加入適量活性炭，用氫氧化鉀固體調(diào)節(jié)pH值至8，加熱攪拌溶解；

(7)六氟磷酸鉀粗品完全溶解后真空抽濾，濾除活性炭，為防止抽濾過程中六氟磷酸鉀產(chǎn)品結(jié)晶析出，將溫度調(diào)整為大于80℃，抽濾完成后將濾液蒸發(fā)濃縮，待液面出現(xiàn)晶膜時(shí)，攪拌自然冷卻重結(jié)晶；

(8)冷卻至室溫后，再經(jīng)離心、烘干得到162g六氟磷酸鉀成品，收率為88.04％，六氟磷酸鉀含量經(jīng)檢測(cè)為99.15％。