氟化铵为离子化合物,化学式为NH4F,室温下为白色或无色透明斜方晶系结晶,略带酸味。易潮解,受热或遇热水分解为氨与氟化氢。热水中分解,水溶液呈强酸性。由无水氢氟酸与液氨中和而得。能腐蚀玻璃,对皮肤有腐蚀性。可用作化学试剂、玻璃蚀刻剂(常与氢氟酸并用)、发酵工业消毒剂和防腐剂、由氧化铍制金属铍的溶剂以及硅钢板的表面处理剂,还用于制造陶瓷、镁合金,锅炉给水系统和蒸气发生系统的清洗脱垢,以及油田砂石的酸处理,也用作烷基化、异构化催化剂组分。
生产方法
1、液相法
①中和法:在铅制或塑料容器中,投入定量氢氟酸。在容器外用水冷却,在搅拌下缓慢通入氨气,直至反应液Ph值达4左右为止。反应液经冷却结晶、离心分离、气流干燥,制得氟化铵产品。反应原理如下:
NH3+HF→NH4F
②氨气氨化制备氟化铵:以氟硅酸或氟硅酸铵和水为原料,将氨水和氟硅酸快速反应制得白炭黑晶种,将水、氟硅酸与氨水加入进行反应,通过控制反应 pH、 温度制得白炭黑和氟化铵,再经过一系列后续处理得到产品白炭黑和氟化铵;
③碳铵氨化制备氟化铵:用碳铵氨化氟硅酸制备氟化铵其特点是:用重结晶的方法纯化原料碳铵,用助剂净化氟硅酸,将经过纯化的碳铵氨化氟硅酸生产高纯氟化铵和二氧化硅;
2、气相法:取75g 40%氢氟酸放在铂皿中或聚四氟乙烯容器中,用冰冷却,然后缓缓地通入过量的氨气。析出的NH4F用吸滤方法滤出。 反应原理如下:
NH3+HF→NH4F
3、.升华法:将一份氯化铵与2.3份氟化钠的混合物放在铂皿中,铂皿中盖以凹形盖,盖上放冷水冷却,微热铂皿,升华出来的氟化铵凝结在皿盖上,可得棱形小结晶。反应原理如下:
NH4Cl+NaF→NH4F+NaCl
氟化铵的提纯
对于氟化铵中金属离子的提纯,比较有效的方法是对反应物进行净化,以减少杂质的带入。薛循育等提出将原料氟化氢气体通过 KMnO4、KF 的硫酸洗涤液除去气体中的 SO2、金属离子和氟硅酸离子 ;将工业级的氨气通过 KMnO4、EDTA 的纯水洗涤瓶 ,除去还原性杂质和金属离子,然后将净化的原料通入反应器,最终制得的氟化铵纯度达到电子工业应用的要求。
针对氟化铵中杂质硅含量高的问题,发现最佳除硅 pH 为8.5~9.5;过稀的氟化铵除硅不理想,氟质量浓度在 200 g/L 较好。隋岩峰等报道了一种提纯氟化铵的方法:向一定质量浓度的氟化铵粗产品中加入氨水或是液氨以除去未反应的(NH4)2SiF6杂质,再向其加入Ba(OH)2除去溶液中的硫酸根离子和未除净的氟硅酸根离子,过滤后经真空浓缩、结晶、干燥等处理后得到的氟化铵产品符合电子工业及医药行业的要求。
应用领域
1、用作玻璃蚀刻剂、防腐剂、消毒剂、纤维媒染剂等。
2、用作金属表面的化学抛光剂、也用于提取稀有元素等。
3、用作分析试剂、掩蔽剂。
4、氟化铵也可用于钛及硅片的蚀刻,用于钛的蚀刻需要在蚀刻液中添加硝酸或铬酐等氧化物质以防止氢脆的发生。
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