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JPH03236486A - 三フッ化窒素の溶融塩電解による製造方法 - Google Patents

三フッ化窒素の溶融塩電解による製造方法

Info

Publication number
JPH03236486A
JPH03236486A JP2033457A JP3345790A JPH03236486A JP H03236486 A JPH03236486 A JP H03236486A JP 2033457 A JP2033457 A JP 2033457A JP 3345790 A JP3345790 A JP 3345790A JP H03236486 A JPH03236486 A JP H03236486A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten salt
metallic
electrolyzer
salt
anode
Prior art date
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Granted
Application number
JP2033457A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2914698B2 (ja
Inventor
Itsuo Orihara
折原 逸雄
Shiro Sato
佐藤 四郎
Mutsuo Saito
斉藤 睦夫
Nobuhiro Ono
小野 信博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanto Denka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Kanto Denka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanto Denka Kogyo Co Ltd filed Critical Kanto Denka Kogyo Co Ltd
Priority to JP2033457A priority Critical patent/JP2914698B2/ja
Publication of JPH03236486A publication Critical patent/JPH03236486A/ja
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Publication of JP2914698B2 publication Critical patent/JP2914698B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は三ツy化窒素(NF3)の製造法に関する。
三フン化窒素は沸点−129℃の無色のガスであり、C
VD装置のプラズマ洗浄用ガスとして、またシリコン、
ポリシリコン、Si3N<、 WSi2. HO3i2
なとのドライエツチングカス及びエキシマレーザ用刀ス
として、またNF、はフッ素より適度に活性か低いフッ
素源として、従来特に、フルオロオレフィンの調製にお
けるフッ素源として高エネルギ燃料の酸化剤に用いられ
る工業的に重要なガスである。
の  と の問題点 従来よりNF、の製造法として種々の方法が提案されて
いる0例えば米国特許第330428号には気体窒素を
1000℃を越える温度でプラズマアーク中を通過させ
、また気体フッ素を陽極に近いポスト・アーク域に導入
することによりNF、を得る方法が開示されている。
また、特許公報昭62−21724には固体状の金属フ
ッ化物のアンモニウム錯体と元素状フッ素とを室温以上
で気固反応させてNF、を製造する方法が開示されてい
る。
また、特許公報昭55−8926には気相状フッ素を融
解温度から実質的に400下以下の温度までの温度に維
持された液相アンモニウム酸フッ化物と反応を行わせて
NF、を製造する方法が述べられている。
ジャーナル オブ アメリカン ヶミヵルソサイアテイ
(J、^re、 Chet*、 Soc、)82巻、5
301ページ(1960年)記載の論文にはアンモニア
対フッ素のモル比、約l:1がら2:1を用いてアンモ
ニアの直接気相フッ素化によるNF、の合成について開
示している1反応条件の詳細について記載はみられない
がフッ素基準で約10〜25%のNFiの収率を報告し
ている。
以上の櫟な種々の方法に加え、酸性フッ化アンモニウム
の溶融塩電解法が知られており、例えば米国特許第3,
235,454号、特開平1−122910号公報等に
記載されている。この溶融塩電解法においては通常陽極
に多孔質カーボン、ブラファイトフリーカーボン、無定
形カーボン等のカーボンが用いられ、陰極には鉄か用い
られる。しかし、陽極にカーボンを使用するとカーボン
とフック素の反応により四フッ化炭素(CF、 )が生
威し、これがNFi中に混入する。このCF、とNFs
は沸点が近く(CF、  ニー128°C,NF、  
ニー129℃)、精留による分離はできない、またCF
、は化学的に非常に安定であるため分解も極めてむずか
しく、敢えて分解しようとするとNF、か先に分解して
しまう。吸着分離も困難である。
この様な理由でCF、を含まない高純度のNF、の製造
は極めて困難であるため、陽極に例えばニッケルの様な
金属を使用する試みがなされている。
しかし、金属陽極を使用すればCF、は生威しないが、
金属が陽極溶解し、ニッケルの場合はフッ化ニッケルの
様な塩が生威し、これが沈降する。この塩が電解槽の底
部に蓄積するとt極と槽体か短絡し、槽体が陽極的挙動
を示し、槽体よりガスが発生し、爆発の危険がある。従
って、適時電解槽を解体し、沈澱物を取り除く必要があ
る。この操作は頻雑であり、また連続操作を不可能にし
ている。
え旦坐亘ヱ 本発明は目的は上記溶融塩電解法の欠点を排除し、効率
良< NF、を製造することにある。
免」Jと−1 本発明は、金属陽極を用いて溶融塩電解によりNF、を
製造する方法において、金属陽極の溶解により生成する
金属塩を連続的に除去することを特徴とする方法である
本発明を実施する。!!体例を第1図及び第2因に示し
である。第1図は電解槽の縦断面図、第2図は横断面図
であり、電解槽底部にスラッジ(沈降物)受け5を設け
、この底部を半円形にし、そこにスクリューフィーダー
6を取りつけたものである。
以下の回転数とする。スラッジ除去効果を考慮すれば1
 r(11以上であることか必要である。従って好まし
い回転数は1〜10rplである。
スラッジを含む溶融塩はポンプ9によってスラッジ分離
器l○又は11に送られ、スラッジが分離され、槽に戻
される。
以上の方法により、スラッジを連続的に除去し。
連続的に、安全に効率良<N「、を製造することができ
る。
尚、本発明に用いる溶融塩はNH4F−HF系又はKF
−NH4F−HF系でありその組成比は各々NH,F 
:HFは1:0.5〜5 〈モル比) 、 KF: N
H4F: HFは0.5〜5:1:0.5〜5 〈モル
比)の範囲である。
また陰極には鉄が用いられる。
浴温度は通常の115〜130℃の範囲で良い。
東−旌一遡 以下実施例により本発明をより具体的に説明する。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
第1図、第2図に示す電極槽を用いて溶融塩電解により
NFsの製造をおこなった。
陽極はニッケル製、陰極は鉄製である。この電解槽に酸
性フッ化カリウム(KF−HF) 、フッ化アンモニウ
ム(NH4F> 、フッ化水素(IF>をKF:NH4
F:KFのモル比が1:1:3になるように仕込み、1
25℃に昇温した。つぎに、電解洛中の水分を除去する
ために低電液密度で約70時間脱水電解をおこなった。
脱水電解終了後スクリューフィダーの回転数を2rpl
としスラッジ成分を含んだ電解浴をポンプによりフィル
ターに送り、スラッジ成分を除去し、実質的にスラッジ
を含まない電解浴を電解槽にもどした。ポンプは流量可
変型のもので、吐出量は約200Jl /hrとした。
陽極室に窒素ガスを150n I /rg i n流量
で導入しながら陽極から陰極に80アンペア(^)のr
jh流を流して電解をおこなった。陽極室からカスをア
ルカリ洗浄塔に送り、ついで湿式ガスメーターによりカ
ス量を測定した。またガス組成はカスクロマトグラフィ
ーを用いて分析した。その結果、ガス量は250〜27
0+nl/l1inであり、平均カス組成は次のとうり
であった。
02: 1.212   面積パーセントN、  : 
58.237 NF、  : 40.305 CF、  :検出出来ず   ノl NF:0.002ツノ NO:0.030ツノ 未知物質: 0.214    ツノ 尚、雪解操作中、陽極−槽体、陽極−陰極間の電圧を電
圧計にてたえず測定したか電解開始後、700時間経過
した時点でも陽極−陰極間の電圧上昇は0.4ボルト(
V)であり電解継続上なんら問題はなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に使用する電解槽の縦断面図、第2図は
その横断面図である。 1:陽 極    2:陰 極 3:水素ガス出口  4:NF、ガス出口5:スラッジ
受け 6:スクリューコンベアー 7:スカート    8:ジャケット 9:ポンプ 10.11:スラッジ分離機   を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属陽極を用いて溶融塩電解により三フッ化窒素を製造
    する方法において、金属陽極の溶解により生成する金属
    塩を連続的に除去することを特徴とする方法。
JP2033457A 1990-02-14 1990-02-14 三フッ化窒素の溶融塩電解による製造方法 Expired - Lifetime JP2914698B2 (ja)

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JPH03236486A true JPH03236486A (ja) 1991-10-22
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08225976A (ja) * 1995-02-21 1996-09-03 Mitsui Toatsu Chem Inc 複合電極及びそれを用いる三フッ化窒素ガスの製造方法
SG80671A1 (en) * 1999-02-10 2001-05-22 Mitsui Chemicals Inc A process for producing high-purity nitrogen trifluoride gas
US8747644B2 (en) 2009-05-12 2014-06-10 Metalysis Limited Apparatus and method for reduction of a solid feedstock
US9725815B2 (en) 2010-11-18 2017-08-08 Metalysis Limited Electrolysis apparatus

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US8747644B2 (en) 2009-05-12 2014-06-10 Metalysis Limited Apparatus and method for reduction of a solid feedstock
US8992758B2 (en) 2009-05-12 2015-03-31 Metalysis Limited Apparatus and method for reduction of a solid feedstock
US9725815B2 (en) 2010-11-18 2017-08-08 Metalysis Limited Electrolysis apparatus

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