Projekt 07662/01

Verfahren zur abfallfreien Synthese von Fluoroboratlösungen

Projektdurchführung

Fluorchemie Dohna GmbH
Weesensteiner Str. 2
01809 Dohna

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Rahmen des Projektes waren die verfahrenstechnischen Grundlagen für einen katalytischen Prozeß zu erarbeiten, der es gestattet, Kupfertetratfluoroborat in hoher Reinheit effektiv und umweltschonend durch Auflösung von - im Verlaufe der Synthese von Zinn(II)tetrafluoroboratlösung als Abprodukt anfallenden - Kupferschlamms unter Zufuhr von Luftsauerstoff herzustellen. Wesentliche Zielstellung war dabei, einen geschlossen, abproduktfreien Prozeß zu realisieren, der eine Aufarbeitung des bei der Fa. Fluorchemie Dohna GmbH vorhandenen, abgelagerten Abproduktes Kupferschlamm ohne Ausstoß von flüssigen, gasförmigen und festen Umweltschadstoffen ermöglicht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen zur Auflösung von Kupferschlamm in Tetrafluoroborsäure wurden im ersten Arbeitsschritt in einer Laboranlage bearbeitet. Dazu wurden 11 Versuche mit Variation der Hauptparameter Temperatur, Katalysatormenge und Reaktionszeit durchgeführt und ausgewertet. Die entstandene Kupfertetrafluoroboratlösung wurde analytisch untersucht und die Ergebnisse für den zweiten Schritt, die Projektierung einer Technikumsanlage herangezogen. Die anschließend errichtete Technikumsanlage diente im dritten Arbeitsschritt der Überführung der in den Laborversuchen gewonnenen Erkenntnisse in die praktische Anwendbarkeit.


Ergebnisse und Diskussion

In den Laboranlagenversuchen wurde herausgearbeitet, daß eine erhöhte Reaktionstemperatur die Reaktionsgeschwindigkeit der Auflösung des Kupfers in Tetrafluoroborsäure bei Anwesenheit von Luftsauerstoff deutlich beschleunigt. Gleichzeitig wurde festgestellt, daß dabei auf den Einsatz des Katalysators verzichtet werden kann. Dieser Umstand führt bei der Vorbereitung der Reaktionsführung und bei der Aufarbeitung des Endproduktes zu bedeutenden Vereinfachungen.
Die Überführung der gewonnenen Erkenntnisse in den Technikumsmaßstab zeigte außerdem, daß die beim Auflösen des Kupfers in Tetrafluoroborsäure freiwerdenede Energie für das Erreichen der vorgesehenen notwendigen Betriebstemperatur ausreicht. Lediglich bei Herauslösen des Restkupfers aus dem gebildeten Zinndioxidhydrat muß zur Reaktionsbeschleunigung der Reaktorinhalt auf mindestens 40º C aufgeheizt werden. Die Qualität der erhaltenen Kupfertetrafluoroboratlösung entspricht den Erfordernissen für den Einsatz in der Galvanotechnik. Das in geringen Mengen gebildete Zinndioxidhydrat ist kupferfrei und damit verwendungsfähig.
Damit ist es im Rahmen dieses Projektes gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, um aus dem für die Umwelt belastenden Abprodukt Kupferschlamm ohne weitere Nebenprodukte ein verwendungsfähiges und in Nachfolgeprozessen einsetzbares Kupfertetrafluoroborat herzustellen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse des Projektes wurden in Diskussionen auf den Jahrestagungen der Fachgruppe angewandte Elektrochemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker diskutiert. Die Literaturzusammenstellung zeigt die langfristige Öffentlichkeitsarbeit zu diesen umweltschonenden elektrochemisch geprägten Techniken


Fazit

Die Errichtung erfolgreiche Inbetriebnahme einer funktionsfähigen Pilotanlage beweisen die Erfüllung der Zielstellung ohne Abstriche. Außerdem sind die Erkenntnisse verallgemeinerungsfähig und auf analoge Prozesse für andere Substanzen übertragbar.