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Fluor

Gewinnung

Flussspat, auch Fluorit genannt, CaF2, dient als Ausgangsmaterial für die Fluor-Darstellung. Hierzu wird Flussspat mit Schwefelsäure gelöst, der entstehende wasserfreie Fluorwasserstoff wird anschließend elektrochemisch zu Fluor oxidiert:

CaF2+ H2SO4 CaSO4+ 2HF2
2HF F2+ H2

Da reiner Fluorwasserstoff nur eine relativ geringe Leitfähigkeit besitzt, wird zur Elektrolyse eine KF · nHF-Schmelze (n = 1-13) verwendet. Die Elektrolyse dieser niedrigschmelzenden Schmelze findet bei Temperaturen von 70 bis 130 °C an Kohle-Elektroden in Stahl- oder sogenannten Monel-Zellen statt. Der Elektrolyseprozess wird industriell quasi kontinuierlich durchgeführt, indem das zersetzte HF durch Einspeisen von gasförmigem HF nachgeliefert wird. Das so erhaltene Fluor ist verunreinigt mit O2, HF, CF4 und höheren perfluorierten Kohlenwasserstoffen, die durch Reaktion des Fluors mit den Elektroden entstehen, und kann durch Ausfrieren, Adsorption (Entfernung von HF) und Tieftemperatur-Destillation gereinigt werden. Wegen der hohen Reaktivität des Fluor-Gases gehört die elektrochemische Fluor-Gewinnung zu den technisch sehr aufwändigen Prozessen.

Abb.1
Elektrolysezelle für die Fluorgewinnung

Fluor-Gas kommt wegen der problematischen Handhabung meist nur als Fluor-Inertgas-Gemisch in Stahldruckflaschen in den Handel. Der Fluorgehalt beträgt ca. 20 %.

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