氟化钠

氟化钠是一种离子化合物，分子式为NaF。室温下为无色晶体或白色固体，无臭味；水溶液呈弱碱性，溶于氢氟酸而成氟化氢钠，能腐蚀玻璃。氟化钠是一种重要的氟化盐，广泛用于木材防腐剂、酿酒杀菌剂、电解铝调整剂、牙齿氟化剂等领域。 相对密度2.558(41/4℃)，熔点993℃，沸点1695℃[1]。（相对密度2.79，熔 点 992℃，沸点1704℃[3]）可溶于水(15℃，4.0g/ 100g; 25℃，4.3g/100g) ，可溶于氢氟酸，不溶于乙醇。水溶液呈碱性(pH=7.4)。有毒（伤害神经系统 ），LD50180mg/kg (大白鼠，口服)，5～10 克致死。 性状：无色乃至白色的结晶粉末，或是立方晶系微细结晶，无臭味。 1、氟硅酸纯碱法
a、两步法
第1步，用NH4HCO3和H2SiF6反应生成NH4F溶液和SiO2沉淀.反应式如下：
H2SiF6+ 6NH4HCO3→SiO2+ 6NH4F+6CO2↑+H2O
第2步，用Na2CO3与NH4F溶液反应制备NaF反应式如下：
2NH4F+Na2CO3→2NaF +(NH4)2CO3
b、一步法
由氟硅酸一步生产氟化钠的工艺流程如下：
反应式如下：
H2SiF6（l）+3Na2CO3（l）+(x-1) H2O（l）→SiO2•xH2O(s) +6NaF(s)+ 3CO2(g)
具体工艺为：反应原料纯碱和氟硅酸摩尔比为n(Na2CO3)/n(H2SiF6)=6.0，反 应温度为90~95 ℃，反应时间为90~120 min，溶液pH为5.0~5.5。
该工艺生产的产品外观好，质量也好。原料多采用磷肥厂的副产品氟硅酸钠， 价格较低并容易购得。生产过程化学反应温和，设备的腐蚀问题较前几种方法 要小得多。工艺条件控制得好时，二氧化硅质量接近白炭黑，可作为低档次的 白炭黑出售。“三废”排放方面，除了有二氧化碳气体逸出，无其他废水和固 废排出，属环境友好型的生产工艺。该工艺也是目前国内生产氟化钠的主要工 艺。
2、氟化铵纯碱法
将纯碱和氟化铵分别溶解后按比例混合，并将混合物加热，升温至300 ℃，搅 拌，直到把氨除尽为止。其反应式如下：
Na2CO3+2NH4F →2NaF+CO2↑+2NH3↑
该工艺优点是工艺简单，最大缺点就是生产成本太高，目前氟化铵的价格远高 于氟化钠。
3、熔浸法
该法是氟化钠最早的生产方法。即将萤石、纯碱和石英砂在高温下（～900 ℃ ）煅烧，然后用水浸取，再经蒸发、结晶、干燥后即得成品。化学反应式：
CaF2+Na2CO3+SiO2→ NaF+CaSiO3+CO2↑
该法的工艺流程示意如下：
此工艺对原料要求低，原料价格便宜。但产品的生产成本却不低，主要原因是 该工艺有以下缺点：1)是物料反应不完全，收率不高；2)氟化钠在水中的溶解 度很小，且随温度变化不大，导致浸取率很低；3)煅烧温度高，造成烧结块坚 硬，不易粉碎，也造成浸取困难；4)能耗太高，导致生产成本居高不下；5)生 产过程环境污染较大。该法已基本淘汰。
4、氢氟酸中和法
氢氟酸中和法是用纯碱或烧碱中和氢氟酸制得氟化钠。生产过程是：向铅制反 应釜中加入质量分数40%的氢氟酸，再慢慢加入纯碱或烧碱液中和，直到反应 液呈中性为止。然后经结晶、离心脱水、烘干，即得产品。反应式为： Na2CO3+2HF →2NaF+H2O+CO2↑
工艺流程如下：
中和法也是较常采用的方法，是一条较成熟的工艺。流程简单、产品质量稳定 。但存在设备腐蚀严重的问题，因此对设备材质的要求很高。中和法使用氢氟 酸或氟化氢做原料，生产成本较高，在现阶段已缺乏市场竞争力。
5、离子交换法
用氢氟酸处理钠离子交换柱，制取氟化钠。
6、氟硅酸改进方法：
（1）铵化反应 碳酸氢铵和氟硅酸反应生成NH4F溶液和SiO2沉淀 。反应式 如下：
H2SiF6 +6NH4HCO3→6NH4F +SiO2↓+6CO2↑+4H2O SiO2
经洗涤、干燥得白炭黑副产品；NH4F溶液用于制氟化钠。 （2）制NaF由NH4F溶液制NaF有两种方法：一是用碳酸钠与NH4F反应，即氟化 铵纯碱法；二是用氯化钠与NH4F反应，可称为氟化铵食盐法。两种方法的反应 式如下：
2NH4F +Na2CO3→2NaF +(NH4)2CO3
NH4F +NaCl→NaF +NH4Cl
制取工艺流程如下：
7、磷肥副产氟硅酸氨化法
该技术无污染，清洁工艺生产，工艺水全循环，适合磷肥厂含氟尾气处理后生 产氟化钠产品。其化学反应式如下：
H2SiF6+6NH3+2H2O → 6NH4F+SiO2↓， NH4F+NaOH → NaF↓+NH3+H2O。 工艺流程示意图如下：   1、氟离子结合于牙及骨骼的磷灰石结晶，使其稳定，附着在釉质表面，增加 抗酸防龋能力。可直接作用于骨细胞，刺激成骨细胞增殖和细胞内的酶活性， 促进新骨形成，但主要是增加骨松质重量。另外，尚可结合骨羟磷石结晶，将 其羟基取代，形成更稳定的不易被溶解和吸收的无机盐。氟化物可使脱钙或钙 化不全的釉质再矿化，对牙釉质及骨骼的坚度，钙、磷的利用均十分重要。
2、在治疗口腔牙菌斑中，氟能抑制致龋菌，有显著抗龋作用。氟化物可改变 口腔的生态环境，不利于细菌的生长，也可抑制和影响细菌的糖酵解过程，影 响细胞内和细胞外多糖的合成。氟化物可通过几种途径抑制糖的酶解过程。糖 酶解过程中烯醇酶可使中间产物2-磷酸甘油转化成磷酸烯醇式丙酮酸进而生成 丙酮酸，后者还原成乳酸。烯醇酶对氟十分敏感，少量氟即可使其活性受抑制 ，一旦烯醇酶受到抑制，磷酸丙酮酸的转化也就会受到抑制，产酸过程也就终 止。
3、氟化物能抑制细菌对葡萄糖的摄入，从而影响细胞内多糖和细胞外多糖的 合成。细胞内多糖为细菌代谢提供营养物质和能源来源，细胞外多糖作为菌斑 的基质，其合成受到抑制也就抑制了菌斑的形成。氟化物还能反馈性抑制细菌 的产酸能力。 溶解于溶液或快速溶解的氟化物盐类，均易在胃肠道内吸收，进入机体后贮积 于骨骼及生长中的牙齿，经肾由尿排泄。少量随粪便及汗排出。在唾液、指甲 、头发中含少量。氟可经胎盘转运。 1、可以诱导细胞凋亡，如诱导睾丸间质细胞的凋亡。
2、可以诱导诱导人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞凋亡。
3、可通过调节Bcl-2 mRNA表达和抑制α-醋酸萘酚酯酶活性来抑制THP-1细胞 增殖并诱导其凋亡。
4、可以诱导CHL细胞的凋亡，且随着剂量的增加，诱导效应增强。
5、不引起CHL细胞染色体畸变，而会使L5178Y TK+/-3.7.2c细胞微核率明显升 高，这些可能由于L5178Y TK+/-3.7.2c细胞对诱变剂的细胞毒性有较高的耐受 性，而对诱变剂的细胞毒性耐受相对较低的CHL细胞则因为细胞染色质浓缩、 DNA被破坏、不能进行正常的分裂而表现出凋亡。 摄入氟化钠5～ 20mg可发生胃肠道不适，成人一次摄入本品5～10g，儿童一次 摄入氟离子5mg/kg，可能致死。急性氟过量可出现黑色柏油便、血性呕吐物、 腹泻、倦睡、昏厥、唾液分泌增多;因低钙而致手足搐搦、骨痛;胃痉挛、震颤 。慢性氟过量亦可有上述黑便、呕吐血性物、便秘、食欲减退、恶心呕吐、骨 痛、肢体僵硬、体重减轻，牙釉质缺损出现白、棕或黑色斑点。并偶有过敏性 皮疹、口唇黏膜溃疡。氟过量的治疗可给予静脉注射葡萄糖液、氯化钠注射液 及石灰水洗胃，以沉淀氟化物。如有低钙可静脉注射葡萄糖酸钙，保持充足尿 量排泄。 1、使用氟化钠应严格控制每日摄氟量，防止氟中毒的产生；
2、氟化钠溶液或凝胶应放置于塑料容器内；
3、高氟地区病人、孕妇、哺乳期妇女、骨软化及肾功能衰竭者禁用。 1、可用作高碳钢，例如沸腾钢的脱气剂，铝的电解或电解精制用助熔剂，纸 张的防水处理，木材防腐剂(以氟化钠和硝基甲酚或二硝基苯酚为基料的电杆 等防腐用)，防蛀牙用材料 (饮用水、牙膏等)，杀菌剂，杀虫剂，防腐剂等使 用；
2、用于饮水中缺乏氟化物地区儿童预防龋齿及口腔龋病的治疗；
3、小剂量主要用于骨质疏松症和Paget骨病；
4、可作为制造其他氟化物的原料或氟化工的氟化氢吸收剂；
5、可作为轻金属氟盐处理剂、冶炼精炼保护剂、核工业中用作UF3吸附剂；
6、钢和其他金属的清洗液，助焊剂及焊剂；
7、陶瓷、玻璃及搪瓷的熔剂和遮光剂，制革工业的生皮和表皮处理剂；
8、在黑色金属表面处理中作磷化促进剂，使磷化液稳定，改良磷化膜性能；
9、在密封材料和刹车片生产中作为添加剂，起增加耐磨度的作用；
10 在混凝土中作为添加剂，增强混凝土的耐腐性。 不同温度(℃)时每100毫升水中的溶解克数:
3.66g/0℃;4.06g/20℃;4.22g/30℃;4.4g/40℃
4.68g/60℃;4.89g/80℃;5.08g/100℃ 本品有毒，LD₅₀180mg/kg。能腐蚀皮肤、刺激黏膜，长期接触有损神经系统。操作人员须穿戴工作服、口罩和手套，严防中毒。 [1] 徐建国, 周贞锋, 应盛荣. 我国氟化钠生产技术的现状及发展趋势[J]. 化工生产与技术, 2011, 18(3):18-21.
[2] 陈早明, 陈喜蓉. 氟硅酸一步法制备氟化钠[J]. 有色金属科学与工程, 2011, 02(3):32-35.
[3] 王大全 主编.精细化工辞典.北京：化学工业出版社.1998.第192页.
[4] 冯湘波. 氟化钠的生产工艺及工业化[J]. 无机盐工业, 1994, (4):26- 28.
[5] 陈少萍,陈卓辉,陈佩珠 主编.口腔临床药物手册.广州：华南理工大学出 版社.2005.
[6] 周谡，张素慧，程小芹等. 氟化钠的体外遗传毒性[J]. 环境与职业医学. 2015，32（6）: 584-588.
[7] 徐元贞 主编.新全实用药物手册.郑州：河南科学技术出版社.2005.第900 页. 无色发亮晶体或白色粉末，属四方晶系，有正六面或八面体结晶。 微溶于醇；溶于水，水溶液呈酸性，溶于氢氟酸而成氟化氢钠。 在微量分析中测定钪、光电比色中测定磷及钢铁分析试剂、掩蔽剂、防腐剂 用作消毒剂、防腐剂、杀虫剂，也用于搪瓷、木材防腐、医药、冶金及制氟化物等 主要用于机械刀片和刨刀的镶钢以增强焊接强度。其次用作木材防腐剂、酿造业杀菌剂，农业杀虫剂(须染上蓝色)、医用防腐剂、焊接助熔剂、饮水的氟处理剂。还用于其他氟化物和酪蛋白胶、氟化钠牙膏的生产，以及黏结剂、造纸和冶金行业。在元素氟生产中，用于除去微量氟化氢。此外，还用于搪瓷和制药等工业。 作食品强化剂。我国规定可用于食盐，最大使用量为0.1g/kg。 作木材防腐剂,医药防腐剂，焊接助熔剂及造纸工业、本公司生产的产品是牙膏特定级;也可作饮用水的净水剂 ；制革工业的生皮和表皮处理；轻金属冶炼精练和保护层；胶合剂防腐；和沸腾钢的制造。 涂装工业中作磷化促进剂，使磷化液稳定，磷化细化，改良磷化膜性能。铝及其合金磷化中封闭具有危害性很大的负催化作用的Al3+，使磷化顺利进行木材防腐剂、农业杀虫剂、酿造业杀菌剂、医药防腐剂、焊接助焊剂、碱性锌酸盐镀锌添加剂及搪瓷、造纸业等。 熔浸法
将萤石、纯碱和石英砂，在高温(800～900℃)下煅烧，然后用水浸取，再经蒸发、结晶、干燥得成品。
CaF2+Na2CO3+SiO2→2NaF+CaSi03+C02↑
中和法
用纯碱或烧碱中和氢氟酸而得，
2HF+Na2CO3→2NaF+H2O+CO2↑
在中和锅内用母液溶解纯碱，然后加入30%的氢氟酸中和至pH值8～9，且有CO2气体逸出为止，氢氟酸中往往含有氟硅酸杂质，中和后生成氟硅酸钠；在90～95℃：下加热1h，氟硅酸钠即分解：
Na2SiF6+2Na2CO3→6NaF+SiO2+2C02↑
中和过程中pH值不得低于8，不然氟硅酸钠难被碱分解，中和液静置1h，清液经浓缩后冷却析出氟化钠结晶，再经离心分离、干燥、粉碎得成品。
氟硅酸钠法
由湿法磷酸和磷肥副产的氟硅酸，按常规方法可制得99.87%的氟硅酸钠。在84～95℃和0.15MPa的条件下反应160～180min、过量5%～8%的碱性溶液(pH值为8～9)中，生成氟化钠。
Na2SiF6+2Na2Co3→6NaF+SiO2+2C02↑
中和液静置澄清后，清液经蒸发浓缩、冷却结晶，分离后用50～60℃的热水洗涤，间接干燥得成品。 中和法在反应器中加入纯碱(用母液溶解)，然后将配成的30％氢氟酸溶液用泵打入反应器中，至Ph值达8～9时即停止加酸，搅拌使其反应，至Ph＞8～9时，再加酸至Ph 8～9，如无二氧化碳气泡逸出即为终点。反应料液静置1h后，经离心分离、干燥、粉碎，制得氟化钠成品。其
2HF+Na2CO3→2NaF+H2+CO2↑
熔浸法将萤石、纯碱和石英砂在800～900℃下煅烧，然后用水浸取，过滤，把滤液再经蒸发、结晶、干燥后，制得氟化钠成品。其
CaF2+Na2CO3+SiO2→2NaF+CaSiO3+CO2↑
氟硅酸钠法将磷肥厂废气制得的氟硅酸钠和碳酸钠按1：2的摩尔比混合，在约80℃反应，析出氟化钠结晶和硅胶，然后加入氢氧化钠，将硅胶变成可溶性硅酸盐(Na2O·2SiO2～Na2O·3SiO2)溶解。再经过滤、干燥，制得氟化钠成品。其
Na2SiF6+2Na2CO3+H2O→6NaF+SiO2·H2O+2CO2 农药 高毒 口服- 大鼠 LD50: 52 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 57 毫克/ 公斤 眼睛- 兔子 20 毫克/ 24小时 中度 不燃; 遇酸放出有毒氟化氢气体; 受热产生有毒氟化物和氧化钠烟雾 库房通风低温干燥; 与氧化剂、食品添加剂分开存放 TLV-TWA 2.5 毫克(氟)/ 立方米; STEL 5 毫克(氟)/ 立方米

严禁与其它农药或物质混