Способ получения двойных фосфатов элементов i и iу групп
Изобретение относится к способу получения двойных фосфатов элементов I и IV групп состава M<SP POS="POST">I</SP>M<SP POS="POST">IV</SP>(PO<SB POS="POST">4</SB>)<SB POS="POST">3</SB>, где M<SP POS="POST">I</SP> - литий, натрий, калий, рубидий, цезий M<SP POS="POST">IV</SP> - цирконий, гафний, титан, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературных ионообменников в солевых расплавах. Целью изобретения является снижение расхода реагентов и снижение отходов. Двойные фосфаты получают нагреванием смеси гидрофосфата элемента IV группы, хлорида элемента I группы и гидроксида того же элемента IV группы, взятых в мольном соотношении (2,98÷3,02):(1,99-2,01):(0,99-1,01), при 620 - 820°С в течение 30 - 40 мин. Расход реагентов снижается на 17 - 83%. Количество отходов снижается в 10 - 30 раз. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (5!)5 С 01 В 25/45
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4416701/23-26 (22) 21.03.88 (46) 23.06.90. Бюл. V 23 (71) Горьковский государственный университет им. Н.И.Лобачевского и Научно-исследовательский институт атомных реакторов им. В.И.Ленина (72) А. И. Крюкова, И.А. Коршунов, . Л.Ю.Брызгалова и- О.В.Скиба (53) 661.846:661.882(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 538987, кл. С 0! В 25/30, 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЙНЫХ ФОСФАТОВ ЭЛЕМЕНТОВ I И IU ГРУПП (57) Изобретение относится к способу получения двойных фосфатов элементов
Изобретение относится к способу получения двойных фосфатов элементов
I u IV групп состава M М (P0 ), где М - литий, натрий, калий, рубидий, цезий, Mt - цирконий, гафний, титан, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературных ионообменников в солевых расплавах.
Целью изобретения является снижение расхода реагентов и снижение отходов.
Пример 1. Смесь 0 86 r гидрофосфата циркония, О,!19 г хлорида натрия и 0.174 г гидроксида циркония при молярном cAoTHoUåíèè 3:2:1 нагревают при 820 С в течение 30 мин.
Продукт охлаждают и анализируют хими„„SU„„15 2 4 А1
I u IV групп состава М М, (PO )з, где М вЂ” .литий, натрий, калий, рубидий, цезий, М - цирконий, гафний, титан, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературных ионообменников в солевых расплавах.
Целью изобретения является снижение расхода реагентов и снижение отходов.
Двойные Фосфаты получают нагреванием смеси гидрофосфата элемента IV группы, хлорида элемента I группы и гидроксида того же элемента IV группы, взятых в мольном соотношении (2,98-3;02) (1,99-2,01):(0,99-1,0!), при 620-820 С в течение 30-40 мин.
Расход реагентов снижается на 17833. Количество отходов снижается в 10-30 раз. 3 табл. чески и рентгенографически. Соедине- ние соответствует Формуле
Nazr,(! o, ), .
Расход реагентов на 1 кг продукта М составляет, кг: цирконий 0,37; ФосФор 0,189; хлорид натрия 0,119, в известном способе расход реагентов сос- >фью тавляет соответственно 0,37, 0 253 и 0,716 кг. Количество отходов по предлагаемому способу составляет
0,075 кг НС1 на 1 кг продукта, количество отходов на получение данного продукта по известному составляет, кг :,НС1 0,149> средний Фосфат натрия
0,335, хлорид натрия О, 149.
По известному способу двойные фосфаты элементов I u IV групп получа1572994
Формула изобретения ют нагреванием хлорида элемента I группы с кислым фосфатом элемента
IV группы при 620-820 С в течение 3040 мин. Хлорид берут в шестикратном молярном избытке по отношению к фосфату. Полученный плав охлаждают и отмывают водой от растворимой части, При этом образуются отходы - сточные воды.
Пример 2. Смесь Ti(HPO4)<, С1, Т (ОН) в соотношении 2,98:2,00:
: I,01 (моль) нагревают при 780 С в т чение 30 мин. Продукт анализируют х мически и рентгенографически. Полу- 15 ч нное соединение соответствует форм ле KTi (PO ) .
Пример 3 ° Смесь Hf(HPO )z
L С1 и Hf (OH) в соотношении 3:2 01:1. о (оль) нагревают при 620 С в течение мин. Продукт анализируют химически и рентгеногрвфически. Полученное с единение соответствует Формуле ьснт в(РО ч) з .
Пример 4. Смесь Hf(HPO<)<, 25
R Cl u Hf(ОН) в соотношении 3:2:1, (оль) нагревают при 750 С в течение
3 мин. Продукт анализируют химичест. ки и рентгенографически. Полученное с единение соответствует формуле
В НК (РО ),.
Пример 5. Смесь Zr(HPO )z, ЩС1, Zx(OH)p в соотношении 3,02:
:1,99:0,99 (моль) нагревают при 750 С в течение 30 мин. Продукт анализируют химически и рентгенографически.
Полученное соединение соответствует
45p yae RbZrz(POy)q.
Пример 6 ° Смесь Ti(HPOg)<, ЩС1, Т (ОН) . в соотношении 3,02:
:2,01:0,99 (моль) нагревают при 820 С о 40 в течение 40 мин. Продукт анализируют химически и рентгенографически.
Полученное соединение соответствует формуле NaTiz(POq)q .
Пример 7. Смесь 5 34 г
Zr(ÍÐO4), 1 г Zr(OH)<, 2,11 г CsCI . (3 1:0,99 моль) нагревают при 700 С в течение 40 мин. Продукт анализируют химически и рентгенографически. Полученное соединение соответствует формуле CsZr>(PO< )> .
В табл. t и 2 приведены экспери-. ментальные данные по получению смешанных фосфатов элементов I u IV групп по предлагаемому и известному способам.
Как видно из табл. 1 и 2, изобретение позволяет значительно сократить количество отходов (табл. 1) и реагентов (табл. 2).
Таким образом, предлагаемый способ дает возможность значительно экономить расход воды и исключить сточные воды. Это дает значительный экологический эффект. Дополнительно экономится кислота, используемая для подкисления воды, для промывания получаемого продукта, и, кроме того, время на промыкание исключается из процесса.
В табл. 3 приведены данные на примере получения двойного Фосфата натрия-циркония о влиянии молярного со" отношения реагентов на количество отходов.
Как видно из табл. 3, при выходе за пределы интервалов предлагаемых молярных соотношений реагентов появляются твердые и жидкие отходы.
Способ получения двойных фосфатов элементов I u IV групп, включающий нагревание смеси гидрофосфата элемента IV группы и хлорида элемента группы при 620-820 С в течение 3040 мин, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью снижения расхода реагентов и снижения отходов, в смесь дополнительно вводят гидроксид соответствуюцего элемента IV группы при следующем молярном соотношении реагентов гидрофосфат : хлорид гидроксид, равном (2,98-3,02):(1,992,01):(0,99-1,01).
1572994
Продукт
Компоненты отходов предлагаемому известному
0,091
Кт (РО ) О, 056
LiHf (PO )y
0,050
КЬНГ2(РОФ)ъ
0,066
RbZr< (РО )>
О, 090 лат (РО ), 0,061
CsZr (РО )
0,237
О. 230
О 237
0,307
83
О, 185
0 549 . 0,143
1,113
0,549
О, 191
LiHf (РОа4
83
О, 065
0,484
О, 127
0,389
0,484
О, 170
RbHf g(PO4)g
83
О, 166
От330
0,.1 69
0,995
0.330
0,225
RbZr <(PO4)
Ыат1 (РО,)
83
0,218
О. 238
0,231
1 315
0,238
От307
0,145
0,869
CsZr< (PO< ) О, 281
0 303
0 155
17
1,685
0-303
0,207
Количество отходов на 1 кг получаемого продукта, кг, по способу
0,362
О 542
О 371
0, 226
О, 179
0,126
0,200
0.481
0,332
0,264
0,634
0,438
0,361
0,404
0,290
0.823
0,243
0,237
0,567
Фосфор
Хлористый калий
Гафний
Фосфор
Хлористый литий
Гафний
Фосфор
Хлористый рубидий
Цирконий
Фосфор
Хлористый рубидий
Титан фосфор
Хлористый натрий
Хлористый цирконий
Цирконий
Фосфор
Табли ца 1
НС1
К РОф
КС1
НС1
Li>PO
LiC1
НС1
Rb РОф
RbCI
НС1
Pb Р0
RbC1
НС1
Ла,РО
ЯаС1
Cs РО
НС1
С1
CsC1
1572994
Табли ца 3
Количество отходов на 1 кг продукта другие, кг
Молярное соотношение
Ег(НРО ) .NaCl:Zr(ÎÍ)„
НС1, кг
1,90: 1,О
2,01 : 0,80
1,99 : 1,01
1,8 . 0,8 .
3 10 : 2 00 : 0,99
3,10 : 2,10 : 1,00
0,09!
0,091
Соста вител ь Г. Цели ще в
Техред И, Ходанич Корректор С. Черни
Редактор Н.Гунько
Заказ 1620 Тираж 408 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Гагарина, 101
298".
2 98
2 70
3,00
2,98
2,98
3,01
3,00
3,0
1,99
2,01
2,10
2,01
0 99
1,00
1,01
1,00
1,2
0,86
0,097
0 90
0,091
0,092
0,О91
0.091
0,091
0,091
ZrP@O<
NagPO<
NaC1
ХтО
9Р От
NaC1
NaC1
ZrO
ZrP@O7
ИазРО
Р О
0,045
О, 009
О, 052
О, 033
О, 074
О, 091
0,001
О, 031
0,03
О, 003
О, 028
