Способ получения фторидов сложного состава

 

Сухие перекристаллизованные азотнокислые соли бария, лантана, алюминия и натрия смешивают с 5-кратным избытком 40-41 %-ной фтористоводородной кислоты, а исходные соли алюминия и натрия берут на 10% больше от стехиометрического из-за растворимости образующихся/ фторидов в избытке HP. Реакционную массу отстаивают , осадок отделяют, промывают, высушивают при 80-100°С, прокаливают при 400-450°С в присутствии фторида аммония в соотношении шихта: NH,, Получают продукт состава 21ВаР2-21 аРз-4А1Рз-20№Р или 21BaF2-4LaP2-2AIF3-20NaF. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

0И 012

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (я2э С 01 В 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 481477 1./26 (22) 09,01..90 (46) 07.06.93. Бюл. N. 21 (71) Институт химии им. В.И.Ни китина (72) Г.Дадабаева, ДД.Икрами и Г.B.Прудиус (73) Д.Д. Икрами (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1428700. кл. С 01 F 11!22, 1988, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДОВ

СЛОЖНОГО СОСТАВА (57) Сухие перекристаллизованные азотнокислые соли бария, лантана, алюминия и

Изобретение относится к области получения фторидов сложного состава, применяемых для получения фторидного стекла в волоконной оптике.

Целью изобретения является обеспечение возможности получения продукта, пригодного для изготовления фторидного стекла.

Поставленная цель достигается способом получения фторидов сложного состава

21ВаР2-2LaFz-4А!Рз-20NaF и 21ВаР2-й.аРз2А!Рз-20NaF. заключающимся в контактировании перекристаллизованных сухих азотнокислых исходных солей с 40-41 ®-ной фтористоводородной кислотой и прокаливанием продукта в присутствии фторида аммония в соотношении шихта:ИН4Р=1:2 при

400-500 С в течение 1,5-2 ч.

Сущность процесса заключается в следующем: при совместном осаждении фторидов сложного состава с 5-кратным избытком

40-41 -ным раствором фтористоводородной кислоты происходит очистка от микронатрия смешивают с 5-кратным избытком

40-417-ной фтористоводородной кислоты, а исходные соли алюминия и натрия берут на 10 больше от стехиометрического из-за растворимости образующихся. фторидов в избытке HF. Реакционную массу отстаивают; осадок отделяют, промывают, высушивают при 80-100 С, прокаливают при

400-450 С в присутствии фторида аммония в соотношении шихта: NH4F-1:2, Получают продукт состава 21BaFz-2LaF>4AIF>20NaF или 218aFz-4LaFz-2А!Рз-20NaF. 2 з.п. ф-лы, 4 табл., примесей. При прокаливании фторидов сложного состава с фторидом аммония при

400-450 С получается безводный продукт, не имеющий кислородсодержащих приме- ф сей.

Выбор состава шихты связан с особенностями структуры световодов, состоящих иэ оболочки 63ZrF4-21BaFz-2!.абаз-4А!Рз- PQ

20NaF и жилы 63ZrF4-218aFz-4LaF4-2А!Рэ- Я

20NaF. Полученные по данному способу О фториды сложного состава являются одни- «р ми из наиболее чистых материалов для иэ- «О готовления фторидного стекла и могут быть рекомендованы для световолоконной оптики.

Пример. Сухие иерехристааеиаеааи- )» ные азотнокислые соли бария в количестве « Д

54,4 г, лантана — 8,6 r, алюминия — 16,5 г и натрия — 18,5 г по стехиометрии помещают в реактор из фторопласта-4, Наливают 5кратный избыток от стехиометрического необходимого 40-41 $-ной фтористоводородной кислоты марки "осч" в количестве

1820885

183,8 мл. Избыток HF берется для полноты осаждения фторидов сложного состава и очистки их от микропримесей металлов.

Смесь перемешивают с механической мешалкой тоже из фторопласта-4 в течение этого времени. После отстаивание маточник декантируют, осадок промывают многократно 37-ным раствором фтористоводородной кислоты для удаления ионов ЙОз и

2 раза этиловым спиртом для ускорения времени сушки и получения сйпучего порошка. Продукт высушивают при 80-100ОС инфракрасной лампой. Сушка при этой температуре позволяет удалить в основном спирт и воду. После сушки фториды сложного состава прокаливают при 400450 С в присутствии фторида аммония в соотношении шихта:NH4F 1:2. Выбранная температура прокалки необходима для полного удаления газообразного HF.

8 табл,1 и 2 приводятся основные параметры предлагаемого способа..

В табл.3 приведен состав микропримесей а сложных фторидах, который контролировался спектральным методом анализа.

Для полного осаждения фторидов сложного состава выбрано время выдержки в интервалах от 5-6 ч, Если время выдержки реагирующих компонентов меньше 5 ч, например 4 ч, сложные фториды не соответствуют указа н н ым составам. Элементный анализ сложных фторидов (мол. 5):

Пример 1. (198aFz-1,5LaFg-3,4А!Рз18NaF)-3HF

Пример 2. (198aFz-.3,5LaFa-1,6A!Fy

18NaF) 3HF

При времени выдержки свыше 4 ч, например 5 ч, составы фторидов соответствуют заявленным:

Пример 1. (218aFz-2LaF>4AIFa20NaF) 2HF

Пример 2. {218аЕг-4LaFa-2AIFg20NaF) 2HF

Выдерживание реагирующих компонентов 6 ч необходимо для очистки продуктов синтеза от микропримесей тяжелых металлов, оказывающих отрицательное влияние на качество волоконного световода. При удлинении времени выдержки свыше 6 ч, например 7 ч, химический состав сложных фторидов остается неизменным.

При выбранной температуре сушки 80100 С продукт освобождается от следов спирта и воды. Если сушить продукты при температуре ниже 80 С, например 70 С, то процесс высушивания удлиняется на 18 ч, следовательно, происходит дополнительное загрязнение сложных фторидов и в продуктах синтеза остаются следы HF.

Элементный анализ сложных фторидов отвечает следующим составам (мол. $).

Пример 1, (218aFz-2LaF>4AIF>

20NaF) 1,5HF.

5 ll р и м е р 2. (218aFz-4LaFa-2AIF320NaF) 1,5HF.

При повышении температуры сушки до

120ОС продукты спекаются, теряют сыпучесть и становятся комкообразными.

10 Выбранная температура прокалки при

400-450 С необходима для разложения

NH4F и полного удаления газообразного HF.

При температуре ниже 400 С, например

350ОС, процесс прокалки удлиняется до 3 ч, 15 а в продуктах синтеза остается небольшое количество HF. Элементный анализ фторидов отвечает следующим составам {мол. $).

Пример 1. (218aFz-2LaFa-4А!Рз20NaF) 0,5HF, Пример 2. (218aFz-4LaFg-2AIFB20NaF) 0,5HF.

Прокаливание при температуре 400450 С дает воэможность получить продукты, соответствующие заявленным составам.

25 При прокаливании продуктов синтеза св ше 450 С, например 510 С, происходит разложение основного продукта сопровождающееся пирогидролизом.

В табл.4 приведен заданный состав эле30 ментов во фториде, пригодном для изготовления фторидного стекла, а также состав элементов во фториде, полученном по данному способу.

Таким образом, данный способ позво35 ляет получать фториды сложного состава, пригодные для изготовления фторидного стекла в волоконной оптике.

Формула изобретения

40 1. Способ получения фторидов сложного состава, включающий обработку смеси солей соответствующих металлов фтористоводородной кислотой при перемешивании, отстаивание реакционной смеси, отделение

"5 осадка от раствора, промывку осадка сначала раствором фтористоводородной кислоты, . а затем — органическим растворителем. сушку и прокалку продукта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения воэмож50 ности получения продукта, пригодного для изготовления фторидного стекла. в качестве солей берут сухие, предварительно перекристаллиэованные, аэотнокислые соли бария. лантана. алюминия и натрия, обработку

55 смеси солей ведут 40-41$ "Hîé фтористоводородной кислотой, взятой c избытком, с последующей выдержкой реакционной смеси в течение 5-6ч, а прокалку осуществляют в присутствии фторида аммония при массо1820885

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Результаты химического анализа фторидов сложного состава. мас. 1

Составитель Г.Дадабаева

Редактор Т.Никольская Техред ММоргентал Корректор 8.Петраш

Заказ 2039 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вом соотношении смеси солей и фторида аммония, равном 1:2.

2. Способ пои. 1, от лича ющийся тем. что сушку осуществляют при 80-100 С, а прокалку — при 400-450 С.

3. Способ по и. 1, о т л и ч à ю шийся тем, что азотнокислые соли алюминия и натрия берут нэ 10 больше стехиометрически необходимого.