Способ получения фторидов сложного состава

 

Сухие перекристаллизованные азотнокислые соли бария и лантана или стронция и лантана смешивают с 5-кратным избытком 40-41 %-ной фтористоводородной кислоты, после отстаивания осадок отделяют, промывают фтористоводородной кислотой и этиловым спиртом, высушивают при 80-100°С и прокаливают при 400-500°С в присутствии фторида аммония в соотношении шихта: . Получают продукты состава 348aF2-5LaF3 или 34SrF2-5LaF3, пригодные для изготовления фторидного стекла. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) (ям С 01 В 9/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х ПАТЕНТУ (21) 4815763/26 (22) 09.01.90 (46) 07.06.93. Бюл. bh 21

P1) Институт химии им. В.И.Никитина (72) Г;Дадабвева, Д.Д.Икрами и Г.В.Прудиус

P3) Д.Д.Икрами (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1428700. кл. С 01 F 11/22; 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДОВ

СЛОЖНОГО СОСТАВА (57) Сухие перекристаллизованные азотнокислые соли бария и лантана или стронция

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к технологии получения фторидов сложного состава, применяемых для получения фторидного стекла в волоконной оптике.

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

Сущность способа заключается в следующем: сухие перекристаллиэованные азотнокислые соли бария, стронция и лантана, взаимодействуя с 40-41ф-ной фтористоводородной кислотой, образуют двойные фториды, и за счет избытка HF происходит дополнительная очистка продукта.

Пример. Сухие перекристаллизованные азотнокислые соли бария в количестве

88.74 г или стронция — 71,74 r и лантана в количестве 21.65 г по стехиометрии помещают в реактор из фторопласта-4. Наливают

5-кратный избыток от стехиометричвски необходимого 40-41 -ной фтористоводородной кислоты марки "ссч" в количестве 165.7 и лантана смешивают с 5-кратным избытком

40-41%-ной фтористоводородной кислоты, после отстаивания осадок отделяют, промывают фтористоводородной кислотой и этиловым спиртом, высушивают при 80-100 С и прокаливают при 400-500 С в присутствии фторида аммония в соотношении шихта:

МН4Р1:1. Получают продукты состава

348aFz-5LaFg или 34SrFz-5LaFa, пригодные для изготовления фторидного стекла. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. ю г мл для фторида бария и 167,1 мл для фторида стронция. Избыток HF берется для полноты осаждения двойных фторидов и очистки их от микропримесей металлов.

Смесь перемешивают с механической мешалкой тоже иэ фторопласта-4 в течение 5-6 ч. Полнота осаждения и очистка фторидов происходит в течение этого времени. После О отстаивания маточник декантируют, осадок промывают многократно 3 -ным раствором фтористоводородной кислоты для уда-. Ю ления ионов йОЗ и 2 раза этиловым спиртом QO для ускорения времени сушки и получения (ф сыпучего порошка. Продукт высушивают Оь при 80-100 С инфракрасной лампой. Сушка при этой температуре позволяет удалить в . основном спирт и воду. Ниже температуры

80 С процесс сушки удлиняется до 48 ч. При повышении температуры выше 100 С продут спекается, теряет сыпучесть, и размеры частиц становятся крупными. После сушки двойные фториды прокаливают при 350400 С в присутствии фторида аммония в соотношении MeFz М е Рэ;ИНАР=1;1. 8 ы1820886 бранная температура прокалки необходима для полного удаления газообразного HF.

В табл 1 приводятся основные параметры заявляемого способа.

После прокалки состав двойного фторида анализируют химическими, а содержаwe микропримесей металлов определяют спектральными методами. Содержание микропримесей в продуктах (в мас.$) приведено в табл.2. 10

Выбор 40-41 -ной фтористоводородмой кислоты основан на образовании сложных фторидов в безводном состоянии. Если концентрации фтористоводородной кислоты ниже 40, например 34, то продукт пол- 15 учается в гидратированном состоянии. При этом содержание воды колеблется от 0,8 до

1,0 моль. Концентрации HF выше 41g вызывает затруднение эксперимента эа счет повышения упругости паров HF в растворе. 20

В процессе синтеза установлено, что для полноты осаждения фторидов, а также дополнительной очистки от компонентов тяжелых металлов, требуется пятикратйый избыток фтористоводородной кислоты.

При времени выдержки реагирующих компонентов менее 5 ч, например 4 ч, двойные фториды не соответствуют указанным составам. Элементный анализ фторидов по«азывает следующее(мол. Я, ЗО

Пример 1. ЗОВаР2 ЗНР-41 абаз -. ÇHF

Пример 2, 30SrFz HF 4LaFa ÇHF;

При.удлинении времени выдержки свыше 6 ч химический состав продукта остается неизменным.. 35

При выбранной температуре сушки 80100 С иэ продуктов (пример 1 и 2) удаляются спирт и вода. Если высушивание продуктов ведется при температуре ниже 80 С, например 70 С, то процесс высушивания удлиня- 40 ется на 12 ч, следовательно происходит дополнительное загрязнение двойных фторидов, При высушивании двойных фторидов 45 при температуре 70 С в продуктах остаются : следы HF. Химический анализ фторидов от. вечает следующим составам.

Пример 1.348aFz 1,5НГ-SLaFa 1.5HF.

Пример 2. 34SrF2 ° 1,5НР-Блаз 1;5HF.. 50

При повышении температуры сушки, например. до 120 С, продукты спекаются, теряют сыпучесть и становятся комкообраэнымй.

8 заявляемом способе было показано, 55 что выбранная температура прокалки 350

400 С необходима для полного удаления газооб раз ного KF.

При температуре ниже 350 С, например

330 С, удаление газообразного HF происходит медленно и неполно. Экспериментально доказано, что при температуре прокалки

330 С во фторидах остаются следы HF u продукты отвечают составу (мол. (,).

Пример 1.34BaFz 0,5HF-5LaFs 05HF.

Пример 2. 34SrF2 . 0,5НР-51.аЕ 0,5HF.

Прокаливание при температуре 400 С дает возможность получить продукты, соответствующие заявленному составу, (мол.g):

Пример 1. 348аРр-5 аЕз.

Пример 2. 34SrFz-51.аЕз.

При более высоких температурах,. например 430 С, идет частичный пирогидролиз. что подтверждается дериватографическим исследованием.

В табл,З. приведены заданные составы двойных фторидов, пригодных для изготовления фторидного стекла, и составы элементов, полученных данным способом. двойных фторидов.

Таким образом. данный способ позволяет получить особочистый, мелкокристаллический порошок двойных фторидов состава 34BaFz-5LaFa и 24$гЕз-5ИЕз, которые являются исходными. материалами для изготовления фторидмого стекла.

Формула изобретения

1. Способ получения фторидов сложного состава, включающий обработку смеси солей соответствующих металлов фтористоводородной кислотой при перемешивании, отстаивании:реакционной смеси, отделение осадка от раствора, промывку осадка сначала раствором фтористоводородной кислоты, а затем органическим растворителем, сушку и прокалку продукта, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности получения продукта, пригоднога для изготовления фторидного стекла, в качестве солей берут сухие, предварительно перекристаллиэованные, азотнокислые соли бария и,ламтана. или стронция и ламтана обработку смеси солей ведут 40-41 -мой фтористоводородной кислотой с последующей выдержкой реакционной смеси в течение 5-6 ч;

2. Способ.по и. 1, отличающийся тем, что сушку осуществляют при 80-100 С, а прокалку ведут при 350 400 С в присутствии фторида аммония при массовой соотношении смеси солей и фторида аммония, равном 1:1.

1820886

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Составитель Г.Дадабаева

Редактор Т.Никольская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.Ãóíüêî

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