Способ получения фторидов редкоземельных металлов и иттрия

 

Использование: в технологии получения соединений редкоземельных металлов. Сущность изобретения: оксалаты, карбонаты, гидроксиды или активные оксиды РЗМ, полученные разложением оксалатов или карбонатов при температуре не выше 600°С, гидрофторируют фтористым водородом при температуре 380 - 550°С . 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии получения фторидов редкоземельных металлов и иттрия.

Известен способ получения фторидов редкоземельных металлов взаимодействием с фтористоводородной кислотой или ее солями в кислой водной среде [1] Однако высокая коррозионная активность среды, содержащей плавиковую кислоту, создает значительные трудности при создании оборудования для получения фторидов редкоземельных элементов и требует применения очень дорогостоящих конструкционных материалов. Кроме того, фториды РЗМ, получаемые по так называемым "мокрым" способам, содержат значительное количество оксофторидов, если их при сушке и прокалке не обрабатывать безводным фтористым водородом, при этом также увеличивается их себестоимость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения фторидов РЗМ и иттрия из их оксидов длительной обработкой (в течение 8 ч) газообразным фтористым водородом при 600-700^оС [2] Недостатком данного способа является значительная коррозия аппаратуры вследствие высокой температуры обработки оксидов, что приводит к загрязнению фторидов РЗМ и длительности процесса фторирования, требующего большого расхода фтористого водорода, и, следовательно, ухудшает экономические показатели процесса.

Сущность предлагаемого способа по- лучения фторидов РЗМ и иттрия заключается в том, что в качестве исходных материалов используют оксалаты, гидроксиды, карбонаты и оксиды РЗМ и иттрия, которые обрабатывают безводным фтористым водородом при температуре от 350 до 550^оС. Причем отличие от прототипа, позволяющее снизить температуру обработки оксидов фтористым водородом и ее длительность, заключается в том, что предварительная прокалка солей РЗМ и иттрия производится при температуре не более 600^оС, что делает возможным получение активных оксидов, из которых при вышеуказанных температурах удается получить фториды, не содержащие кислородсодержащие соединения.

П р и м е р 1. Были взяты оксалаты иттрия, диспрозия, тербия, эрбия, неодима, лантана, помещены в никелевые лодочки и обработаны безводным фтористым водородом в печи фторирования при 390-400^оС. Рентгенофазовый анализ полученного материала показал наличие одной фазы фторида РЗМ и иттрия.

П р и м е р 2. Оксалаты по примеру 1 были обработаны фтористым водородом при 360-370^оС в течение 10 ч. Рентгенофазовый анализ отметил кроме фторида наличие различного количества фазы оксофторида.

П р и м е р 3. Были взяты гидроксиды и карбонаты иттрия, диспрозия, тербия, неодима, иттербия и обработаны в статических условиях в лодочках фтористым водородом при 420-430^оС в течение 6 ч. Оценка качества полученного материала рентгенофазовым анализом показала наличие одной фазы фторида.

П р и м е р 4. Гидроксиды и карбонаты по примеру 3 были обработаны фтористым водородом при 400-410^оС в течение 10 ч. Рентгенофазовым анализом отмечено появление во фторидах тербия, эрбия, диспрозия, оксофторидов.

П р и м е р 5. Были взяты оксалаты, карбонаты по примерам 1 и 3 и подвергнуты термическому разложению в статических условиях в лодочках в муфельной печи при 560-580^оС в течение 4 ч. Рентгенофазовый анализ полученных материалов показал наличие в основном одной фазы оксида РЗМ и иттрия со следами соответствующих исходных материалов (диспрозия, тербия).

Полученные оксиды были обработаны фтористым водородом в статических условиях в лодочках в печи фторирования при 530-550^оС в течение 4 ч. По данным рентгенофазового анализа получены чистые фториды вышеуказанных РЗМ и иттрия.

П р и м е р 6. Оксиды, полученные по примеру 5, были обработаны фтористым водородом при 450-460^оС в течение 10 ч. По данным рентгенофазового анализа чистый фторид получен только для лантана и неодима, а для остальных материалов кроме фторидов отмечено различное содержание оксофторидов.

Данный способ позволяет получить более чистые фториды редкоземельных металлов и иттрия при меньшем расходе HF и меньшей температуре фторирования, что значительно снижает коррозию оборудования.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И ИТТРИЯ, включающий гидрофторирование их кислородных соединений, отличающийся тем, что гидрофторирование проводят при 380 550^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислородных соединений используют оксалаты, или карбонаты, или гидроксиды, или активные оксиды.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что гидрофторирование оксалатов ведут при 380 440^oС.

4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что гидрофторирование карбонатов и гидроксидов ведут при 420 470^oС.

5. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что гидрофторирование активных оксидов ведут при 450 550^oС.

6. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что активные оксиды получают термическим разложением оксалатов или карбонатов при температуре не выше 600^oС.