Способ получения обедненного по изотопу zn64 оксида цинка, очищенного от примеси олова и углерода


 


Владельцы патента RU 2411186:

Открытое Акционерное Общество "Производственное Объединение "Электрохимический завод" (RU)

Изобретение относится к получению оксида цинка, обедненного по изотопу Zn64, используемого в качестве добавки в системах охлаждения ядерного реактора. Порошок гидроксида цинка, полученный гидролизом обедненного по изотопу Zn64 диэтилцинка, промывают гексаном «ОСЧ» из расчета 0,005-0,006 м3 гексана на 1 кг гидроксида цинка, затем сушат при температуре 120-160°С в течение 12-16 часов и прокаливают при температуре 340-370°С в течение 14-16 часов. Изобретение позволяет снизить содержание в оксиде цинка примесей олова до менее 10-3 мас.%, углерода - до менее 0,025 мас.%.

 

Изобретение относится к технологии получения обедненного по изотопу Zn64 оксида цинка, очищенного от примесей олова и углерода, который в настоящее время используется в качестве добавки в системах охлаждения ядерного реактора. Добавление оксида цинка, обедненного по изотопу Zn64, снижает количество радиоактивного Со60, образующегося в результате облучения потоком нейтронов природного кобальта, который в свою очередь содержится в конструкционных материалах оборудования. В качестве сырья для изотопного смещения используется легколетучее соединение - диэтилцинк. Товарной формой обедненного цинка является оксид - как порошок, так и спрессованные из него методом сухого прессования таблетки. Процесс получения обедненного оксида цинка состоит из следующих основных стадий: разделение природной смеси изотопов, получение гидроксида цинка гидролизом диэтилцинка, сушкой и прокалкой его до оксида. Одной из лимитирующих примесей, содержание которой достигает 0,013 мас.%, является олово. Установлено, что примесь олова в диэтилцинке, обедненного по изотопу Zn64, содержится в виде соединения тетраэтилолова. Образование примеси тетраэтилолова происходит в результате длительного взаимодействия диэтилцинка с конструкционными материалами разделительного каскада. В результате химического передела, на последнем этапе, тераэтилолово разлагается до элементарного олова и ряда предельных углеводородов, тем самым насыщая оксид цинка примесью олова и углерода, до уровня 0,013 мас.% и 0,05 мас.% соответственно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения оксида цинка, известный из авторского свидетельства SU 1775367 (кл. C01G 9/02, 1992).

Недостатками данного способа является низкая производительность, сложное аппаратурное оформление и невозможность использования данного способа для получения оксида цинка, очищенного от примесей олова и углерода.

Задачей данного изобретения является снижение примеси олова в оксиде цинка менее 10-3 мас.%. Снижение примеси углерода в оксиде цинка менее 0,025 мас%.

Указанная задача заключается в том, что в процессе получения оксида цинка гидроксид цинка, полученный гидролизом обедненного по изотопу Zn64 диэтилцинка, промывают гексаном «ОСЧ» из расчета 0,005-0,006 м3 гексана на 1 кг гидроксида цинка, сушат при температуре 120-160°С в течение 12-16 часов и прокаливают при температуре 340-370°С в течение 14-16 часов.

Установлено, что примесь олова в диэтилцинке, обедненного по изотопу Zn64 содержится в виде соединения тетраэтилолова. Образование примеси тетраэтилолова происходит в результате длительного взаимодействия диэтилцинка с конструкционными материалами разделительного каскада.

При гидролизе диэтилцинка, обедненного по изотопу Zn64, устойчивое к действию воды и воздуха тетраэтилолово остается в гидроксиде цинка и при дальнейшей обработке (сушка при температуре 120-160°С в течение 12-16 часов и прокалка до оксида цинка при температуре 340-370°С в течение 14-16 часов) распадается на ряд предельных углеводородов и элементарное олово. Поскольку тетраэтилолово растворяется в органических растворителях при промывке гидроксида цинка гексаном удается снизить содержание олова и углерода до уровня менее 10-3 мас.% и 0,025 мас.% соответственно.

Пример №1. Порошок гидроксида цинка получают гидролизом диэтилцинка, обедненного по изотопу Zn64, промывают гексаном из расчета: на 1 кг гидроксида цинка 0,005 м3 гексана. Сушат при температуре 120-160°С в течение 12-16 часов и прокаливают до оксида цинка при температуре 340-370°С в течение 14-16 часов. Содержание основного вещества в порошке - оксид цинка после всех стадий процесса составляет 99,8%. Содержание примеси олова и углерода менее 10-3 мас.% и 0,025 мас.% соответственно.

Пример №2. Порошок гидроксида цинка получают гидролизом диэтилцинка, обедненного по изотопу Zn64, промывают гексаном из расчета: на 1 кг гидроксида цинка 0,0055 м3 гексана. Сушат при температуре 120-160°С в течение 12-16 часов и прокаливают до оксида цинка при температуре 340-370°С в течение 14-16 часов. Содержание основного вещества в порошке - оксид цинка после всех стадий процесса составляет 99,8%. Содержание примеси олова и углерода менее 10-3 мас.% и 0,025 мас.% соответственно.

Пример №3. Порошок гидроксида цинка получают гидролизом диэтилцинка, обедненного по изотопу Zn64, промывают гексаном из расчета: на 1 кг гидроксида цинка 0,006 м3 гексана. Сушат при температуре 120-160°С в течение 12-16 часов и прокаливают до оксида цинка при температуре 340-370°С в течение 14-16 часов. Содержание основного вещества в порошке - оксид цинка после всех стадий процесса составляет 99,8%. Содержание примеси олова и углерода менее 10-3 мас.% и 0,025 мас.% соответственно.

При отмывке порошка гидроксида цинка, обедненного по изотопу Zn64, гексаном количеством менее 0,005 м3 не достигается необходимый уровень очистки от примеси олова и углерода.

При отмывке порошка гидроксида цинка, обедненного по изотопу Zn64, гексаном количеством большим 0,006 м3 достигается необходимый уровень очистки от примеси олова и углерода, однако не является экономически целесообразным.

Способ получения обедненного по изотопу Zn64 оксида цинка, очищенного от примеси олова и углерода, в котором порошок гидроксида цинка, полученный гидролизом обедненного по изотопу Zn64 диэтилцинка, промывают гексаном «ОСЧ» из расчета 0,005-0,006 м3 гексана на 1 кг гидроксида цинка, сушат при температуре 120-160°С в течение 12-16 ч и прокаливают при температуре 340-370°С в течение 14-16 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения частиц нанометрового размера, которые находят применение в различных областях науки и техники, в частности, наночастицы оксидов металлов могут использоваться в медицине в качестве компонент оболочки микрокапсул для прецизионной доставки лекарств к больным органам.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в строительстве, промышленности и косметической промышленности. .
Изобретение относится к светоустойчивым полимерным композициям. .

Изобретение относится к области кристаллографии и может быть использовано для получения малоразмерных порошков на основе оксида цинка, которые обеспечивают низкопороговую лазерную генерацию ультрафиолетового излучения при комнатной температуре.
Изобретение относится к области технологии неорганических материалов, в частности к очистке оксида цинка от примеси кремния. .
Изобретение относится к области переработки водных растворов, содержащих тяжелые металлы, и может быть использовано в машиностроении для очистки кислых сточных вод, загрязненных соединениями тяжелых металлов, в частности цинка.
Изобретение относится к области технологии неорганических порошковых материалов, в частности оксида цинка. .

Изобретение относится к технологии получения высокодисперсного оксида цинка, который может быть использован в качестве адсорбента, носителя катализаторов. .

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам получения оксида цинка и к технологии переработки изотопно-обогащенного оксидом цинка сырья.
Изобретение относится к получению тонкопленочных материалов, применяемых в светотехнической, строительной, электронной отраслях техники

Изобретение относится к технологии получения оксида цинка, обедненного по изотопу Zn64, применяемого в качестве добавки в системах охлаждения ядерного реактора
Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способу получения соединений цинка и, в частности, к способу получения порошка оксида цинка
Изобретение относится к технологии получения обедненного по изотопу Zn64 оксида цинка, очищенного от примесей олова и кремния, который в настоящее время используется в качестве добавки в водный теплоноситель первого контура атомных реакторов

Изобретение относится к технологии опто- и микроэлектроники и может быть использовано для получения опалоподобных структур

Изобретение относится к способу получения оптических планарных волноводов в ниобате лития для интегральной и нелинейной оптики

Изобретение относится к технологии получения оксида цинка и может быть использовано для получения оксида цинка со смещенным изотопным составом. Способ включает получение гидроксида цинка из диэтилцинка, которое ведут в проточном реакторе в струе воды или водной пульпы, содержащей гидроксид цинка, с расходом диэтилцинка до 40 кг в час с получением пульпы, содержащей частицы гидроксида цинка. Пульпу подвергают сепарации для отделения от реакционных газов и повторно подают в реактор в качестве гидролизующего агента. После насыщения пульпы гидроксид цинка отделяют от воды отстаиванием. Гидроксид цинка сушат и разлагают до оксида цинка. Техническим результатом является безопасность процесса, которая достигается за счет моментального отвода тепла и продуктов реакции струей воды. 3 пр.

Изобретение относится к технологии получения неорганических ультрадисперсных материалов и может быть использовано в химической, металлургической, нефтехимической, электронной и медицинской областях промышленности. Способ получения ультрадисперсного оксида цинка включает взаимодействие крупнодисперсного оксида цинка с гидрокарбонатом аммония в водном растворе, отделение осадка основного карбоната цинка от водной фазы и его последующую термообработку с получением готового продукта. Реакцию крупнодисперсного оксида цинка с гидрокарбонатом аммония в водном растворе проводят при соотношении компонентов ZnO:NH4HCO3:H2O - 1:(0,6-0,8):(4,1-10,0) по массе. Термообработку основного карбоната цинка проводят в температурном интервале 200-400°С. Изобретение позволяет уменьшить расход крупнодисперсного оксида цинка на стадии получения основного карбоната цинка, снизить энергозатраты на стадии отделения промежуточного продукта - основного карбоната цинка от водной фазы, ограничить температурный интервал обработки основного карбоната цинка, а также сократить время проведения процесса и получить частицы ультрадисперсного оксида цинка с размером 10-15 нм. 2 ил., 3 табл., 4 пр.
Наверх