Способ очистки триоксида молибдена



Способ очистки триоксида молибдена
Способ очистки триоксида молибдена
Способ очистки триоксида молибдена
Способ очистки триоксида молибдена
Способ очистки триоксида молибдена

 


Владельцы патента RU 2610494:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) (RU)

Изобретение может быть использовано для получения триоксида молибдена высокой чистоты, используемого при выращивании монокристаллов трибората лития, при синтезе сырья для выращивания монокристаллов молибдата лития и теллуритных стекол. Очистку триоксида молибдена ведут сублимацией в вакууме. Перед очисткой триоксид молибдена смешивают с оксидом d-элемента. Полученную смесь прокаливают при температуре 650-700°C. При этом создают давление кислорода 0,2-1 атм. Прокаленную смесь очищают сублимацией в вакууме при температуре 650-715°C, осаждают очищенный триоксид молибдена в градиенте температуры 520-600°C. Сублимацию смеси в вакууме чередуют с окислением смеси при давлении кислорода 0,1-0,4 атм. Изобретение позволяет снизить количество примесей металлов в триоксиде молибдена до 10-3 мас.%, получить триоксид молибдена с фиксированным отклонением состава от стехиометрического в пределах области гомогенности фазы α-MoO3 с содержанием основного вещества не менее 99,995 мас.% и выходом очищенного продукта 82-85%, уменьшить количество отходов. 2 табл., 2 пр.

 

Заявляемое изобретение относится к технологии неорганических материалов, в частности оксидов металлов, и касается разработки способа получения высокочистого триоксида молибдена, используемого при выращивании из раствора в расплаве монокристаллов трибората лития, являющихся перспективным материалом для формирования третьей и четвертой гармоники лазера на основе иттрий алюминиевого граната, легированный неодимом, при синтезе сырья для выращивания монокристаллов молибдата лития (Li2MoO4), перспективного материала для детекторов редких явлений распада ядер, а также при синтезе теллуритных стекол, являющихся перспективными для изготовления активных и пассивных элементов волоконной и интегральной ИК-оптики.

В настоящее время доступным на отечественном рынке является триоксид молибдена марки «ЧДА», выпускаемый по ТУ 6-09-4471-77, а также препарат фирмы ООО «Ланхит», выпускаемый на основании собственной разработки, в котором суммарная чистота по 65 примесям не более 99,97 мас %. Однако упомянутый реактив не удовлетворяет современному уровню и требованиям лазерной техники, волоконной оптики и сцинтилляционных детекторов в смысле суммарной примесной чистоты.

Среди известных способов очистки триоксида молибдена можно выделить способы, основанные на переводе исходного сырья в раствор, очистке полученного раствора, осаждении и выделении смеси. Так, например, в патенте США описан способ получения чистого триоксида молибдена из низкосортного концентрата молибденита, включающий последовательные стадии окисления исходного сырья, выщелачивания, очистки полученного раствора (в том числе и многократной), выделения конечной смеси из раствора.

Однако упомянутый способ имеет ряд недостатков, а именно многостадийность, необходимость большого количества реактивов и вспомогательных материалов, а также получение в результате процесса большого количества отходов (US 20050019247 А1).

Другой способ получения чистого триоксида молибдена основан на испарении в режиме сублимации в вакууме, который включает стадии прокаливания исходного триоксида молибдена в вакууме при 550-580°C и очистке испарением в режиме сублимации в вакууме при температуре 690-780°C. Описанный способ позволяет снизить в триоксиде молибдена концентрацию K, Mg, Fe, Cu более чем на 2-3 порядка, a Na - более чем на 5 порядков. При этом выход очищенного продукта составляет 80-85%. Упомянутый способ взят в качестве ближайшего аналога (RU 2382736 С1).

Однако настоящий способ позволяет судить об эффективности очистки только 14 примесей. Кроме того, описанный способ не гарантирует получения гомогенного препарата с фиксированным отклонением состава от стехиометрического в пределах области гомогенности фазы α-МоО3.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение глубины очистки триоксида молибдена с возможностью получения препарата с фиксированным отклонением состава от стехиометрического в пределах области гомогенности фазы α-МоО3, при этом технический результат предлагаемого способа заключается в упрощении известных технологий и получении минимального количества отходов.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе очистку триоксида молибдена ведут сублимацией в вакууме, а перед очисткой триоксид молибдена смешивают с оксидом d-элемента, после чего полученную смесь прокаливают при температуре 650-700°C, при этом создают давление кислорода 0,2-1 атм, затем прокаленную смесь очищают сублимацией в вакууме при температуре 650-715°C, а затем осаждают очищенный триоксид молибдена в градиенте температуры 520-600°C, при этом сублимацию смеси в вакууме чередуют с окислением смеси, причем давление кислорода создают 0,1-0,4 атм.

Перед осуществлением способа триоксиду молибдена и оксиду d-элемента придают порошкообразную форму.

В результате отжига в атмосфере кислорода оксиды примесей образуют низколетучие тройные химические соединения или твердые растворы на их основе.

Чередование стадий сублимации в вакууме со стадиями окисления кислородом при давлении 0,1-0,4 атм обеспечивает получение фазы α-МоО3 в пределах области гомогенности, а выбор конкретного фиксированного значения давления кислорода в конкретном процессе обеспечивает получение фазы α-МоО3 с фиксированным отклонением состава от стехиометрического. При этом синтез реализуется в ходе одного цикла, а количество чередующихся стадий «сублимации-окисления» определяется экспериментально и зависит от конкретных геометрических размеров установки. Твердые отходы составляют 18-15% от исходной загрузки и их легко собирают и пускают в переработку.

Опытным путем было установлено, что проведение очистки при температуре 650-715°C с чередованием стадий сублимации в вакууме со стадиями окисления кислородом обеспечивает получение препарата с фиксированным отклонением состава от стехиометрического в пределах области гомогенности фазы α-МоО3.

Опытным путем было установлено, что добавление порошка оксида d-элемента в исходный порошок трехоксида молибдена, последующая обработка при температуре 650-715°C и сублимация трехоксида молибдена приводит к снижению содержания примесей металлов в сублимированном препарате трехоксида молибдена ниже 10-3 мас. %.

Таким образом, упомянутые отличительные признаки являются существенными, так как каждый из них необходим, а вместе они достаточны для решения поставленной задачи: получение высокочистого триоксида молибдена с пониженным содержанием примеси металлов и фиксированным отклонением состава от стехиометрического в пределах области гомогенности фазы α-МоО3, пригодного для выращивания кристаллов трибората лития, при малом количестве стадий процесса очистки и малом количестве отходов.

Пример 1

В кварцевый контейнер помещают шихту, состоящую из 400 г исходного триоксида молибдена квалификации «ЧДА» и 16 г оксида железа(III). Кварцевый контейнер с шихтой помещают в вакуумируемый реактор из кварцевого стекла и производят отжиг при температуре 650°C и давлении кислорода 0,7 атм. После отжига температуру кварцевого контейнера повышают до 715°C и вакуумируют реактор до давления остаточных газов на уровне 10-2 мм рт.ст. Проводят процесс сублимационной очистки, чередуя стадии отгонки (продолжительность 50 минут) и стадии окисления (продолжительность 5 минут, давление кислорода 0,11 атм). После проведения 6-ти циклов отгонки-окисления реактор охлаждают, напускают в него очищенный кислород и извлекают препарат сублимированного МоО3.

Вес полученного препарата 343 г, что составляет 85,8% от загрузки.

Рентгенофазовый анализ препарата не выявил наличия фаз, кроме α-MoO3.

Результаты анализа методом МС-ИСП очищенного триоксида молибдена приведены в таблице 1.

Пример 2

В кварцевый контейнер помещают шихту, состоящую из 400 г исходного триоксида молибдена квалификации «ЧДА» и 16 г оксида титана(IV). Кварцевый контейнер с шихтой помещают в вакуумируемый реактор из кварцевого стекла и производят отжиг при температуре 650°C и давлении кислорода 0,7 атм. После отжига температуру кварцевого контейнера повышают до 715°C и вакуумируют реактор до давления остаточных газов на уровне 10-2 мм рт.ст. Проводят процесс сублимационной очистки, чередуя стадии отгонки (продолжительность 50 минут) и стадии окисления (продолжительность 7 минут, давление кислорода 0,3 атм). После проведения 8-и циклов отгонки-окисления реактор охлаждают, напускают в него очищенный кислород и извлекают препарат сублимированного МоО3.

Вес полученного препарата 340 г, что составляет 85,0% от загрузки.

Рентгенофазовый анализ препарата не выявил наличия фаз, кроме α-МоО3.

Результаты анализа методом МС-ИСП очищенного триоксида молибдена приведены в таблице 2.

Таим образом, изобретение позволяет понизить уровень примесей металлов до 10-3 мас. % и получить триоксид молибдена по 65 примесям с содержанием основного вещества не менее 99,995 мас. % с выходом 82-85% очищенного продукта при осуществлении способа в один цикл с чередованием стадий окисления-сублимации.

Способ очистки триоксида молибдена, заключающийся в том, что очистку триоксида молибдена ведут сублимацией в вакууме, отличающийся тем, что перед очисткой триоксид молибдена смешивают с оксидом d-элемента, затем полученную смесь прокаливают при температуре 650-700°C, при этом создают давление кислорода 0,2-1 атм, затем прокаленную смесь очищают сублимацией в вакууме при температуре 650-715°C, осаждают очищенный триоксид молибдена в градиенте температуры 520-600°C, при этом сублимацию смеси в вакууме чередуют с окислением смеси при давлении кислорода 0,1-0,4 атм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сложному оксиду молибдена состава (VO)0.09V0.18Mo0.82O 3·0.54Н2O, а также к способу его получения. .
Изобретение относится к неорганическому синтезу, а именно к способам получения молибдованадофосфорных гетерополикислот. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в качестве магнитных материалов в электронных приборах или при производстве электрохимических устройств.

Изобретение относится к способу получения диоксида молибдена. .
Изобретение относится к области пиро- и гидрометаллургической переработки молибденсодержащего сырья, в частности содержащего сульфид молибдена. .

Изобретение относится к гидрометаллургическому получению редких металлов, в частности к процессам производства вольфрамовых и молибденовых ангидридов, включающим термическое разложение и спекание с содой с использованием отходов, содержащих неразложившиеся минералы вольфрама и молибдена с выделением двуокиси углерода.
Наверх