Способ очистки триоксида молибдена

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.

Изобретение относится к химической промышленности и электротехнике и может быть использовано при изготовлении электродных материалов в химических источниках тока. Для получения композита триоксид молибдена/углерод состава MoO3/С порошок молибдена добавляют к пероксиду водорода в соотношении (1÷2):(30÷32) соответственно и проводят гидротермальную обработку в присутствии углеродсодержащего реагента - муравьиной кислоты - в количестве, достаточном для установления 1≤рН≤3. Гидротермальнотермальную обработку осуществляют путем использования микроволнового излучения мощностью 17-19 Вт под давлением 10-12 бар при постоянном перемешивании со скоростью 100-300 об/мин. Полученный продукт фильтруют, промывают и сушат. Способ прост и технологичен, исключено использование вредных или ядовитых ингредиентов. Частицы компонентов в полученном композите равномерно распределены, что исключает их агломерацию и, как следствие, повышает качество целевого продукта. 3 ил., 3 пр.
Изобретение относится к технологии получения игольчатых монокристаллов оксида молибдена VI MoO3. Поверхность молибденовой ленты, надежно закрепленной своими концами и выгнутой кверху в виде арки, разогревают с помощью резистивного, индукционного или лучевого воздействия до температуры 650-700°С в окислительной газовой среде, содержащей от 10 до 40% кислорода и инертный газ или смесь инертных газов при давлении, превышающем 100 Па, выдерживают при этой температуре в течение не менее 10 с с момента появления паров MoO3 белого цвета, затем нагрев прекращают и молибденовую ленту остужают до 25°С, после чего нагрев возобновляют при температуре 650-700°С до образования на торцах и поверхности молибденовой ленты из паров MoO3 тонких игольчатых монокристаллов оксида молибдена длиной до 5 мм. Полученные кристаллы легко отделяются от заготовки в виде ленты, обладают высокой степенью чистоты и структурного совершенства. 2 пр.

Изобретение относится к химической технологии получения оксикарбида молибдена и может быть использовано в углекислотной конверсии природного газа в качестве катализатора. Способ получения нанокристаллического порошка оксикарбида молибдена включает испарение кислородсодержащего соединения молибдена при высокой температуре в атмосфере, содержащей инертный газ, с последующей конденсацией при охлаждении, при этом в качестве кислородсодержащего соединения молибдена используют порошок триоксида молибдена, испарение осуществляют в присутствии мочевины, взятой в соотношении триоксид молибдена:мочевина = 1:1, в условиях плазменной переконденсации в низкотемпературной азотной плазме при температуре 4000÷6000°С при мощности плазмотрона 2,4÷3,6 кВт/ч при скорости потока плазмы 50÷55 м/с и скорости подачи порошка 150-200 г/ч, а охлаждение осуществляют в потоке азота с последующим вихревым циклонированием и улавливанием на тканевом фильтре. Изобретение позволяет получать оксикарбид молибдена со структурой типа NaCl без посторонних примесей с размером частиц не более 30 нм экологически безопасным способом. 2 пр., 2 ил.

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.

Наверх