Химический способ получения вольфрамовых бронз свинца


 


Владельцы патента RU 2629298:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к области химического производства, в частности к получению вольфрамовых бронз свинца, и может быть использовано для создания новой техники, изготовления анодов химических источников тока, катодов электролизных ванн, в качестве катализаторов в органическом синтезе, материалов для полупроводниковых диодов и датчиков давления. Способ получения вольфрамовых бронз свинца заключается во взаимодействии вольфрамата свинца, оксида вольфрама (VI) и порошка металлического вольфрама в низкотемпературном эвтектическом расплаве хлоридов лития и натрия при температуре 550 – 580 °С, мас. %: PbWO4 – 4-14%, LiCl – 70-76%, NaCl – 16-20%, WO3, W остальное. Изобретение обеспечивает химический синтез вольфрамовых бронз свинца при пониженной температуре и сокращение времени синтеза. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

 

Изобретение относится к области химического производства, в частности к получению вольфрамовых бронз свинца, и может быть использовано для создания новой техники, для изготовления анодов химических источников тока, катодов электролизных ванн, как катализаторы в органическом синтезе, материалы для полупроводниковых диодов и датчиков давления. Вольфрамовые бронзы служат для покрытия некоторых металлических деталей, используются для получения высококачественных типографских красок. Они являются перспективными неорганическими материалами.

Вольфрамовые бронзы представляют собой интенсивно окрашенные чрезвычайно реакционно-способные вещества, обладающие хорошей электропроводностью.

Известен способ получения расплава для синтеза порошков оксидных вольфрамовых бронз [Патент РФ №2138445. Авторы: Шурдумов Б.К., Шурдумов Г.К., Кучукова М.А.] за счет замены электрохимического способа синтеза бронз химическим.

Недостатком данного способа являются высокие температуры получения оксидных вольфрамовых бронз.

Известен способ синтеза свинцовых оксидных вольфрамовых бронз Pb0.18WO3, Pb0.28WO3 отжигом смесей металлического свинца и вольфрамового ангидрида в кварцевых запаянных ампулах при температуре 700-1000°С в течение 7 - 60 дней [Ekstrom Т.Tilley R.J.D//J.Solid State Chem. 1978. Vol. 24. №2. P. 209-218.] Получены бронзы с областью гомогенности в интервале значений 0,01≤×≥0,18. При температуре 1000-1100°С получены бронзы с областью гомогенности 0,18≤×≥0,28. При 1000°С получены бронзы тетрагональной сингонии, а при 1100°С - ромбической сингонии.

Недостатки данного способа: синтез ведется при высоких температурах в запаянных кварцевых ампулах, а также длительное время синтеза.

Задача, решаемая изобретением, - разработка химического синтеза оксидных вольфрамовых бронз свинца в расплавах многокомпонентных систем при 550-580°С.

Поставленная задача решается тем, что в порошок вольфрамата свинца добавляют хлорид лития, хлорид натрия, оксид вольфрама (VI) и порошок металлического вольфрама, масс. %:

PbWO4 - 4-14%;

LiCl - 70-76%;

NaCl - 16-20%;

WO3, W - остальное, рассчитанные относительно вольфрамата свинца, содержащего в порошке, в соответствии с уравнением реакции

3PbWO4+2WO3+W=6Pb0,5WO3

Полученную смесь тщательно перемешивают в ступке, далее шихту переносят в тигель и в шахтной печи нагревают до температуры плавления. Расплав выдерживают при данной температуре в течение 30-45 мин (кристаллы бронз формируются на дне тигля), а затем выливают в кювету из нержавеющей стали. После охлаждения сплав тщательно перетирают в ступке и переносят в кипящую дистиллированную воду для отмывания бронзы от солей. После фильтрации бронзы высушивают при 100°С, взвешивают и определяют выход продукта. В полученном образце коричневого цвета РФА идентифицированы фазы: Pb0,5WO3, Pb0,3WO3, Pb0,45WO3, Pb0,35WO3, Pb0,46WO3, Pb0,47WO3 (чертеж).

Использование смеси хлоридов лития и натрия в ходе получения оксидных вольфрамовых бронз свинца обусловлено необходимостью понижения температуры и сокращения времени процесса синтеза.

Пример 1

В порошок вольфрамата свинца массой 0,29 г добавляют хлорид лития - 0,52 г, хлорид натрия - 0,19 г, оксид вольфрама (VI) - 0,099 г и порошок металлического вольфрама - 0,039 г, рассчитанные относительно вольфрамата свинца в эквивалентных количествах. Полученную смесь тщательно перемешивают в ступке, далее шихту переносят в тигель и в шахтной печи нагревают до температуры плавления 550°С. Расплав выдерживают при данной температуре в течение 30-45 мин (кристаллы бронз формируются на дне тигля), а затем выливают в кювету из нержавеющей стали. После охлаждения сплав тщательно перетирают в ступке и переносят в кипящую дистиллированную воду для отмывания бронзы от солей. После фильтрации бронзы высушивают при 100°С. Полученные вольфрамовые бронзы свинца в количестве 0,4117 г представляют порошок коричневого цвета. Рентгенофазовый анализ (далее РФА) и спектральный анализ (далее СА) показали, что полученные вольфрамовые бронзы свинца не содержат примесей.

Выход целевого продукта составил 96,2%.

Пример 2

Способ получения вольфрамовых бронз свинца осуществляют аналогично примеру 1. Отличием от первого примера является то, что берут вольфрамат свинца - 0,428 г, хлорид лития - 0,423 г, хлорид натрия - 0,149 г, оксид вольфрама (VI) - 0,145 г и порошок металлического вольфрама 0,058 г в эквивалентных количествах. Полученную смесь тщательно перемешивают в ступке, далее шихту переносят в тигель и в шахтной печи нагревают до температуры плавления 560°С. Расплав выдерживают при данной температуре в течение 30-45 мин (кристаллы бронз формируются на дне тигля), а затем выливают в кювету из нержавеющей стали. После охлаждения сплав тщательно перетирают в ступке и переносят в кипящую дистиллированную воду для отмывания бронзы от солей. После фильтрации бронзы высушивают при 100°С. Полученные вольфрамовые бронзы свинца в количестве 0,6089 г представляют порошок коричневого цвета. РФА и СА показали, что полученные вольфрамовые бронзы свинца не содержат примесей.

Выход целевого продукта составил 96,5%.

Пример 3

Способ получения вольфрамовых бронз свинца осуществляют аналогично примеру 2. Отличием от второго примера является то, что берут вольфрамат свинца - 0,496 г, хлорид лития - 0,38 г, хлорид натрия - 0,128 г, оксид вольфрама (VI) - 0,169 г и порошок металлического вольфрама 0,0672 г в эквивалентных количествах. Полученную смесь тщательно перемешивают в ступке, далее шихту переносят в тигель и в шахтной печи нагревают до температуры плавления 570°С. Расплав выдерживают при данной температуре в течение 30-45 мин (кристаллы бронз формируются на дне тигля), а затем выливают в кювету из нержавеющей стали. После охлаждения сплав тщательно перетирают в ступке и переносят в кипящую дистиллированную воду для отмывания бронзы от солей. После фильтрации бронзы высушивают при 100°С. Полученные вольфрамовые бронзы свинца в количестве 0,7076 г представляют порошок коричневого цвета. РФА и СА показали, что полученные вольфрамовые бронзы свинца не содержат примесей.

Выход целевого продукта составил 96,8%.

Пример 4

Способ получения вольфрамовых бронз свинца осуществляют аналогично примеру 3. Отличием от третьего примера является то, что берут вольфрамат свинца - 0,62 г, хлорид лития - 0,299 г, хлорид натрия - 0,08 г, оксид вольфрама (VI) - 0,211 г и порошок металлического вольфрама - 0,084 г в эквивалентных количествах. Полученную смесь тщательно перемешивают в ступке, далее шихту переносят в тигель и в шахтной печи нагревают до температуры плавления 580°С. Расплав выдерживают при данной температуре в течение 30-45 мин (кристаллы бронз формируются на дне тигля), а затем выливают в кювету из нержавеющей стали. После охлаждения сплав тщательно перетирают в ступке и переносят в кипящую дистиллированную воду для отмывания бронзы от солей. После фильтрации бронзы высушивают при 100°С. Полученные вольфрамовые бронзы свинца в количестве 0,8866 г представляют порошок коричневого цвета. РФА и СА показали, что полученные вольфрамовые бронзы свинца не содержат примесей.

Выход целевого продукта составил 97%.

Как следует из вышеприведенных примеров, заявляемый способ синтеза позволяет получить вольфрамовые бронзы свинца без примесей. Выход целевого продукта составляет 96,2-97%.

Технический результат: предлагаемый способ позволяет синтезировать вольфрамовые бронзы свинца в расплавах многокомпонентных взаимных систем: Li, Pb // Cl, WO4; Na, Pb // Cl, WO4; K, Pb // Cl, WO4, Li, Na, Pb // Cl, WO4; Li, K, Pb // Cl, WO4 и Na, K, Pb // Cl, WO4.

1. Способ получения вольфрамовых бронз свинца, заключающийся во взаимодействии исходных веществ вольфрамата свинца, оксида вольфрама (VI) и порошка металлического вольфрама в низкотемпературном эвтектическом расплаве хлоридов лития и натрия, мас. %:

PbWO4 - 4-14%;

LiCl - 70-76%;

NaCl - 16-20%;

WO3, W - остальное,

при температуре 550-580°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получение оксидных вольфрамовых бронз свинца ведут на открытом воздухе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения вольфрамата свинца (PbWO4) в ионных расплавах и может быть использовано при изготовлении сцинтилляционных элементов, применяемых в детекторах ионизирующих излучений высоких энергий, работающих в условиях высоких дозовых нагрузок в трактах регистрации, требующих высокого временного разрешения.

Изобретение относится к полимерным материалам, например к изделиям на основе сложнополиэфирной композиции для использования их в производстве упаковки, такой как упаковочный контейнер, преформа для контейнера, к способу изготовления их.

Изобретение относится к способу переработки растворов после карбонатного вскрытия вольфрамовых руд. Способ включает извлечение вольфрама из раствора после карбонатного выщелачивания в фазу органического анионита, извлечение вольфрама из анионита в водный продуктивный раствор с получением из него паравольфрамата аммония, возвращение растворов после извлечения вольфрама на автоклавное разложение.

Изобретение относится к способу получения паравольфрамата аммония из вольфрамового концентрата. Способ включает автоклавное содовое выщелачивание вольфрамового концентрата, регенерацию содового раствора и возвращение его на выщелачивание, концентрирование вольфрама с помощью ионного обмена на твердом анионите, регенерацию анионита десорбцией и получение паравольфрамата аммония из десорбата.

Изобретение относится к получению наноструктурного порошка вольфрамата циркония ZrW2O8. Ведут синтез прекурсора ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O из смеси растворов оксихлорида циркония, натрия вольфрамовокислого и соляной кислоты в дистиллированной воде, взятых при стехиометрическом соотношении элементов Zr : W=1:2, затем проводят термическое разложение полученного прекурсора в воздушной атмосфере при температуре 700-900 К в течение 0,75-1,5 часа при скорости нагрева до указанной температуры не выше 100 К/час.

Изобретение относится к получению нанокристаллических порошков химических соединений и может быть использовано для производства радиационно-защитных, фотокаталитических, сцинтилляционных материалов.

Изобретение относится к пирогидрометаллургии вольфрама, в частности к извлечению вольфрама из шеелитовых CaWO4 и вольфрамитовых (Fe, Mn) WO4 концентратов в виде соединений, являющихся товарной продукцией.
Изобретение относится к способу получения чистой вольфрамовой кислоты. Способ включает обработку вольфрамсодержащего сырья кислотой с получением осадка технической вольфрамовой кислоты, который обрабатывают раствором аммиака для растворения вольфрамовой кислоты и получения аммиачного раствора вольфрамата аммония.

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Способ получения ультрадисперсного порошка сложного карбида вольфрама и титана, включающий смешение вольфрам- и титансодержащих компонентов с источником углерода, прессование полученного порошка и последующую карбидизацию.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Порошки оксидных литий-вольфрамовых бронз получают при нагреве исходного состава, включающего оксид вольфрама (VI) и вольфрамат лития, до температур 570-600°C, выдерживании в течение 30 минут с последующим подъемом температуры до 650-700°C и выдерживании в течение 1 часа.

Изобретение относится к технологии получения молибдата свинца (PbMoO4) в ионных расплавах, который может быть использован при изготовлении сцинтилляционных элементов, в лазерной технике, акустооптических модуляторах, дефлекторах, что обусловлено его высокими физическими и оптическими свойствами.

Изобретение относится к технологии получения вольфрамата свинца (PbWO4) в ионных расплавах и может быть использовано при изготовлении сцинтилляционных элементов, применяемых в детекторах ионизирующих излучений высоких энергий, работающих в условиях высоких дозовых нагрузок в трактах регистрации, требующих высокого временного разрешения.

Изобретение относится к области полупроводникового материаловедения, а именно – к технологии получения тонких фоточувствительных пленок селенида свинца, широко используемых в изделиях оптоэлектроники в ИК-диапазоне 1-5 мкм, лазерной и сенсорной технике.

Изобретение относится к получению нанокристаллических порошков химических соединений и может быть использовано для производства радиационно-защитных, фотокаталитических, сцинтилляционных материалов.

Изобретение может быть использовано в полупроводниковой, пьезоэлектрической и радиоэлектронной технике. Для получения порошков титаната, или цирконата, или ниобата свинца, или титаната-цирконата свинца из 0,1-0,3М растворов нитратных комплексов титана, циркония или ниобия при рН=8±0,5 осаждают с помощью 5-10% раствора аммиака при температуре ниже 280 К гидроксиды титана, циркония, ниобия или смешанный гидроксид титана-циркония.

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, в частности к способу получения свинца стеариновокислого двухосновного стабилизатора поливинилхлорида, и может быть использовано в качестве термостабилизатора в производстве поливинилхлоридных смол и изделий из них, например, при литье под давлением, непрозрачной и полупрозрачной изоляции проводов, который также обладает сильным смазочным свойством при экструзии и тому подобное.Сущность способа получения свинца стеариновокислого двухосновного стабилизатора поливинилхлорида, заключается в следующем.

Изобретение относится к области химического синтеза карбоксилатов свинца, применяемых для получения оксидных твердых растворов, а именно к способам получения безводного ацетата свинца (II) для приготовления безводных пленкообразующих растворов цирконата-титаната свинца, и может быть использовано в технологии микроэлектроники и, в частности, для производства энергонезависимых сегнетоэлектрических запоминающих устройств.

Изобретение относится к области химического синтеза металлосодержащих растворов сложного состава, включающих как алкоксидные, так и карбоксилатные производные металлов, применяемых для получения оксидных твердых растворов с использованием золь-гель технологии, а именно к способам приготовления безводных пленкообразующих растворов для формирования сегнетоэлектрических пленок цирконата-титаната свинца с низкой температурой кристаллизации и может быть использовано в технологии микроэлектроники и, в частности, для производства энергонезависимых радиационно-стойких сегнетоэлектрических запоминающих устройств.

Изобретение относится к области химического синтеза металлосодержащих растворов сложного состава, включающих как алкоксидные, так и карбоксилатные производные металлов, применяемых для получения оксидных твердых растворов с использованием золь-гель технологии, а именно к способам приготовления безводных пленкообразующих растворов для формирования сегнетоэлектрических пленок цирконата-титаната свинца, и может быть использовано в технологии микроэлектроники и, в частности, для производства энергонезависимых сегнетоэлектрических запоминающих устройств.
Изобретение относится к области получения оксидного порошка состава Pb(Mg1/3Ta2/3O3 ) со структурой типа перовскита и может быть использовано в изготовлении материалов для пьезотехники.
Наверх