Способ получения гранул поликристаллических окислов металлов ш и 1у групп главной подгруппы периодической системы элементов

 

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Q П И С А Н И Е (ц 654278

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (6!) Дополнительное к авт. свил-ву

2 (22) Заявлено 27.12.76(21) 2434366/23-04 (5() М. ((л.

В 01 3 17/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гасударственный пеьетет

СССР еа делан кэебретекхк и аткрыткк

Опубликовано 30.03,70Бюллетень №. 12 (53) УДК 542.65 (088.8) Дата опубликования описания 02.04.79

В. Г. ?Кибоедов, В. N. Макаров, A. С. Скотников, А. 3. Волынец, E. В. Гаврилова, IC. Д. Третьяков и В. А. Фокин (72) Автори изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

ОКИСЛОВ МЕТАЛЛОВ Щ И IV ГРУПП ГЛАВНОЙ

ПОДГРУППЫ ТАБЛИЦЫ МЕНДЕЛЕЕВА

Настоящее изобретение относится к области получения поликристаллических окислов металлов.

Известен способ получения гранул поликристаллических материалов криохимическим методом, который заключается в том, что растворы исходных компонентов распыляют под давлением в не смешивающуюся с растворителем жидкость, охлажденную до низких температур. При этом капли, быстро замерзая, превращаются в полидисперсные криогранулы, которые затем подвергают сублимационной сушке.

В результате получают кристаллические порошкообразные окислы металлов (1).

Ближайшим решением поставленной задачи является способ получения гранул поликристаллических окислов металлов Ц1

26 и Югрупп таблицы Менделеева путем введения потока монодисперсных капель раствора азотнокиспых солей этих металлов, образующихся при вибрационном воз2 действии, в хладагент для замораживания с последующей сублимационной суш-, кой и термообработкой (2).

Недостатком известного способа являеся невозможность получения прочных гранул поликристаллических окислов.

С целью ликвидации указанного недостатка, согласно настоящему изобретению, исходные азотнокислые растворы предварительно обрабатывают гидроокисью ам- . мония go рН 0,5-2,5, а затем раствором крахмала или производного целлюлозы.

Пример 1. Для получения гра. нулированной окиси циркония берут нитрат цирконила 2т 0(МО ) 2НзО и готовят 100 мл 0,5 М раствора соли в во де (13,35 г соли на 86,65 г К О ) ..

Приготовленный раствор обрабатывают водным раствором аммиака до рН 2,5.

После этого к раствору прибавляют 15 мл

10%-ного раствора оксипропилцеллюлозы.

После перемешивания раствор под давлением газообразного азота (0,5 BTM) з:ставлшот вытекать из фильеры с диа654278

495

495

5-7

99,5

+ 5

+ 8-10 (для целых гранул) 65-96

1,0-2,2

Пылевидная фракция, %

0,01

5,0 метром 200 мкм. Одновременно фильере сооб|цают вертикальные колебания с частотой 2,2 кГц. Поток образовавшихся монодисперсных капель направляют в геко сан, охлажденный до — 94 С. Полученные гранульi отделяют фильтрованием и подвергают сублимационной сушке в вакуумной камере при давлении несконденсировавшихся паров 0,1 мм. рт. ст. и о темпера туре греющих плит 75-80 С.

Удаление паров осуществляют на поверх. ности конденсатора-десублиматора, темпе, о ратура которого (60 C) поддерживает ся циркуляцией хладагента. Общая продолжительность сушки составляет 6 ч.

Высушенные гранулы подвергают термическому разложению в тонком слое при скорости нагрева 300 град/ч.

Пример 2. Раствор нитрата цирконила готовят, как описано в примере 1.

После этого его обрабатывают 10%-ным раствором аммиака до рН 0,5. К обрабо танному раствору прибавляют 25 мл 6% ного раствора поливинилового спирта. По. лученный после перемешивания раствор подвергают распылению, замораживанию и сублимационной сушке, а также терми» ческому разложению в режимах, описанных в примере 1.

Пример 3. Раствор нитрата цир конила готовят, как описано к примере 1.

После этого его обрабатывают 10%-ным раствором аммиака до рН 1,5. К обрабо танному раствору прибавляют 20 мл

7,5%-ного раствора крахмала. Полученный после перемешивания раствор подо.

Температура разложения, С

Выход целых гранул, %

Отклонение от сферичности, %

Плотность гранул после спекания, % от теоретической

Нагрузка разрушения после спекания при 1000 С, кг/гранула вергают распылению, замораживанию, суб лимационной сушке и термическому разложению в режимах, описанных в примере 1.

Пример 4. Для получения грану лированной окиси гафния берут нитрат гафнила и готовят 100 мл 0,5М раствора соли в воде (15,94 r соли на 84,06 мл

Н О) . Приготовленный раствор обрабаты2 вают водным раствором аммиака до рН

1,5. После этого к раствору прибавляют

20 мл 10%-ного раствора оксиэтилцеллюлозы. После интенсивного перемешивания раствор под давлением газообразного азота (0,5 атм) заставляют вытекать из фильеры с диаметром 150 мкм. Одновре« менно фильере сообщают вертикальные колебания с частотой 2,9 кГц. Последующее замораживание, сублимационную сушку и термическое разложение осуществляют в

З режимах, описанных в примере 1.

Пример 5. Иля получения гранулированной окиси иттрия берут нитрат иттрия и готовят 100 мл 0,6 М раствора

- соли в воде (16, 49 г соли на 83,51 r

Н О ). Приготовленный раствор обраба2 тывают водным раствором аммиака до рН 2,5. После этого к раствору прибавляют 15 мл 10%-ного раствора оксипро3О пилцеллюлозы. Полученный после перемешивания раствор подвергают распылению, замораживанию, сублимационной сушке и термическому разложению в режимах, описанных в примере 1.

В таблице приведены свойства ZpQ>> полученной предлагаемыми известными способами.

654278

Формула изобретения

С ав » Я. Дуринс я

Редактор В. Минасбекова Техред Л. Алферова, Корректор А. Кравченко

Заказ 2269/4 Тираж 876

ПНИИПИ Государсчт чного комитета СССР по делам изобретенн. и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, способ по данной заявке позволяет получать гранулы, имею-. щие высокую механическую прочность.

Это обеспечивает резкое увеличение выхода целых гранул, не разрушающихся и 3 после термической обработки. Значительная прочность гранул обеспечивает отсут» ствие пылящих фракций, что особенно важно при работе с токсическими и радиоактивными веществами. Кроме того, сохра-1й пение сферической формы гранул улучшает текучесть и прессуемость порошков, необходимые при высокоавтоматизированных методах прессования.

Способ получения гранул поликристаллических окислов металлов Ш и 1Ф групп главной подгруппы таблицы Менделеева путем введения потока монодисперсных капель раствора азотнокислых солей этих металлов, образующихся при вибрационном воздействии, в хладагент для замораживания с последующей сублимационной сушкой и термообработкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения механической прочности гранул, исходный раствор азотнокислых солей обрабатывают гидроокисью аммония до рН 0,5-2,5, а затем раствором крахмала или производного целлюлозы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Kiln Y.S.,Monfovte Г. Р.„Вой .Яо)е;

Ceram. Soe ., 1971, 50, ¹ 6, 532.

2. Авторское свидетельство СССР № 545133, кл. С 04 В 35/ОО, 1974.