Способ получения фторидов щелочно-земельныхили редкоземельных элементов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()))802178 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Зая влено 22.07.76 (21) 2388740/23 -26 с присоединение((в заявки М (28) Приоритет (5 3 ) M. Кл.

С 01 В 9/08 тнеуднрвтввнный каинтет

СССР

Ао делам нзабретеннй н атнрытнй

Опубликовано 07.02,81. Бюллетень М 5 (53) УДК 66.094. .402(088.8) Дата опубликования описания 07.02.81 (72) Авторы изобретения

Ф. К. Волынец, Э. Г. Черневская, И.- А. Иванова, Б. А, Борисов, В. В. Воронов и Б, Н. Пичугин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДОВ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ

ИЛИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к технике (синтеза химических реактивов и может быть исполь-зовано в производстве фторидов щелочноземельных и редкоземельных элементов.

Известен способ получения фторидов щелочS ноземельных и редкоземельных элементов осаждением фторидов из водных растворов (11.

Недостатком известного способа является присутствие синтезируемых реактивных органических и кислородсодержащих примесей, что препятствует использованию их в ряде технологических процессов, например в производстве оптической керамики.

Наиболее близким по .технической сущности является способ получения фторидов щелочноземельных или редкоземельных элементов, включающий смешение фторидов щелочных и хлоридов щелочноземельных или редкоземельных элементов, плавление шихты при температуре 700 800 C (в платиновом реакторе в окислительной атмосфере, кристаллнзащпо и охлаждение, В связи с сильным схватыванием плава с платиной при температуре 400 реактор зали2 веют водой или погружают в воду для облегчения отделения продуктов синтеза от стенок: реактора. Этот способ обеспечивает получение реактивов более высокой степени чистоты, однако еще загрязненных кислородсодержащими

«примесями (21.

Недостатком известного способа является дороговизна процесса из-за использования платиновых реакторов, а также из-за повышенного расхода платины за счет взаимодействия с агрессивным фторидным ра(нтлавом и механического разрушения при деформации и реставрации и сложность процесса вследствие того, что план спекается с платиновым реактором, а это создает большие трудности для извлечения продуктов реакции, которое осуществляют заливкой водой высокотемпературного (400 С) реактора.

Целью изобретения является удешевление процесса эа счет исключения применения пла тиновых pcfsKTopOB и упрощения процесса за счет исключения стадии обработки плава водой при 400 С.

02178

5D

3 8

Поставленная цель достигается описываемым способом получения фторидов щелочноземельных или редкоземельных элементов, включающим смешение фторидов щелочных и хлоридов щелочноземельных или редкоземельных элементов, плавление шихты при температуре

700-800 С в огнеупорном реакторе, охлаждение плава, причем плавление осуществляют

l в восстановительной атмосфере в реакторе из углерода, внутренние стенки которого покрывают слоем фтористого водорода, а после охлаждения плав обрабатывают дистиллированной водой при кипячении и сушат этиловым спиртом, Отличительными признаками способа являют, ся следующие: плавление в восстановительной1 атмосфере в реакторе из углерода, внутренние стенки которого покрывают слоем фтористого водорода, обработка плава после охлаждения дистиллированной водой при кипячении и сушка этиловым спиртом.

Фториды щелочноземельных элементов (кальция, бария, стронция), синтезируемые по данному способу, получаются квалификации выше

"осч", например:

BaF> Ъ 99,5 вес.%

Хлориды (С1) -- не более 0,04

Кремний 10 3

Свинец ээ 1 10-3

Марганец — ", 1 ° 10

Медь и 1. IP-4

Железо 1 10-а

Хром и 1, 10-3

Никель м 1, IP-э

Натрий 1 ° 10 2

Калий. 5. 10-

Содержание кислородных примесей более чем на порядок ниже по сравнению с реактивами, полученными известными способами.

Кислородсодержащие примеси, являющиеся причиной интенсивного рассеяния света в, получаемых из синтезируемых фторидов кристаллов и оптической керамике, в связи с отсутствием доступных методов анализа в настоящее время оценивается по "технологической пробе"— качеству. и прежде всего — прозрачности оптической керамики или монокристаллов. Оптическая керамика, например фтористого бария, спрессована из реактива, синтезированного в восстановительной атмосфере по данному способу, имеет высокие и равномерное пропускание в инфракрасной и видимой области спектра, чего нельзя получить в обычных условиях синтеза. с использованием платиновых реакторов.

Реактор из утлерода обеспечивает создание слабо-восстановительных. условий, которые способствуют защите фторидов от кислорол„содержащих примесей; а нанесение раствора

25 зо

35 фтористого водорода — от возможных включе. ний углерода от графитового реактора, а так-, же и кислородсодержащих включений; промывка же этиловым спиртом обеспечивает получение сыпучих материалов, что устраняет необходимость истирания комковатого плава и также способствует повышению чистоты.

1l р и м е р 1. Графитовый реактор в виде цилиндрического стакана диаметром

150 мм и высотой 150 мм с крышкой покрывают слоем пирографита (внутреннюю и наружную поверхности) . Пирографитовое покрытие создает дополнительную защиту синтезируемого материала от загрязнения углеродом.

В тигель заливают около 50 см плавиковой киспоты и встряхиванием наносят тонкий слой кислоты на внутренние стенки тигля, после чего остатки кислоты сливают. Для предотвращения обгорания графита на наружную поверхность тигля наносят тонкий слой шамотной массы. Высушенный тигель заполняют шихтой следующего состава, г.

BaC I > — 900

KF 2Н О вЂ” 900 и загружают в кварцевьгй стакан, плотно закрывающийся крышкой, что также предохраняет реактор от окисления, и помещают в печь сопротивления.

Фтористый барий синтезируют при температуре 730-750 в течение около 3 час.

Побочный продукт — хлористый калий, отмывают дистиллированной водой при кипячении; освобождающийся фтористый барий заливают раствором этилового спирта и затем высушивают, последнее обеспечивает получение некомковатого, сыпучего материала.

Пример 2. Синтезируют фтористый стронций — шихту в составе

SrC12 — 0,5

NaF 2H>O — 0,2 тщательно смешивают и загружают в пирографитовый реактор. Как в примере "1" реактор предварительно прокаливают в вакууме — 1 10 4 — 1 ° 10 мм рт.ст. при температуре 1300; остывший реактор промывают раствором фтористого водорода и тонкий слой его наносят на внутреннюю поверхность реактора, наружную поверхность покрывают слоем шамотной массы или синтетической намазки; шихту увлажняют 30 см плавиковой кислоты и прокаливают при температуре около 750 в течение 3 час. Побочный хлорид натрия отмывают дистиллированной водой при кипячении; осажденный фтористый стронций увлажняют этиловым спиртом и высушивают при температуре около 150"Ñ.

Пример 3. Синтезируют фтористый кальций.

802178 d щнй смещение фторндов щелочных н хлоридов щелочноземельных илн редкоземельных элементов, плавление шихты при температуре

700-800 С в огнеупорном реакторе, охлаждениеплава, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса за счет исключения применения платиновых реакторов, упрощения процесса эа счет исключения стадии обработки плава водой при 400 С, 1(плавление осуществляют в восстановительной атмосфере в реакторе из углерода, внутренние стенки которого покрывают слоем раствора фтористого водорода, а после . охлаждения план обрабатывают дистиллированной

1ч водой при кипячении и сушат этиловым спиртом.

Составитель Л. Ситнова

Техред M. Гопника Корректор й. Муска

Редактор И. Квачадзе

Тираж 516 Подписное

ВНИИПИ Государственного коь.итета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10491/21

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

Пирографитовый реактор прокаливают при температуре 1300 в вакууме 10 10 мм рт-ст.; промывают раствором фтористого водорода (плавнковой кислотой) и тонкий слой оставляют на внутренней поверхности реактора; наружную поверхность обмазывают синтетической намазкой.

Шихту в составе СаС4 — 0,5 кг и

NaF — 0,2 кг тщательно перемешивают, загружают в пирографитовый реактор и увлажняют 30 см плавиковой кислоты. Тигель с шихтой выдерживают в течение 2 час при температуре 750 С и охлаждают до комнатной температуры. Хлористьй натрий отмывают дистиллированной водой при кипячении до отсутствия реакции на хлор, полученный продукт дополнительно увлажняют этиловым спиртом и высушивают в термостате при температуре 150 С.

Формула изобретения

Способ получения фторидов щелочноземельных или редкоземельных элементов, включаю- °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Саймонс Д. Фтор и его соединения. М., 1953, с. 34.

2. Синюкова И. А., Степанов И. В. Рост кристаллов. Изд-во АН СССР, 1959, с. 115.