Способ получения фосфорнокислыхсолей тантала или ниобия

 

<г гг В27382

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцггалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.07.79 (21) 2795648/23-26 с присоединением заявки № (51) М, Кл.з

С 01В 25/26

Государственный комитет (23) Приоритет

СССР по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17

Ф (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (53) УДК 661.635 (088.8) (72) Авторы изобретения Н. Г. Черноруков, Н. П. Егоров, А. И. Забелин и Т. А. Галанова -; (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОКИСЛ ЫХ СОЛ Ей

ТАНТАЛА ИЛИ НИОБИЯ

М: НзРО4 — — 1: 5. Образующиеся гелеобраз ые осадки отделяют фильтрованием, отмывают от примеси фосфата калия, переносят в тпглп и прокаливают при 1000 С в течение 3 — 5 ч. Образующиеся продукты отвечают кристаллическим соединениям состава

М ОРО4, где М вЂ” ниобий или тантал (21.

Изобретение относится к способу получения фосфорнокислых солей тантала или ниобия общей формулы М"ОРО4, где М— ниобий, тантал, которые проявляют полупроводниковые свойства. 5

Известен способ получения соединений состава М ОРО4, где М вЂ” ниобий, тантал, основанный на высокотемпературном синтезе, включающем сплавление окислов

Nb Os или ТазОз с ангидридом фосфорной 10 кислоты Р О5 при температуре 1000 — 1200 С пли взаимодействие водорастворимых соединений ниобия или тантала с избытком фосфорной кислоты с последующим прокаливанием образующихся гелеобразных гид- 15 ратированных осадков при 1000 С и очисткой их выщелачиванием в воде от посторонних примесей (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения фосфорнокислых 20 солей ниобия и тантала, который включает предварительное переведение соединений ниобия или тантала в водорастворимую форму. Для этого окислы Nb205 или Та Ов сплавляют с КОН при 800 — 900 С в моль- 25 ном отношении M20 . КОН=1: 2,5. Плав переводят в течение 3 — 5 дней в водный раствор в виде ниобата или танталата калия и прибавляют к нему избыток фосфорнОй кислоты в мольном отношении 30

Недостатками данного способа являются высокая температура, используемая на стадии получения исходных реагентов и конечного продукта; многостаднйность и длительность процесса получения конечного продукта.

Целью изобретения является сокращение времени процесса и снижение температуры плавления.

Поставленная цель достигается способом, включающим обработку соединений ниобия или тантала реагентом — фтористоводородной и азотной кислотами при мольном соотношении металла, фтористоводородной и азотной кислот, равном 1: 7— — 10: 2 — 5, а затем фосфорной кислотой при мольном соотношении металл: фосфорная кислота, равном 1: 2 — 5, далее выдерживают раствор при повышенной температуре до образования кристаллического осадка. Затем его отделяют и прокаливают при 300 — 350 С в течение 1 — 5 ч.

827382

Формула изо бретения

Составитель В. Гродзовская

Техред И. Заболотнова

Корректор Е. Осипова

Редактор T. Клюкина

Заказ 1138/12 Изд. № 379 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Сапунова, 2

Типография, пр.

По данным химического анализа в каждом из соединений для NbOPO4.

Найдено, /о. Nb 45,50; Р 15,21; О 39,29.

Вычислено, %. Nb 45,57; P 15,19; О 39,24.

Для ТаОРО4

Найдено, %.. Та 61,91; Р 10,56; О 27,53.

Вычислено, %; Та 61,99; P 10,61; О 27,40.

Рентгенографическое и ИК-спектроскопическое исследование позволило установить принадлежность синтезированных соединений к кристаллическим фосфатам пиобия и тантала состава NbOPO4 и ТаОРО4.

Предложенный способ позволяет вести прокаливание при более низких температурах и сократить длительность процесса за счет исключения стадий сплавления и выщелачивания.

Пример 1. К 10 г металлического ниобия или к 15 г МЬ О5, помещенным в полиэтиленовый стакан, добавляют 34 мл

40%-ного раствора HF и 16 мл 60 /,-ного раствора НХОз (М: HF: Нг10з= l: 7: 2).

После полного растворения металла или его окисла к образующемуся раствору добавляют 15 мл 85% -ного раствора НзРО4 (М: Н,РО4 — — 1: 2) и нагревают содержимое стакана на водяной бане в течение 10 ч до выпадения белого кристаллического осадка.

Осадок отделяют фильтрованием через воронку Бюхнера, промывают 100 мл

5%-ного раствора НМОз, переносят в фарфоровую чашку и подвергают термической дегидратации в муфельной печи при температуре 300 С в течение 3 ч. Выход продукта, отвечающего составу NbOPO4, равняется 21,3 г, что соответствует в пересчете на ниобий 97%.

П р им ер 2. К 10 r металлического Nb или 15 г NbqOq добавляют 48 мл 40%-ного раствора HF и 41 мл 60%-ного раствора

НХОз (М: HF: НМОз= 1: 10: 5) . К полученному раствору добавля;от 37 мл

85 /о-ного раствора Н,РО4 (М: НзРО4 ——

=1: 5). Последующие операции аналогичны примеру 1. Выход NbOPO4 составляет

21,1 r или 9бю/о.

Пример 3. 10 г металлического Та или

12 г Та 05 растворяют при нагревании в смеси 17 мл 40%-ного раствора HF и 8 мл

60 /о-ного раствора НКОз (М: HF: НИОз ——

1: 7: 2). К полученному раствору добавляют 8 мл 85%-ного раствора НзРО о

20 5

50 (М: НзРО4 — — 1: 2) и затем упаривают его па водяной бане в течение 20 ч до образования белого кристаллического осадка. Последующие операции аналогичны примеру 1.

Выход составляет 15 г ТаОРО4 или 93 в пер есч ете на Та.

Пример 4. К 10 r металлического ниобия или к 15 г Nb Os, помещенным в полиэтиленовый стакан, добавляют 34 мл

40/о-ного раствора HF и 16 мл 60 -ного раствора НМОз (M: HF: НХОз — — 1:7:2).

После полного растворения металла или его окисла к образующемуся раствору добавляют 15 мл 85%-ного раствора НзРО4 (М: НзРО4 — — 1; 2) и нагревают содержимое стакана на водяной бане в течение 10 ч до выпадения белого кристаллического осадка. Осадок отделяют фильтрованием через воронку Бюхнера, промывают 100 мл

15%-ного раствора HN03, переносят в фарфоровую чашку и подвергают термической дегидратации в муфельной печи при температуре 350 С в течение 3 ч. Выход конечного продукта, отвечающего составу

NbOPO4, равен 21,3 r, что соответствует в пересчете на ниобий 97%.

Способ получения фосфорнокислых солей тантала или ниобия общей формулы

М ОРО4, где М вЂ” тантал, ниобий, включающий обработку соединений металлов сначала реагентом, а затем фосфорной кислотой, отделение осадка и прокаливание его, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени процесса и снижения температуры прокаливания, в качестве реагента берут фтористоводородную и азотную кислоты при мол ьном соотношении металла, фтористоводородной и азотной кислот, равном 1: 7 — 10: 2 — 5, а фосфорную кислоту берут в мольном соотношении металл: фосфорная кислота, равном 1:2—

5, с последующим выдерживанием раствора при повышенной температуре до образования кристаллического осадка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Mat. Res. Rull., 6, 1157, 1971.

2. J. Am. Chem. $ос., 73, № 11, 509, 1951.