Способ приготовления катализаторафторирования редких металлов илиих соединений

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскмк

Социалистических

Республик о)829166 (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено 030879 (21) 2805126/23-04 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет —.

Опубликовано 15.05.81. Бюллетень Йо 18 (51)М. Кл З . В 01 J 37/26

В 01 J 27/12

С 01 В 9/08

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК66.097 3 (0eS.8) Дата опубликования описания 15.0581

Г.А.Ягодин, Э.Г.Раков, В.И.Гончаров, А.Д.Бухарин, В.В.Остропиков и В.В.Долгов (72) Авторы изобретения (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА

ФТОРИРОВАНИЯ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ ИЛИ ИХ СОЕДИНЕНИИ

Изобретение относится к производству катализаторов фторирования,которые могут найти применение при получении фторидов редких металлов, инвертных газов и фторпроизводных органических соединений. Способ может быть использован в производстве твердых источников така для получения негигроскопичного дифторида никеля — компонента литий-никелевых фторидных батарей.

Известен способ приготовления катализатора фторирования из А1Г9 путем растворения AlF в водном -растворе HF, упаривания раствора и вы сушивания осадка (13.

Известен также способ приготовления катализатора фторирования, содержащего CrOF, путем прокаливания

/Сгсз.3H О, смешанного с углем или

S i 0 Я.

Однако A1F> CrOF не являются эффективными при фторировании редких металлов и их соединений, инертных газов и органических соединений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления дифторида никеля, являющегося лучшим катализатором процессов фторирования.

Способ заключается в том, что аморфный основной карбонат никеля обрабатывают газообразным фтористым водородом при 150-300 С 3 .

Однако гигроскопичность дифторида никеля, полученного по данному способу, достаточно высока и состав ляет 192 мг Н О на 1г М!Г за сутки при парциальном давлении паров води

12,6 мм рт.ст. и тем.ературе 20 С. о

Поглощение атмосферной влаги приводит к потере каталитических свойств.

Цель изобретения — снижение гигроскопичности катализатора °

Поставленная цель достигается

1з тем, что согласно способу приготовления катализатора, заключающемуся в том, что аморфный основной карбонат никеля фторируют при 150-300 С, катализатор дополнительно подверга20 ют термической обработке в атмосфере о инертного газа при 300-500 С.

Предлагаемый катализатор готовят в никелевой лодочке, помещенной в горизонтальный никелевый реактор диаметром 40 и длиной 400 мм. В качестве фторирующего реагента используют газообразный фтористый водород или элементарный фтор.

Пример 1. 5 г аморфного ос-, 30 новного карбоната никеля фторируют.829166

Относительная каталитическая активность при фторировании веществ

Условия синтеза катализатора

Скорость поглощения атмосферной влаги, мг Н О/г .сут

Фторирующий реагент

VO Г

V F4

3,7

200

8,4

11,4

10 5

300

8,2

3,6

11,2

10,3

400

6,1

2,9

8,2

7,4

3,6

4,2

500

1,7

4,4

600

2,4

1,3

3,8

3,6

3,2

700

1,7

2,9

Не обработанный 192 в М

2,0

1,5

4,2

4,0

200

9,5

3,2

10,8

10,7

300

9,4

3,8

12,2

11,4

400

6,7

2,5

9,3

8,2

500

4,8

2,0

8,7

5,7 газообразным фтористым водородом . при 200 C в течение 1 ч, затем в том, же реакторе полученный катализатор выдерживают в токе инертного газа азота при расходе 1 л N /мин. Условия обработки изотермические. Температуры для различных образцов 200, 300, 400, 500, 600 и 700 С.

Пример 2. 1 r аморфного основного карбоната никеля фторируют элементарным фтором при 150 С в течение 1 ч. Термическую обработку в токе инертного газа проводят аналогично примеру 1.

Исследование поглощения влаги катализаторами выполняют периодическим взвешиванием образцов катализа- 15 тора массой 0,2 r в гигроскопических условиях при парциальном давлении паров воды 12,6 мм рт.ст. и 20 С.

Такие условия создают в эксикаторе с 32%-ной серной кислотой(Р=1,24г/мл)„29

Они примерно соответствуют влажности 70%.

Испытания каталитической активности выполняют гравиметрическим методом при 255"С и давлении фтора

1 атм на примере фторирования W03, 00 Г и ОГ . Содержание катаЛизатора в исходной смеси с фторируемом веществом 1 масс.Ъ. Критерием эффективности катализатора служит величина отношения скорости каталитического фторирования веществ к скорости фторирьвания их без катализатора.

Условия синтеза катализаторов и данные по их гигроскопичности и активности приведены в таблице.

Как видно из таблицы, катализатор, подвергнутый термической обработке в атмосфере инертного газа, не поглощает атмосферную влагу или поглощает ее значительно медленнее.

Катализатор, подвернутый термической обработке в атмосфере инертного газа при 300 С, поглощает ато мосферную влагу в десять раз медленнее, чем необработанный катализатор.

Активность катализатора, обработанного IlpH 300 С, несколько выше,чем у необработанного.

829166

Продолжение таблицы

Условия синтеза катализатора

Скорость поглощения атмосферной влаги, мг Н,,О/г

И!Г,сут

Оносительная каталитическая активность при фторировании веществ

Фториру- t p. в ющий ре- М1 "С агент

03 ио с

2,9

600

2,9

1,5

4,9

2,2

700

3,9

1,2

1,8

Не обработанный 280 в й

2,3

3,1

7,8

5,6

Составитель Н.Путова

Редактор Ю.Петрушко Техред N ° Голинка Корректор К. Рошко

Заказ 2988/35 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал - НПП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Катализатор, подвергнутый термической обработке в атмосфере инертного газа при 500оС, практически не поглощает воду из влажного воздуха (РИ =12,6 мм рт.ст.; t=20 С) даже прй контакте с ним в течение трех

И в месяцев.При этом активность обработанного катализатора приближается к активности необработанного.

Меньшая гигроскопичность катализатора позволяет упростить условия

его хранения и технологические опе1 рации при каталитическом фторировании металлов или их соединений, а также избавляет от необходимости-.регенерировать катализатор, поглотивший атмосферную влагу.

Формула изобретения

Способ приготовления катализатора фторирования редких металлов или их соединений путем фторирования аморфного основного карбоната никеля при

150-300 С, отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с пониженной гигроскопичностью, катализатор дополнительно под.вергают термической обработке в ато мосфере инертного газа при 300-500 С.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 49-32707, кл. 15 E 242, опублик.1974.

2 Патент США Р 36731 13 р кл. 252-441, опублик.1972.

3. Патент CION М 3836634, кл. 423-489, опублик.1974 (прототип).