RU2188159C1 - Способ получения метаниобата лития - Google Patents
Способ получения метаниобата лития Download PDFInfo
- Publication number
- RU2188159C1 RU2188159C1 RU2001115841/12A RU2001115841A RU2188159C1 RU 2188159 C1 RU2188159 C1 RU 2188159C1 RU 2001115841/12 A RU2001115841/12 A RU 2001115841/12A RU 2001115841 A RU2001115841 A RU 2001115841A RU 2188159 C1 RU2188159 C1 RU 2188159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxygen
- lithium
- heating
- containing gas
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения метаниобата лития, применяемого в электронной промышленности. Гидроокись лития и оксид ниобия измельчают до частиц размером менее 1 мкм. Обезвоживают. Нагревают в потоке кислородсодержащего газа до температуры 850-900oС. Скорость нагрева 1-20oС/мин, преимущественно 4-10oС/мин. Кислородсодержащий газ содержит 70-100 об.% кислорода и 0,01-0,05 мас. % влаги. Результат способа - низкая энергоемкость процесса, повышение выхода монофазного порошка целевого продукта. 5 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения соединений редких элементов, в частности метаниобата лития, применяемого в различных областях электронной техники.
Из ранних публикаций известно, что в качестве исходных продуктов при получении метаниобата лития применяют различные соединения, например карбонат, окись или гидроокись лития и пятиокись или гидроокись ниобия.
Так, известен способ получения метаниобата лития реакцией взаимодействия карбоната лития с гидроокисью ниобия с последующей высокотемпературной прокалкой при температуре выше 1000oС в течение 20-30 часов [США, патент 3528765, 23-51, 1970]. Однако известный способ высокоэнергоемок и, кроме того, не обеспечивает получение продукта строго стехиометрического состава. Такие исходные продукты, как гидроокись лития и гидроокись ниобия, используют в другом известном способе синтеза метаниобата лития [СССР, а.с. 570553, С 01 G 33/00, 1977], включающем обработку гидроокиси ниобия водным раствором гидроокиси лития с последующей фильтрацией, промывкой и термообработкой при 600oС в течение 4-х часов. Выход конечного продукта в данном способе составляет 95,4%. Недостаток данного способа - сложная гидрометаллургическая схема получения конечного продукта, а также сравнительно низкий выход. В качестве способа-прототипа выбран другой известный и наиболее близкий по технической сущности способ получения метаниобата лития, который осуществляется взаимодействием пятиокиси ниобия с твердофазным карбонатом лития при температуре 1050-1100oC [Ю.С. Кузьмичев. Ниобат и танталат лития - материалы для нелинейной очистки. Изд. "Наука", Москва, 1975, стр.26].
Основные недостатки способа-прототипа высокая энергоемкость процесса, а также связанная с этим вероятность загрязнения конечного продукта посторонними примесями из материалов аппаратуры.
Для снижения энергоемкости процесса синтеза и повышения выхода целевого продукта в форме монофазного порошка разработан новый способ получения метаниобата лития, осуществляемый твердофазной реакцией взаимодействия предварительно измельченных и обезвоженных гидроокиси лития и пятиокиси ниобия при нагревании реактантов в потоке осушенного кислородсодержащего газа со скоростью 1-20oС/мин. Предпочтительно данный способ проводить при температуре 850-900oС, используя при этом для нагревания кислородсодержащий газ, содержащий 70-100 об. % кислорода и 0,01-0,05 мас.% влаги. Исходные реактанты, предпочтительно, измельчают до частиц размером 1 мкм и осушают, предпочтительно, нагреванием в потоке сухого инертного газа.
В новом способе в качестве исходных продуктов применяют оксид ниобия и гидроокись лития, что определяет механизм peaкции:
2LiOH(тв)<-->Li2O(тв)+H2O(пар) (I)
Li2O+Nb2O5=2LiNbO3 (II)
Известно, что гидроокись лития термически неустойчива и при нагревании разлагается (peaкция I). Процесс разложения гидроокиси лития начинается с температуры порядка 700oС, что подтверждено дериватограммой синтеза, полученной ДТА-методом, а затем при дальнейшем повышении температуры начинается процесс образования метаниобата лития (реакция (II). Полнота прохождения реакции контролируется методом рентгенофазного анализа.
2LiOH(тв)<-->Li2O(тв)+H2O(пар) (I)
Li2O+Nb2O5=2LiNbO3 (II)
Известно, что гидроокись лития термически неустойчива и при нагревании разлагается (peaкция I). Процесс разложения гидроокиси лития начинается с температуры порядка 700oС, что подтверждено дериватограммой синтеза, полученной ДТА-методом, а затем при дальнейшем повышении температуры начинается процесс образования метаниобата лития (реакция (II). Полнота прохождения реакции контролируется методом рентгенофазного анализа.
Исходные реактанты (гидроокись лития и оксид ниобия) берут в эквимолярном соотношении исходя из молярного соотношения 1:1 или конгруентного состава исходя из соотношения Li2O:Nb2O5=0,946:0,5.
Предпочтительно нагревание проводится до температуры 850-900oС, хотя технологически допустимы и более низкие, и более высокие температуры, при которых происходит образование метаниобата лития, но с более низким выходом, чем при оптимальной температуре нагрева. Характерным существенным признаком способа является определенная контролируемая скорость нагревания реактантов в потоке кислородсодержащего газа. Поддержание скорости нагревания на уровне 10oС/мин обеспечивает максимальный выход монофазного продукта (см. таблицу). Выбранная скорость нагревания реактантов предпочтительно составляет 4-10oС мин.
Нагревание реактивов осуществляется именно в потоке кислородсодержащего газа, который, с одной стороны, как газ-носитель уносит парообразную воду с поверхностного слоя гидроокиси лития и таким образом сдвигает равновесие обратимой реакции вправо, а, с другой стороны, благодаря своей химической природе кислород поддерживает стехиометрическое содержание кислорода в ниобате лития. Оптимальное содержание кислорода в кислородсодержащем газе 70-100 об.%, хотя возможно и меньшее. Необходимым условием процесса является применение именно осушенного кислородсодержащего газа при оптимальном содержании влаги 0,01 0,05% мас., что обеспечивает унос парообразной воды с поверхности слоя гидроокиси лития и сдвиг обратимой реакции вправо.
Исходные реактанты до их смешения измельчают и обезвоживают, что является необходимым условием реакции. Измельчение проводят любыми известными методами оптимально до размера частиц <1 мкм, что позволяет увеличить поверхность соприкосновения реактантов и обеспечить оптимальный выход целевого продукта. Последующая стадия осушки проводится для получения безводных продуктов и, таким образом, для проведения реакций по указанному выше механизму. Оптимально осуществить процесс осушки в потоке кислородсодержащего газа, применяемого и на основной стадии синтеза. Таким образом, новый способ получения метаниобата лития энергетически выгоден, отличается высокой производительностью и является экологически чистым, и позволяет получить монофазный продукт с высоким выходом 94,2- 99,8 мас.%, высокого качества, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к продуктам для электронной промышленности.
Новое изобретение иллюстрируется примерами его осуществления (см. пример 1 и табл.1).
Пример 1.
Перед проведением процесса синтеза исходные продукты (гидроокись лития (LiOH•H2O) и пятиокись ниобия (Nb2О5)) подвергают измельчению на виброносителях, снабженных плексигласовыми индивидуальными контейнерами для каждого продукта. В контейнеры емкостью 3 л загружают на 1/3 объема плексигласовые шары и измельчаемые продукты. Измельчение осуществляют, преимущественно, до частиц с размером <1 мкм. Затем измельченные продукты подвергают обезвоживанию в раздельных кварцевых реакторах, снабженных графитовыми лодочками, покрытыми пироуглеродом. Обезвоживание гидроокиси лития (0,7 кг) осуществляют нагреванием до 350oС в потоке газа до установления постоянного веса загрузки при взвешивании на электронных весах. Выход сухой гидроокиси 99,5%. Обезвоживание пятиокиси ниобия (1 кг) проводят нагреванием до 700oС в потоке сухого инертного газа, содержащего 70% кислорода. Выход сухой пятиокиси ниобия 99,5%.
После предварительных стадий смешивают измельченные и осушенные гидроокись лития (0,179 кг) и пятиокись ниобия (0,996 кг) и загружают в контейнер и тщательно перемешивают на виброносителе в течение 1 часа. Контейнер с перемешанной смесью загружают в кварцевый реактор диаметром 100 мм и длиной 1200 мм и нагревают до 850oС при скорости нагрева 4oС мин в потоке кислорода, содержащего 0,02% мас. влаги. Вес получаемого метаниобата лития 1,106 кг; выход 99,8% мас.
Примеры 2-12 проводят аналогично примеру 1, но с изменением скорости нагрева и содержания кислорода в кислородсодержащем газе.
Claims (6)
1. Твердофазный способ получения метаниобата лития взаимодействием литийсодержащего соединения с оксидом ниобия при нагревании, отличающийся тем, что используемую в качестве литийсодержащего соединения гидроокись лития и оксид ниобия предварительно подвергают измельчению и обезвоживанию, а процесс нагревания реактантов проводят в потоке осушенного кислородсодержащего газа при скорости нагрева 1-20oС/мин.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предпочтительно нагревание проводят со скоростью 4-10oС/мин.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагревание осуществляют предпочтительно до температуры 850-900oС.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ содержит предпочтительно 70-100 об.% кислорода.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ предпочтительно содержит 0,01-0,05 мас.% влаги.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что исходные реактанты измельчают предпочтительно до частиц размером менее 1 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001115841/12A RU2188159C1 (ru) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Способ получения метаниобата лития |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001115841/12A RU2188159C1 (ru) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Способ получения метаниобата лития |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2188159C1 true RU2188159C1 (ru) | 2002-08-27 |
Family
ID=20250587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001115841/12A RU2188159C1 (ru) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Способ получения метаниобата лития |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2188159C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8603678B2 (en) * | 2007-03-05 | 2013-12-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Active material containing niobium compound for use in nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery with positive electrode containing the active material |
-
2001
- 2001-06-14 RU RU2001115841/12A patent/RU2188159C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
TOHRU OHSAKA et al. Synthetic inorganic ion-exchange materials XLIV: synthesis and ion-exchange properties of cubic niobic acid (HNbО3), Materials Research Bulletin 1999, v.34, №9, p. 1441-1450, реферат. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8603678B2 (en) * | 2007-03-05 | 2013-12-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Active material containing niobium compound for use in nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery with positive electrode containing the active material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0802159B1 (en) | Method of manufacturing lithium sulfide | |
KR20180098345A (ko) | 규산염 광물로부터 리튬의 회수 | |
JP2010163356A (ja) | 硫化リチウムの製造方法 | |
US4241037A (en) | Process for purifying silicon | |
CN101445223A (zh) | 自蔓燃制备低氧含量高α-相氮化硅粉体的方法 | |
RU2188159C1 (ru) | Способ получения метаниобата лития | |
RU2188160C1 (ru) | Способ получения метатанталата лития | |
CN111647167A (zh) | 一种新型金属有机框架材料Zn-MOF及其合成方法、应用 | |
CN109678147A (zh) | 一种高纯石墨的生产方法 | |
JP2006507202A (ja) | リチウムおよびバナジウムの酸化物の結晶粉末の製造方法 | |
US3235329A (en) | Novel sodium carbonate-sodium bicarbonate compositions | |
CN113213462A (zh) | 一种石墨烯浓缩母料的制备方法 | |
JPH02188422A (ja) | シアン化ナトリウムの製造方法 | |
JPH04221389A (ja) | ジアルキル亜鉛の製造方法 | |
AU2020104380A4 (en) | Extraction Silica: Method and Technique to Extraction Silica (Dry Rice Hulls) Using Machine /Deep Learning Programming | |
US4073875A (en) | Oxidation of magnesium chloride | |
CN108238609A (zh) | 一种四水八硼酸钠的制备方法 | |
RU2554652C2 (ru) | Способ получения кобальтита лития | |
US3092459A (en) | Process for preparing nitronium hexafluorophosphate and nitryl fluoride | |
JPH04154613A (ja) | 高純度合成シリカ粉 | |
JP2011162388A (ja) | 廃液からアルカリ金属ケイフッ化物と硝酸を製造する方法 | |
RU2177910C1 (ru) | Способ получения безводной хлорид железа (ii)-содержащей шихты | |
CN107082450B (zh) | 一种Ag0.33V2O5材料的制备方法 | |
US3004825A (en) | Process for manufacture of sodium hydrosulfite | |
JPH03218917A (ja) | 三塩化ホウ素の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040615 |