RU2424189C1 - Method of producing high-purity strontium fluoride - Google Patents
Method of producing high-purity strontium fluoride Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424189C1 RU2424189C1 RU2009148449/05A RU2009148449A RU2424189C1 RU 2424189 C1 RU2424189 C1 RU 2424189C1 RU 2009148449/05 A RU2009148449/05 A RU 2009148449/05A RU 2009148449 A RU2009148449 A RU 2009148449A RU 2424189 C1 RU2424189 C1 RU 2424189C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strontium
- nitrate
- purity
- temperature
- carried out
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения фторидов щелочноземельных металлов, в частности фторида стронция высокой чистоты, который применяется в качестве исходного сырья для оптической керамики, оптического стекловарения, производства лазерных материалов.The invention relates to a technology for the production of alkaline earth metal fluorides, in particular high purity strontium fluoride, which is used as a feedstock for optical ceramics, optical glass melting, and the production of laser materials.
Известно три основных метода синтеза фторидов щелочноземельных металлов, в том числе и фторида стронция. Это так называемые жидкофазный, газофазный и твердофазный методы. Жидкофазный метод осуществляют с применением жидкофазных фторирующих агентов, например фтористоводородной, фторсульфоновой, кремнефтористоводородной кислот, водных растворов фторида аммония, фторидов щелочных металлов. Газофазный метод осуществляют с использованием газофазных фторирующих агентов, например газообразного фтора, фтористого водорода. Твердофазный метод, протекающий на основе реакции твердофазного синтеза из твердых фторсодержащих соединений, осуществляют, например, из фторидов щелочных металлов и твердых металлсодержащих соединений, например хлоридов щелочноземельных металлов. Общий недостаток газофазного и твердофазного методов - высокая энергоемкость процессов, объясняемая высокими температурами синтеза (порядка 600-1000°С и выше). Например, известно получение фторида стронция нагреванием смеси хлорида стронция и фторида калия до температуры порядка 600-750°С в присутствии 5-10 вес.% фтористоводородной кислоты, с последующим охлаждением расплава с определенной скоростью (300-500°С в час) до получения однородного порошка с размером зерен порядка 20 мкм [SU 632653, C01F 11/22, 1978). В качестве способа-прототипа выбран другой известный способ получения фторида стронция, который по технологии значительно отличается от нового способа, но касается получения продукта высокой чистоты. Фторид стронция по известному способу получают из фторида щелочного металла, например дигидрата фторида натрия, и хлорида стронция. Данный процесс проводят в пирографитовом реакторе, который до начала синтеза прокаливают в вакууме при температуре порядка 1300°С, а затем остывший реактор промывают фтористоводородной кислотой, тонкий слой которой наносят на поверхность реактора. Основная стадия фторирования проводится при температуре 750°C в течение 3-х часов (SU 802178, С01В 9/08, 1981). Получаемый данным способом фторид стронция содержит основного вещества более 99,5 мас.% и лимитированных примесей (Si, Pb, Mn, Cu, Fe, Cr, Ni, Na, К) на уровне 0,05-0,001 мас.% (каждого элемента).Three basic methods are known for the synthesis of alkaline earth metal fluorides, including strontium fluoride. These are the so-called liquid-phase, gas-phase and solid-phase methods. The liquid phase method is carried out using liquid phase fluorinating agents, for example, hydrofluoric, fluorosulfonic, hydrofluoric acids, aqueous solutions of ammonium fluoride, alkali metal fluorides. The gas-phase method is carried out using gas-phase fluorinating agents, for example gaseous fluorine, hydrogen fluoride. The solid-phase method, proceeding on the basis of the solid-phase synthesis reaction from solid fluorine-containing compounds, is carried out, for example, from alkali metal fluorides and solid metal-containing compounds, for example, alkaline earth metal chlorides. A common drawback of gas-phase and solid-phase methods is the high energy intensity of the processes, explained by high synthesis temperatures (of the order of 600-1000 ° C and above). For example, it is known to obtain strontium fluoride by heating a mixture of strontium chloride and potassium fluoride to a temperature of about 600-750 ° C in the presence of 5-10 wt.% Hydrofluoric acid, followed by cooling the melt at a certain speed (300-500 ° C per hour) to obtain homogeneous powder with a grain size of the order of 20 microns [SU 632653, C01F 11/22, 1978). As a prototype method, another known method of producing strontium fluoride is selected, which according to the technology differs significantly from the new method, but concerns the production of a high-purity product. Strontium fluoride by a known method is obtained from alkali metal fluoride, for example sodium fluoride dihydrate, and strontium chloride. This process is carried out in a pyrographic reactor, which is calcined before vacuum in a vacuum at a temperature of about 1300 ° C, and then the cooled reactor is washed with hydrofluoric acid, a thin layer of which is deposited on the surface of the reactor. The main fluorination stage is carried out at a temperature of 750 ° C for 3 hours (SU 802178, СВВ 9/08, 1981). Obtained by this method, strontium fluoride contains a basic substance of more than 99.5 wt.% And limited impurities (Si, Pb, Mn, Cu, Fe, Cr, Ni, Na, K) at the level of 0.05-0.001 wt.% (Of each element )
Основные недостатки способа-прототипа - высокая температура синтеза, приводящая к загрязнению получаемого продукта конструкционными материалами, и недостаточно высокая чистота конечного продукта, не удовлетворяющая современным требованиям, предъявляемым к продуктам высокой чистоты.The main disadvantages of the prototype method are the high synthesis temperature, which leads to contamination of the resulting product with structural materials, and the insufficient purity of the final product, which does not meet modern requirements for high purity products.
Целью создания нового способа явилась разработка малоэнергоемкого, эффективного процесса получения высокочистого фторида стронция, по своей чистоте удовлетворяющего требованиям современных отраслей техники.The purpose of the new method was to develop a low-energy, efficient process for producing high-purity strontium fluoride, which in its purity meets the requirements of modern branches of technology.
Новый способ получения высокочистого фторида стронция осуществляют взаимодействием 5-25%-ной фтористоводородной кислоты с предварительно очищенным водным раствором нитрата стронция, который очищают контактированием с наногидратом нитрата алюминия, взятым в количестве, составляющем 2 мас.% в расчете на сухой нитрат стронция, и при перемешивании со скоростью 50-80 оборотов в минуту, с последующим подщелачиванием до pH 8,0-8,2 и фильтрацией на вакуум-фильтре, причем очищенный раствор нитрата стронция и фтористоводородную кислоту, взятую с 10%-ным избытком от стехиометрии, подают одновременно параллельными потоками в реактор и перемешивают при температуре 50-60°С со скоростью 700-900 оборотов в минуту, после чего выпавший осадок фторида стронция отделяют, промывают высокочистой водой, сушат при температуре 120-150°С.A new method for producing high-purity strontium fluoride is carried out by reacting 5-25% hydrofluoric acid with a pre-purified aqueous solution of strontium nitrate, which is purified by contacting with aluminum nitrate nanohydrate, taken in an amount of 2 wt.% Calculated on dry strontium nitrate, and with stirring at a speed of 50-80 rpm, followed by alkalization to pH 8.0-8.2 and filtration on a vacuum filter, the purified solution of strontium nitrate and hydrofluoric acid taken with 10% and to the stoichiometry, it is fed simultaneously in parallel flows to the reactor and stirred at a temperature of 50-60 ° C at a speed of 700-900 rpm, after which the precipitated strontium fluoride precipitate is separated, washed with high-purity water, dried at a temperature of 120-150 ° C.
На стадии очистки нитрата стронция фильтрацию осуществляют на вакуум-фильтре с фильтрующей тканью и мембраной марки ПВХ-0,25 или СПА-0,25.At the stage of purification of strontium nitrate, filtration is carried out on a vacuum filter with a filter cloth and a membrane of grade PVC-0.25 or SPA-0.25.
Сушку синтезированного фторида стронция проводят при 120-150°С, предпочтительно, в течение 5-6 часов.The synthesized strontium fluoride is dried at 120-150 ° C, preferably for 5-6 hours.
Все стадии получения высокочистого фторида стронция проводят в многосекционном устройстве, снабженном фильтром для очистки воздуха.All stages of obtaining high-purity strontium fluoride are carried out in a multi-section device equipped with a filter for air purification.
Существенным признаком нового способа является применение в качестве исходного стронцийсодержащего соединения хорошо растворимого нитрата стронция, предварительно очищенного в реакторе, расположенном в едином многосекционном устройстве, помещенном в бокс, снабженный фильтром для очистки воздуха.An essential feature of the new method is the use as a starting strontium-containing compound of highly soluble strontium nitrate, previously purified in a reactor located in a single multi-section device, placed in a box equipped with a filter for air purification.
Режимы стадии очистки нитрата стронция, а именно количество используемого наногидрата нитрата алюминия (2 мас.% от массы безводного нитрата стронция), скорость перемешивания (50-80 оборотов в минуту), pH стадии соосаждения примесей (pH 8,0-8,2), температура на конечной стадии обработки (60-70°С), а также тип вакуум-фильтра (с фильтрующей тканью и мембраной марки ПВХ-0,25 или СПА-0,25), все в комплексе обеспечивают оптимальную очистку исходного нитрата стронция от примесей металлов.The modes of the stage of purification of strontium nitrate, namely the amount of aluminum nitrate nanohydrate used (2 wt.% Of the mass of anhydrous strontium nitrate), mixing speed (50-80 rpm), pH of the stage of coprecipitation of impurities (pH 8.0-8.2) , the temperature at the final stage of processing (60-70 ° C), as well as the type of vacuum filter (with a filter cloth and a membrane of the PVC-0.25 or SPA-0.25 brand), all together provide optimal cleaning of the starting strontium nitrate from impurities of metals.
В качестве очищающего продукта используют чистый кристаллический наногидрат нитрата алюминия, например, квалификации х.ч. или чда, который перемешивают с раствором исходного нитрата стронция реактивной чистоты, оптимально 20%-ным раствором. После подщелачивания этой смеси, например, 10%-ным гидроксидом натрия высокой чистоты образуется осадок гидратированного оксида алюминия, выполняющий функцию коллектора, на котором соосаждаются примеси металлов, присутствующие в исходном нитрате стронция. После последней стадии фильтрации выделяется высокочистый нитрат стронция, который по результатам химико-спектрального анализа содержит следующие примеси (мас.%): Fe 0,00001-0,000005, Mn, Cr, Ni, Cu<0,000001 (каждой), Со 0,0000005.As a cleaning product, pure crystalline aluminum nitrate nanohydrate is used, for example, chemically pure grade or chda, which is mixed with a solution of starting strontium nitrate of reactive purity, optimally with a 20% solution. After alkalizing this mixture with, for example, high-purity 10% sodium hydroxide, a precipitate of hydrated alumina forms, which acts as a collector on which metal impurities present in the starting strontium nitrate are deposited. After the last stage of filtration, high-purity strontium nitrate is released, which according to the results of chemical spectral analysis contains the following impurities (wt.%): Fe 0.00001-0.000005, Mn, Cr, Ni, Cu <0.000001 (each), Co 0.0000005.
Основная стадия фторирования проводится в реакторе, выполненном из фторопласта, при оптимально выбранных режимах: при температуре 50-60°С, скорости перемешивания 700-900 оборотов в минуту и при использовании 10%-ного от стехиометрии количества фтористоводородной кислоты высокой чистоты, а также температуре сушки, промытого предварительно высокочистой водой, полученного фторида стронция. Проведение процесса фторирования в этих условиях обеспечивает высокую эффективность самого процесса фторирования, а также обеспечивает получение тонкодисперсного высокочистого фторида стронция, содержащего 99,9 мас.% основного вещества и лимитированных примесей (мас.%): Fe 0,00005, Mn, Cu, Cr, Ni<0,000005 (каждой), Со 0,000001 с гранулометрическим составом 3-30 мкм.The main stage of fluorination is carried out in a reactor made of fluoroplastic, with optimally selected modes: at a temperature of 50-60 ° C, a stirring speed of 700-900 rpm and when using 10% of stoichiometry the amount of high purity hydrofluoric acid, as well as temperature drying, washed previously with high purity water, obtained strontium fluoride. Carrying out the fluorination process under these conditions ensures high efficiency of the fluorination process itself, and also provides the preparation of finely dispersed high-purity strontium fluoride containing 99.9 wt.% Of the basic substance and limited impurities (wt.%): Fe 0.00005, Mn, Cu, Cr , Ni <0.000005 (each), Co 0.000001 with a particle size distribution of 3-30 μm.
Ниже изобретение иллюстрируется следующими примерами.Below the invention is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
Исходный 20%-ный водный раствор нитрата стронция, в количестве 500 мл, приготовленный растворением в дистиллированной воде нитрата стронция реактивной чистоты, заливают в реактор, выполненный из оргстекла и снабженный мешалкой. Затем в реактор вносят 2 г кристаллического нитрата алюминия наногидрата квалификации х.ч., перемешивают со скоростью 50 оборотов в минуту до полного растворения кристаллов и вводят 10%-ный раствор гидроксида натрия ос.ч. 18-3 до pH 8,0, перемешивают содержимое до образования осадка гидратированного оксида алюминия, после чего реакционную смесь нагревают до 60°С, выдерживают при этой температуре и охлаждают до комнатной температуры. Образовавшуюся суспензию разделяют на вакуум-фильтре с фильтрующей тканью и мембраной марки ПВХ-0,25. Получают очищенный раствор нитрата стронция, который по результатам химико-спектрального анализа содержит примеси (мас.%): Fe 0,00001, Mn, Cu, Cr, Ni<0,000001 (каждой), Со 0,0000005.An initial 20% aqueous solution of strontium nitrate, in an amount of 500 ml, prepared by dissolving reactive purity strontium nitrate in distilled water, is poured into a reactor made of organic glass and equipped with a stirrer. Then, 2 g of crystalline grade aluminum crystalline nanohydrate of chemically pure grade are introduced into the reactor, stirred at a speed of 50 revolutions per minute until the crystals are completely dissolved and a 10% solution of sodium hydroxide os. 18-3 to a pH of 8.0, mix the contents until a precipitate of hydrated alumina is formed, after which the reaction mixture is heated to 60 ° C, kept at this temperature and cooled to room temperature. The resulting suspension is separated on a vacuum filter with a filter cloth and a PVC-0.25 membrane. A purified solution of strontium nitrate is obtained, which according to the results of chemical spectral analysis contains impurities (wt.%): Fe 0.00001, Mn, Cu, Cr, Ni <0.000001 (each), Co 0.0000005.
Далее процесс фторирования проводят в реакторе из фторопласта, снабженном мешалкой, в который одновременно параллельными потоками подают 20%-ный раствор очищенного нитрата стронция (500 мл) и раствор 5%-ной фтористоводородной кислоты ос.ч. 27-5 (570 г). Фторирование проводят при 50°С и скорости перемешивания 700 оборотов в минуту. После отключения мешалки и охлаждения реакционной массы до комнатной температуры отделяют кристаллы образовавшегося фторида стронция на фильтре из пористого фторопласта, промывают их высокочистой водой до полного удаления нитрат-ионов (по реакции с дифениламином) и сушат в платиновой чашке при 120°С в течение 5 часов. Получают фторид стронция (58 г), содержащий 99,9 мас.% основного вещества и примесей (мас.%): Fe 0,00005, Mn, Cu, Cr, Ni<0,000005 (каждой) и Со 0,000001. Грансостав 3-30 мкм.Next, the fluorination process is carried out in a fluoroplastic reactor equipped with a stirrer, into which at the same time 20% solution of purified strontium nitrate (500 ml) and a solution of 5% hydrofluoric acid are fed in parallel flows. 27-5 (570 g). Fluorination is carried out at 50 ° C and a stirring speed of 700 rpm. After the stirrer is turned off and the reaction mixture is cooled to room temperature, the crystals of strontium fluoride formed are separated on the filter from the porous fluoroplastic, washed with high-purity water until nitrate ions are completely removed (by reaction with diphenylamine) and dried in a platinum cup at 120 ° C for 5 hours . Strontium fluoride (58 g) is obtained containing 99.9 wt.% Of the basic substance and impurities (wt.%): Fe 0.00005, Mn, Cu, Cr, Ni <0.000005 (each) and Co 0.000001. Granular composition of 3-30 microns.
Пример 2.Example 2
Процесс осуществляют аналогично примеру 1, изменяя только некоторые параметры, указанные ниже.The process is carried out analogously to example 1, changing only some of the parameters listed below.
Процесс очистки раствора нитрата стронция проводят при его перемешивании с наногидратом нитрата алюминия со скоростью 80 оборотов в минуту, а стадию подщелачивания гидроксидом натрия проводят до pH 8,0. После образования осадка гидратированного оксида алюминия реакционную массу нагревают до 70°С, выдерживают и охлаждают, после чего суспензию разделяют на вакуум-фильтре с фильтрующей тканью и мембраной марки СПА-0,25.The process of purification of a solution of strontium nitrate is carried out with stirring with aluminum nitrate nanohydrate at a speed of 80 revolutions per minute, and the stage of alkalization with sodium hydroxide is carried out to pH 8.0. After the formation of a precipitate of hydrated alumina, the reaction mass is heated to 70 ° C, maintained and cooled, after which the suspension is separated on a vacuum filter with a filter cloth and a SPA-0.25 membrane.
Процесс фторирования очищенного нитрата стронция 25%-ной фтористоводородной кислотой (115 г) проводят при температуре 60°С и при скорости перемешивания 900 оборотов в минуту. Процесс сушки конечного фторида стронция проводят в платиновой чашке при температуре 150°С в течение 6 часов.The process of fluorination of purified strontium nitrate with 25% hydrofluoric acid (115 g) is carried out at a temperature of 60 ° C and at a stirring speed of 900 rpm. The drying process of the final strontium fluoride is carried out in a platinum cup at a temperature of 150 ° C for 6 hours.
Получают фторид стронция (58 г) с содержанием основного вещества 99,9 и лимитированных примесей (мас.%): Fe 0,00005, Mn, Cu, Cr, Ni<0,000005 (каждой), Со<0,000001. Грансостав 3-30 мкм.Strontium fluoride (58 g) is obtained with a basic substance content of 99.9 and limited impurities (wt.%): Fe 0.00005, Mn, Cu, Cr, Ni <0.000005 (each), Co <0.000001. Granular composition of 3-30 microns.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148449/05A RU2424189C1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Method of producing high-purity strontium fluoride |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148449/05A RU2424189C1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Method of producing high-purity strontium fluoride |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2424189C1 true RU2424189C1 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=44752461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009148449/05A RU2424189C1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Method of producing high-purity strontium fluoride |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2424189C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105366704A (en) * | 2015-12-02 | 2016-03-02 | 四川华南无机盐有限公司 | Coarse grain strontium fluoride and preparation method therefor |
-
2009
- 2009-12-28 RU RU2009148449/05A patent/RU2424189C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105366704A (en) * | 2015-12-02 | 2016-03-02 | 四川华南无机盐有限公司 | Coarse grain strontium fluoride and preparation method therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5424562B2 (en) | Method for producing cesium hydroxide solution | |
JPS5973421A (en) | Preparation of zeolite l | |
TW200906714A (en) | Method for producing hexafluorophosphate salt | |
JP2002518281A (en) | Production method of potassium sulfate | |
CN103058235B (en) | Method of removing calcium with magnesium sulfate and high-purity magnesium sulfate | |
RU2424188C1 (en) | Method of producing high-purity calcium fluoride | |
JP5132225B2 (en) | Amorphous spherical aluminum silicate, method for producing the same, and preparation using the aluminum silicate. | |
JPS62502683A (en) | chemical purification method | |
RU2424189C1 (en) | Method of producing high-purity strontium fluoride | |
WO2019144475A1 (en) | Method for preparing high-valence iron salt | |
RU2424187C1 (en) | Method of producing high-purity barium fluoride | |
JP2006335578A (en) | Leaflet-like gypsum dihydrate and its manufacturing method | |
JP2006507202A (en) | Method for producing crystal powder of oxide of lithium and vanadium | |
RU2323879C2 (en) | Method to manufacture salts of dodecahydro-closo-dodecaboric acid | |
JP3314184B2 (en) | Method for producing swellable silicate | |
JPH024534B2 (en) | ||
JPS6335414A (en) | Manufacture of sodium tetraborate pentahydrate | |
CN103420935B (en) | Method of processing sodium saccharin crystallized mother liquid | |
JPH05507054A (en) | A simple method for producing swellable layered silicates | |
JP2828349B2 (en) | Method for producing tin trifluoromethanesulfonate | |
JPH0692247B2 (en) | Method for producing magnesium silicofluoride | |
FR2953509A1 (en) | Preparing crystallized solid metallophosphate having AFI structure type comprises mixing phosphate anion-, trivalent element- and fluoride anion source with ionic liquid having 1-butyl-3-methylimidazolium salt and ionothermally treating | |
CA2040109A1 (en) | Process for producing potassium sulfate and hydrochloric acid | |
CN114751440B (en) | Simple green template-free method for preparing anhydrous CaSO 4 Method for preparing micro/nano crystal and product | |
CN1202005C (en) | Process for preparing calcium metaborate from borax and lime |