RU2445269C1 - Способ получения трифторидов редкоземельных элементов - Google Patents
Способ получения трифторидов редкоземельных элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445269C1 RU2445269C1 RU2010126809/05A RU2010126809A RU2445269C1 RU 2445269 C1 RU2445269 C1 RU 2445269C1 RU 2010126809/05 A RU2010126809/05 A RU 2010126809/05A RU 2010126809 A RU2010126809 A RU 2010126809A RU 2445269 C1 RU2445269 C1 RU 2445269C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trifluorides
- rare
- earth elements
- producing
- room temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к способу получению трифторидов редкоземельных элементов, применяемых в лазерной и инфракрасной технике. Способ получения трифторидов редкоземельных элементов заключается в воздействии на порошки полуторных сульфидов α-Ln2S3 (Ln=La-Dy) с размером 30-60 мк, фтористоводородной кислоты с концентрацией не менее 50%, взятой в избытке 30-50%, при комнатной температуре до окончания выделения газа сероводорода. Вводный раствор кислоты декантируется с осадка. Оставшуюся жидкую фазу удаляют при вакуумной сушке, остаточном давлении до 1 Па и нагреве в интервале температур от комнатной до 60-80°C. Полученный порошок термически обрабатывают в вакууме 0,1 Па при температурах до 200°С. Изобретение обеспечивает эффективное получение трифторидов редкоземельных элементов с минимальным содержанием примесных кислородсодержащих фаз. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к способу получения трифторидов редкоземельных элементов (РЗЭ) с минимальным содержанием примесных кислородсодержащих фаз, применяемых в лазерной и инфракрасной технике.
Известен способ получения трифторидов РЗЭ [1, 2, 4], заключающийся в растворении исходного соединения - полуторного оксида РЗЭ Ln2O3 (Ln=La-Dy) в концентрированной соляной или серной кислоте и дальнейшем осаждении трифторидов РЗЭ фтористоводородной кислотой из раствора. Фтористоводородную кислоту вводят до концентрации 2-5 г/л HF при 30-85°С и выдерживают в течение 0,5-1,5 ч, после чего осадок трифторидов редкоземельных элементов отделяют от маточного раствора фильтрацией. Полученный осадок несколько раз промывают фтористоводородной кислотой, после чего жидкую фазу выпаривают. Высушенный осадок смешивают с шестикратным избытком NH4HF2, смесь прессуют и нагревают в потоке азота до 400°С.
Протекающие процессы отражают уравнения реакций:
Ln2O3 + 6HCl [3H2SO4] = 2LnCl3 [Ln2(SO4)3] + 3H2O
LnCl3 + 3HF = LnF3 + 3HCl
Основные недостатки способа состоят в следующем: низкая степень извлечения трифторидов РЗЭ из кислотных растворов при действии фтористоводородной кислоты (70-80%) и относительная длительность процесса не менее 0,5 ч. Реакция осаждения трифторидов РЗЭ происходит неполно, увеличение продолжительности процесса более 1,5 ч нецелесообразно, так как не происходит заметного увеличения степени извлечения трифторидов [3].
Задача заявляемого изобретения - разработать эффективный способ получения трифторидов LnF3 (Ln=La-Dy) с минимальным содержанием примесных кислородсодержащих фаз.
Технический результат изобретения заключается в минимизации побочных реакций, привносящих в трифториды редкоземельных элементов кислородсодержащие фазы.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения трифторидов редкоземельных элементов (РЗЭ), заключающемся в воздействии на соединения РЗЭ фтористоводородной кислоты с последующей обработкой шихты, особенностью является то, что в качестве исходного соединения используют порошки полуторных сульфидов α-Ln2S3 (Ln=La-Dy) с размером 30-60 мк, воздействие фтористоводородной кислоты с концентрацией не менее 50%, взятой в избытке 30-50%, проводится при комнатной температуре до окончания выделения газа сероводорода - H2S (выдержка до 1 минуты), водный раствор кислоты декантируется с осадка, оставшуюся жидкую фазу удаляют при вакуумной сушке, остаточном давлении до 1 Па и нагреве в интервале температур от комнатной до 60-80°С, полученный порошок термически обрабатывают в вакууме 0,1 Па при температурах до 200°С.
Минимальное содержание примесных кислородсодержащих фаз обеспечивается двумя факторами:
- использованием исходных полуторных сульфидов α-Ln2S3 стехиометрического состава;
- условиями протекания реакции, позволяющими минимизировать вероятность побочных реакций, привносящих в получаемые трифториды кислородсодержащие фазы.
При приливании фтористоводородной кислоты к порошку полуторного сульфида РЗЭ в течение 1-5 секунд протекает гетерогенная химическая реакция:
Ln2S3 + 6HF = 2LnF3↓ + SH2S↑
В течение протекания реакции выделяется сероводород. В процессе реакции сразу образуется продукт LnF3, находящийся в твердой фазе с плотной зеренной структурой, компактно сформированной в жидкой фазе. Образование газообразного сероводорода, удаляющегося из зоны реакции, определяет смещение равновесия в сторону продуктов реакции, а именно соединений LnF3. Уменьшается количество остающихся продуктов реакции. Водный раствор фтористоводородной кислоты декантируют с осадка образовавшегося трифторида РЗЭ через 1 минуту после приливания фтористоводородной кислоты, что минимизирует возможные побочные реакции, например образование оксифторидов при контакте LnF3 с водой. Оставшуюся жидкую фазу удаляют при вакуумной сушке, остаточном давлении до 1 Па и нагреве в интервале температур от комнатной до 60-80°С. Для укрупнения полученных частиц LnF3 (Ln=La-Dy) и придания им большей химической инертности полученные трифтоиды термически обрабатывают в вакууме при 0,1 Па при температурах до 200°С.
Особенность данного метода в том, что условия получения трифторидов РЗЭ обеспечивают минимальную вероятность попадания в продукты примесных кислородсодержащих фаз, так как в качестве исходного соединения используются порошки полуторных сульфидов α-Ln2S3 (Ln=La-Dy) стехиометрического состава, не содержащие примеси кислородсодержащих фаз. Взаимодействие полуторных сульфидов α-Ln2S3 с плавиковой кислотой протекает в течение 1-5 секунд с интенсивным выделением сероводорода (H3S) (после чего прекращается выделение газа), в результате образуются нерастворимые трифториды. Условия проведения синтеза исключают образование примесных кислородсодержащих фаз. За время проведения процесса практически не протекает реакция гидролиза порошка α-Ln2S3. Быстрота взаимодействия значительно сокращает время процесса, уменьшает количество операций при работе с фторсодержащими реагентами.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Пример 1. Навеску 5.0 г порошка (30-60 мк) полуторного сульфида лантана в альфа-модификации α-Ln2S3 помещаем в стеклоуглеродный тигель и небольшими порциями приливаем фтористоводородную кислоту (концентрацией не менее 50%). При комнатной температуре процесс интенсивно протекает в течение 1-5 секунд и сопровождается выделением газа сероводорода. Водный раствор фтористоводородной кислоты декантируют с осадка образовавшегося трифторида через 1 минуту после приливания фтористоводородной кислоты, оставшуюся жидкую фазу удаляют при вакуумной сушке, остаточном давлении до 1 Па и нагревании до 60-80°С. Полученный порошок трифторида лантана (LnF3) термически обрабатывают в вакууме 0,1 Па при температурах до 200°С. По данным весового анализа выход LaF3 составляет более 99,95% (0,05% технологические потери). По данным РФА полученный продукт обладает фазовой однородностью и присутствует только фаза LaF3.
Осуществление изобретения позволяет повысить фазовую однородность трифторидов РЗЭ, уменьшить количество операций при работе с фторсодержащими реагентами, что значительно упрощает и сокращает время процесса. Продуктами являются трифториды РЗЭ с минимальным содержанием примесных кислородсодержащих фаз.
Список литературы
1. Greis О. Ein Beitrag zur Strukturchemie der Selten-Erd-Trifuoride /Greis O., Petzel T. // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. - 1974. - Band 403. - Heft 1, s.1-96.
2. Федоров П.П., Соболев Б.П. Морфотропные переходы в ряду трифторидов редкоземельных элементов. - Кристаллография, 1995. - Том 40. - №2. - С.315-321
3. Андрианов А.М., Русин Н.Ф., Буртненко Л.М. и др. Влияние основных параметров процесса на эффективность выщелачивания РЗЭ из фосфогипса серной кислотой. // ЖПХ. - 1976, т.49, №3, с.636-638.
4. Патент Российской Федерации RU 2109686 «Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса». Дмитриев А.О., Яковлева Е.Ю., Шемякин B.C., Мартынов А.И.
Claims (1)
- Способ получения трифторидов редкоземельных элементов (РЗЭ), заключающийся в воздействии на соединения РЗЭ фтористоводородной кислоты и последующей обработке шихты, отличающийся тем, что в качестве исходного соединения используют порошки полуторных сульфидов α-Ln2S3 (Ln=La-Dy) размером 30-60 мкм, воздействие фтористоводородной кислоты с концентрацией не менее 50%, взятой в избытке 30-50%, проводится при комнатной температуре до окончания выделения газа сероводорода - H3S (выдержка до 1 мин), водный раствор кислоты декантируется с осадка, оставшуюся жидкую фазу удаляют при вакуумной сушке, остаточном давлении до 1 Па и нагреве в интервале температур от комнатной до 60-80°С, полученный порошок термически обрабатывают в вакууме 0,1 Па при температурах до 200°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010126809/05A RU2445269C1 (ru) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Способ получения трифторидов редкоземельных элементов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010126809/05A RU2445269C1 (ru) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Способ получения трифторидов редкоземельных элементов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010126809A RU2010126809A (ru) | 2012-01-10 |
RU2445269C1 true RU2445269C1 (ru) | 2012-03-20 |
Family
ID=45783360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010126809/05A RU2445269C1 (ru) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Способ получения трифторидов редкоземельных элементов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445269C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500502C1 (ru) * | 2012-06-06 | 2013-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ФТОРСУЛЬФИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ LnSF |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2028275C1 (ru) * | 1992-01-04 | 1995-02-09 | Иртышский химико-металлургический завод | Способ получения фторидов редкоземельных металлов |
RU2109686C1 (ru) * | 1996-02-01 | 1998-04-27 | Акционерное общество закрытого типа "Техноген" | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса |
RU2328448C1 (ru) * | 2006-12-06 | 2008-07-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ получения фторидов металлов |
-
2010
- 2010-06-30 RU RU2010126809/05A patent/RU2445269C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2028275C1 (ru) * | 1992-01-04 | 1995-02-09 | Иртышский химико-металлургический завод | Способ получения фторидов редкоземельных металлов |
RU2109686C1 (ru) * | 1996-02-01 | 1998-04-27 | Акционерное общество закрытого типа "Техноген" | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса |
RU2328448C1 (ru) * | 2006-12-06 | 2008-07-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ получения фторидов металлов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500502C1 (ru) * | 2012-06-06 | 2013-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ФТОРСУЛЬФИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ LnSF |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010126809A (ru) | 2012-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20120081075A (ko) | 지르코니아계 물질의 암모늄 비플루오라이드로의 처리 | |
RU2602124C1 (ru) | Способ очистки зольного графита | |
RU2445269C1 (ru) | Способ получения трифторидов редкоземельных элементов | |
KR102529702B1 (ko) | 규소화우라늄의 제조 방법 | |
US4746497A (en) | Process for the production of high purity zirconia | |
RU2386713C1 (ru) | Способ переработки цирконийсодержащего сырья | |
RU2424183C2 (ru) | Способ получения сложного оксида металла на основе железа | |
US3506394A (en) | Method for producing sodium silicofluoride from wet process phosphoric acid | |
RU2458006C2 (ru) | Способ получения синтетического диоксида кремния высокой чистоты | |
CN85107743B (zh) | 联产硫酸钡和氧化镁的盐酸循环法 | |
JP6201680B2 (ja) | 導電性酸化亜鉛粉末およびその製造方法 | |
AU586467B2 (en) | Process for the production of high purity zirconia | |
US3359071A (en) | Method of producing hyperpure arsenic | |
RU2545304C2 (ru) | Способ получения порошка фторида бария, активированного фторидом церия, для сцинтилляционной керамики | |
US864217A (en) | Process of concentrating nitric acid. | |
US2635037A (en) | Preparation of zirconium tetrafluoride | |
Andreev et al. | Studying the utilization techniques of ammonium hexafluorosilicate | |
RU2574264C1 (ru) | Способ получения порошка фторида стронция, активированного фторидом неодима, для лазерной керамики | |
RU2627394C1 (ru) | Способ получения кристаллов дифторида европия (II) EuF2 | |
RU2776185C1 (ru) | Способ синтеза оксифторида церия, допированного иттрием, состава Ce1-xYxO2-x/2-y/2Fy, где x=0,1-0,2, y=0,15-0,3 | |
JP2001064015A (ja) | 希土類フッ化物の製造方法 | |
RU2376242C1 (ru) | Способ переработки отходов селенида цинка | |
CN116161692A (zh) | 无水三氯化钪的制备方法和应用 | |
Grishechkin et al. | Extra pure tellurium oxide for the growth of high quality paratellurite crystals | |
RU1820886C (ru) | Способ получени фторидов сложного состава |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180701 |