RU2482064C1 - Method of producing niobium or tantalum pentafluoride - Google Patents

Method of producing niobium or tantalum pentafluoride Download PDF

Info

Publication number
RU2482064C1
RU2482064C1 RU2011140662/05A RU2011140662A RU2482064C1 RU 2482064 C1 RU2482064 C1 RU 2482064C1 RU 2011140662/05 A RU2011140662/05 A RU 2011140662/05A RU 2011140662 A RU2011140662 A RU 2011140662A RU 2482064 C1 RU2482064 C1 RU 2482064C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
niobium
tantalum
pentafluoride
copper fluoride
producing
Prior art date
Application number
RU2011140662/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011140662A (en
Inventor
Иван Игнатьевич Жерин
Александр Антонович Маслов
Роман Вячеславович Оствальд
Владимир Федорович Усов
Владимир Владимирович Шагалов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2011140662/05A priority Critical patent/RU2482064C1/en
Publication of RU2011140662A publication Critical patent/RU2011140662A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2482064C1 publication Critical patent/RU2482064C1/en

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to material science and metallurgy and specifically to methods of producing niobium or tantalum pentafluoride. The method involves reaction of niobium or tantalum metal with a fluorinating agent which is copper fluoride in ratio of not more than 4 moles of copper fluoride per mole of niobium or tantalum metal, heating the reactor to 500°C and thermal or vacuum distillation of the formed niobium or tantalum pentafluorides.
EFFECT: technology of producing niobium or tantalum pentafluoride, which does not require complex implementation and use of chemically active and highly toxic substances.
3 ex

Description

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для получения каталитически активных пентафторида ниобия или тантала.The invention relates to the field of chemical technology and can be used to obtain catalytically active niobium or tantalum pentafluoride.

Известен способ получения безводных пентафторидов ниобия и тантала взаимодействием оксидов или оксигалогенидов ниобия и тантала с фтористым водородом в количестве не менее 5 молей на моль исходного вещества и дегидратирующим агентом (фосгеном, тионилхлоридом или сульфурилхлоридом) при температуре 50-200°С [Пат. РФ №2089505].A known method for producing anhydrous niobium and tantalum pentafluorides by the interaction of oxides or oxyhalides of niobium and tantalum with hydrogen fluoride in an amount of at least 5 moles per mole of starting material and a dehydrating agent (phosgene, thionyl chloride or sulfuryl chloride) at a temperature of 50-200 ° C [Pat. RF №2089505].

Недостатками данного способа является использование коррозионно-активного фтористого водорода и сильнодействующих ядовитых веществ (фосген).The disadvantages of this method is the use of corrosive hydrogen fluoride and potent toxic substances (phosgene).

Известен способ получения безводных пентафторидов ниобия и тантала взаимодействием петахлорида ниобия и тантала с фтористым водородом [Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч.III. Под. ред К.А.Большакова. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. Школа». 1976. стр.44 и 56].A known method of producing anhydrous niobium and tantalum pentafluorides by the interaction of niobium and tantalum petachloride with hydrogen fluoride [Chemistry and technology of rare and trace elements. Part III. Under. ed. K.A.Bolshakova. Textbook manual for universities. M., "Higher. School". 1976. p. 44 and 56].

Недостатками данного способа является использование коррозионно-активного фтористого водорода и предварительно синтезированного пентахлорида ниобия и тантала.The disadvantages of this method is the use of corrosive hydrogen fluoride and pre-synthesized pentachloride niobium and tantalum.

Известен способ получения пентафторидов ниобия и тантала [Химия и технология редких и рассеянных цементов. Ч.III. Под. ред. К.А.Большакова. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. Школа». 1976 стр.44 и 56], выбранный в качестве прототипа, заключается в взаимодействии элементов фтора с металлическим ниобием пли танталом при температуре 300°С.A known method of producing niobium and tantalum pentafluorides [Chemistry and technology of rare and dispersed cements. Part III. Under. ed. K.A. Bolshakova. Textbook manual for universities. M., "Higher. School". 1976 p. 44 and 56], selected as a prototype, consists in the interaction of fluorine elements with metallic niobium plantantalum at a temperature of 300 ° C.

Недостатком этого способа является использование элементного флора, что требует специального оборудования для уменьшения коррозии, вызываемой фтором, приводящим к тому, что пенафториды ниобия или тантала, полученные этим способом, являются очень дорогими.The disadvantage of this method is the use of elemental flora, which requires special equipment to reduce the corrosion caused by fluorine, which leads to the fact that the niobium or tantalum fluorides obtained by this method are very expensive.

Задачей настоящего изобретения является создание дешевого и надежною способа получения пентафторида ниобия или тантала из металлического ниобия или тантала.An object of the present invention is to provide a cheap and reliable method for producing niobium or tantalum pentafluoride from niobium metal or tantalum.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве фторирующего агента используется фторид меди(II) CuF2. Способ получения включает в себя стадии смешения исходного ниобия или тантала с фторидом меди, инициирование реакции нагревом реактора до 500°С и вакуумной или термической отгонкой образующихся пентафторидов ниобия иди тантала. Процесс протекает согласно реакциям:The problem is achieved in that as a fluorinating agent, copper (II) fluoride CuF 2 is used . The production method includes the steps of mixing the starting niobium or tantalum with copper fluoride, initiating the reaction by heating the reactor to 500 ° C and vacuum or thermal distillation of the resulting niobium idantanth pentafluorides. The process proceeds according to the reactions:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Количество фторида меди, используемого для реакции с металлическим ниобием или танталом, должно быть не более 4 моль фторида меди на 1 моль металла согласно уравнениям (1; 2) для образования пентафторида ниобия или тантала. Использование большего количества фторида меди может приводить к образованию фторниобатов и фтортанталатов меди (CuNbF6, CuNbF7, CuTaF6, CuTaF7), в результате чего снижается выход пентафторидов ниобия или тантала и увеличивается количество побочных продуктов, вследствие чего увеличивается себестоимость пентафторидов ниобия или тантала.The amount of copper fluoride used for the reaction with metallic niobium or tantalum should be no more than 4 mol of copper fluoride per 1 mol of metal according to equations (1; 2) for the formation of niobium pentafluoride or tantalum. Using more copper fluoride can lead to the formation of copper fluorobiobates and fluorotantalates (CuNbF 6 , CuNbF 7 , CuTaF 6 , CuTaF 7 ), resulting in a decrease in the yield of niobium or tantalum pentafluorides and an increase in the number of by-products, thereby increasing the cost of niobium or tantalum pentafluorides .

Пример 1Example 1

В цилиндрический реактор из нержавеющей стали, снабженный внешним обогревом, добавляют предварительно перемешанные фторид меди в количестве 11,81 г (116,3 ммоль) с металлическим порошком ниобия в количестве 2.7 г (20.0 ммоль) в соотношении Nb:CuF2=1:4. Затем реактор снабжают объемным десублиматором и системой вакуумирования. Систему вакуумируют и нагревают реактор до 500°С для инициации реакции. Выделяющийся в результате реакции пентафторид ниобия возгоняется и поступает на улавливание в объемный десублиматор, где происходит его конденсация. Выход пентафторида ниобия составил 4,5 г, что соответствует 83% от теоретического (5.46 г).To a cylindrical stainless steel reactor equipped with external heating, pre-mixed copper fluoride in the amount of 11.81 g (116.3 mmol) with niobium metal powder in the amount of 2.7 g (20.0 mmol) in the ratio Nb: CuF 2 = 1: 4 is added . Then the reactor is equipped with a volumetric desublimator and a vacuum system. The system is evacuated and the reactor is heated to 500 ° C to initiate the reaction. The niobium pentafluoride released as a result of the reaction is sublimated and transferred to a volumetric desublimator, where it is condensed. The yield of niobium pentafluoride was 4.5 g, which corresponds to 83% of the theoretical (5.46 g).

Пример 2Example 2

В цилиндрический реактор из нержавеющей стали, снабженный внешним обогревом, добавляют предварительно перемешанные фторид меди в количестве 8.0 г (87.3 ммоль) с металлическим порошком ниобия в количестве 2,7 (29,0 ммоль) в соотношении Nb:CuF2=1:3. Затем реактор снабжают объемным десублиматором и системой вакуумирования. Систему вакуумируют и нагревают реактор до 500°С для инициации реакции. Выделяющийся в результате реакции петафторид ниобия возгоняется и поступает на улавливание в объемный десублиматор. где происходит его конденсация. Выход пентафторида ниобия составил 5,0 г, что соответствует 92% от теоретического выхода (5,46 г).In a cylindrical stainless steel reactor equipped with external heating, pre-mixed copper fluoride in the amount of 8.0 g (87.3 mmol) with niobium metal powder in the amount of 2.7 (29.0 mmol) in the ratio Nb: CuF 2 = 1: 3 was added. Then the reactor is equipped with a volumetric desublimator and a vacuum system. The system is evacuated and the reactor is heated to 500 ° C to initiate the reaction. The niobium petafluoride released as a result of the reaction is sublimated and transferred to a volumetric desublimator. where does its condensation take place. The yield of niobium pentafluoride was 5.0 g, which corresponds to 92% of the theoretical yield (5.46 g).

Пример 3Example 3

В цилиндрический реактор из нержавеющей стали, снабженный внешним обогревом, добавляют предварительно перемешанные фторид меди в количестве 6,4 г (63,0 ммоль) с металлическим порошком тантала в количестве 3.8 г (21,0 ммоль) в соотношении Ta:CuF2=1:3. Затем реактор снабжают объемным десублиматором и системой вакуумирования. Систему вакуумируют и нагревают реактор до 500°С для инициации реакции. Выделяющийся в результате реакции пентафторид тантала возгоняется и поступает на улавливание в объемный десублиматор, где происходит его конденсация. Выход пентафторида тантала составил 5,2 г, что соответствует 90% от теоретического выхода (5,8 г).In a cylindrical stainless steel reactor equipped with external heating, pre-mixed copper fluoride in the amount of 6.4 g (63.0 mmol) with tantalum metal powder in the amount of 3.8 g (21.0 mmol) in the ratio Ta: CuF 2 = 1 is added : 3. Then the reactor is equipped with a volumetric desublimator and a vacuum system. The system is evacuated and the reactor is heated to 500 ° C to initiate the reaction. The tantalum pentafluoride released as a result of the reaction is sublimated and transferred to a volumetric desublimator, where it is condensed. The yield of tantalum pentafluoride was 5.2 g, which corresponds to 90% of the theoretical yield (5.8 g).

Применение данного способа позволяет сократить затраты на производство петафторида ниобия или тантала за счет использования более дешевого фторирующего агента, не требующего использования специфических реагентов и специализированного оборудования.The use of this method allows to reduce the cost of production of niobium or tantalum fluoride through the use of a cheaper fluorinating agent that does not require the use of specific reagents and specialized equipment.

Claims (1)

Способ получения пентафторида ниобия или тантала, включающий взаимодействие металлических ниобия или тантала с фторирующим агентом, отличающийся тем, что в качестве фторирующего агента используют фторид меди в соотношении не более 4 моль фторида меди на 1 моль металлического ниобия или тантала, осуществляют нагрев реактора до 500°С и термическую или вакуумную отгонку образующихся пентафторидов ниобия или тантала. A method of producing niobium or tantalum pentafluoride, comprising reacting metallic niobium or tantalum with a fluorinating agent, characterized in that copper fluoride is used as a fluorinating agent in a ratio of not more than 4 mol of copper fluoride per 1 mol of niobium or tantalum metal, the reactor is heated to 500 ° C and thermal or vacuum distillation of the resulting niobium or tantalum pentafluorides.
RU2011140662/05A 2011-10-06 2011-10-06 Method of producing niobium or tantalum pentafluoride RU2482064C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011140662/05A RU2482064C1 (en) 2011-10-06 2011-10-06 Method of producing niobium or tantalum pentafluoride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011140662/05A RU2482064C1 (en) 2011-10-06 2011-10-06 Method of producing niobium or tantalum pentafluoride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011140662A RU2011140662A (en) 2013-04-20
RU2482064C1 true RU2482064C1 (en) 2013-05-20

Family

ID=48789802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011140662/05A RU2482064C1 (en) 2011-10-06 2011-10-06 Method of producing niobium or tantalum pentafluoride

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2482064C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065405A (en) * 1976-12-03 1977-12-27 Exxon Research And Engineering Company Recovery of tantalum and/or niobium pentafluorides from a hydrocarbon conversion catalyst
US5091168A (en) * 1990-08-15 1992-02-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of anhydrous niobium and tantalum pentafluorides

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065405A (en) * 1976-12-03 1977-12-27 Exxon Research And Engineering Company Recovery of tantalum and/or niobium pentafluorides from a hydrocarbon conversion catalyst
US5091168A (en) * 1990-08-15 1992-02-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of anhydrous niobium and tantalum pentafluorides
RU2089505C1 (en) * 1990-08-15 1997-09-10 Е.И.Дю Пон де Немурс энд Компани Method of synthesis of anhydrous niobium or tantalum pentafluoride

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Химия и технология редких и рассеянных элементов, часть III/ Под. ред. К.А.БОЛЬШАКОВА. - М.: Высшая школа, 1976, с.44, 56. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011140662A (en) 2013-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3812358B1 (en) Method of manufacturing 1-chloro-2,3,3-trifluoropropene
US8815199B2 (en) Method for producing imide compound
US8722005B1 (en) Synthesis of hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide
CN102405203B (en) Process for preparation of 2,3,3,3-tetrafluoropropene
JP5527993B2 (en) Method for producing bis (fluorosulfonyl) imide
EP2216325B1 (en) Process for preparation of trifluoromethanesulfonyl fluoride
JP5329637B2 (en) Process for the preparation of difluoroacetic acid and its salts
CN105593165B (en) The refining methd of phosphorus pentafluoride
JP6497419B2 (en) Method for producing bis (halosulfonyl) amine
WO2013058069A1 (en) Method for producing imide salt
JP2022510124A (en) A new synthetic process for fluorinated conductive salts for lithium-ion batteries
JP5169880B2 (en) Method for purifying trifluoromethanesulfonyl fluoride
JP5146149B2 (en) Method for purifying trifluoromethanesulfonyl fluoride
RU2482064C1 (en) Method of producing niobium or tantalum pentafluoride
CN111187143A (en) Method for synthesizing 2,3,3, 3-tetrafluoropropene and 2, 3-dichloro-1, 1, 1-trifluoropropane
CN105289669B (en) A kind of liquid-phase fluorination catalyst and purposes
JP2019031499A (en) Method for fluorination of sulfonyl halide compound
CN103435453A (en) Method for preparing 2,4-dichlorophenol through directional catalyzing and chlorination of phenol
JP5560136B2 (en) Method for producing bis (fluorosulfonyl) imide
EP2408736B1 (en) A process for the eco-friendly preparation of 3,5-dibromo-4-hydroxybenzonitrile
EP3415662B1 (en) A method for producing an ionic liquid
US9932312B2 (en) Process for preparing 5-fluoro-1-methyl-3-difluoromethyl-1H-pyrazole-4-carbaldehyde
JP6550927B2 (en) Method for producing alkyl iodide compound
US20220274908A1 (en) Method of producing carboxylic acid fluoride
CN105315126A (en) 2,3,3,3-tetrafluoropropene preparing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131007