SU679551A1 - Способ получени оксидных порошков - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ ПОРОШКОВ

Изобретение относитс  к области получени  неорганических поликристалпи- солевых или оксидных порошков. Последние наход т широкое применение в современной химической промышленности дл  производства изделий из ферритов , пьезов - и сегнетоэлектриков, катализаторов , красителей, химических реактивов и т.д.

Известно, что дл  повышени  химической гомогенности микрообъемов оксидных Порошков используют криохими- ческий метод получени , состо щий из следуюших операций: диспергировани  Водного раствора солей (преимущественно сульфатных); замораживани  микрокапель раствора в жидком, несмешиваю- щемс  с Водой и нереагируюшем с раствором хладагенте (преимущественно в гексане); отделени  замороженных криогранул от хладагента путем фильтрации; удалени  растворител  (преимущественно Воды) путем сублимации при пониженных температурах и давлени х; термического

разложени  полученного солевого продукта в неподвижном или виброкип шем слое, прессовани  и обжига готовых изделий l.

Продолжительность технологического цикла в известном варианте криохимического синтеза лимитируетс  стадией сублимационной сушки, котора  продрлжктетьиа По времение и энергоемка. Кроме того, данна  технологи  предусматривает наличие таких сложных устройств, каким  вл етс  сублимационна  камера. Такие установки , как правило, громоздки и дороги .

Цель изобретени  - упрощение существующей технологии за счет исключени  сублимационной сушки.

Указанна  цель достигаетс  проведением операции удалени  растворител  Воды не в сублимационной камере, а при обработке криогранул та водоотникиюшим средством при низких тамперат -рах (преимущественно ниже - 2О С). Использование низких температур позвол ет кабежать потери некоторых комтТонеитоВ, наблюдаемых при комнатных температура за счет растворимости при комнатной те пературе в системе вода-еодоотнимаю- .ще средство . Способ Получени  оксидных .материалов состоит в том, что исходные раство ры солей (преимущественно сульфатных) диспергируют, замораживают в жидком хладагенте, отдел ют от последнего криогранулы и обрабатывают их водоотнимаюшим средством (например, ацетоном или спиртом) при низких температурах от -20 до - 50 С. Выпадающие при этом соли отдел ют фильтрованием, сущат на воздухе и подвергают термическому разложению. Пример 1. Получение гематита, легированного двуокисью олова. Навеску металлического олова весом 0,О116 г раствор ют в смеси (3 мл:1 мл) при осторожном нагревании при 60 С. Охлажденный до комнатной температуры раствор прибавл ют к 19,0737 г соли Мора и 0,0126, г (т)50, довод т общий объем раствора до 105,7 мл дистиллированной Водой. Полученный раствор дис пергируют пневматической форсункой при избыточном давлении азота 0,5 атм в жидкий азот при интенсивном перемешивании . Криогранулы Помешают в охлажденный до -2О С ацетон. Соотношение объема ацетона к объему крис ранул 5:1. Обработку ацетоном при -20 С ведут в течение 1ч, после чего температуру смеси повышают до комнатной. Оса док отдел ют от Водно-ацетоноВой смеси фильтрованием. Полученные солевые Порошки Подвергают термическому разложению при 85О С в течение 2 ч. Из подученных порошков прессуют таблетки диам. 6 мм,высотой 1i -3 мм при дав лении 5000 кг/см, которые спетшют при НОО С в течение 1.ч на воздухе. На полученнь5х таблетках измер5пот термодинамические услови  (Т- температура , Ро2 - парциальное давление кислорода),, приJ. которых происходит пе реход от дЬ1рочной р к электронной f проводимости. Такие измерени  позвол ю оценить степень однородности распре1делени  микрокомпонента в материале. Равновесное значение отвечающие условию п рЗ , при равно - 3, при содержании олова 0,4 Mori.%. Пп  чистой значение g РО2 , отвечаюа1ее условию при 1О50 С, равно -3,9iO, 1. Как видно из приведенных данных, введение окиси олова в структуру окиси железа заметно повышает вклад электронной составл ющей проводимости. В то же врем  при идентичных услови х заморах и Вани  исходного раствора и термической обработки сухих солей, способ удалени  растворител  (Воды) не вли ет на распределение микроколич ств олоВа в матрице . Однако по предлагаемому способу получени  снижаютс  затраты энергии с 7-10 квт/час до ,0 1сьт/час, времени процесса с 10. 12 ч до 2-3 ч без ухудшени  конечных свойств материала. П р и м е р 2. Получение гематита, легированного двуокисью олова. В услови х примера 1 в качестве водоотнимаюшего средства .ьзуюд: этиловый спирт с температурой -2О С. Получают материал с аналогичными свойствами . П р и м е р 3. Получение высокоплотной окиси алюмини , легированной . окисью магни . Исход№1й раствор получают смешиванием 13О7,7 мл раствора ABg ( SC ) с концентрацией 0,2561 г АС2(5Од1/мп и 6,0 мл раствора концентрацией 0,О0371 г ЛЛ -О/мл. Полученный раствор диспергируют в услови х примера 1 и обрабатывают ацетоном (5:1) при -40 С в течение 1 ч. После отделени  выпавшей солевой массы от Водно-ацетоновой смеси получают сухой продукт, Последний подвергают термическому разложению при 11ОО С в течение 2 ч на воздзгхе. Полученнью порошки имеют удельную поверхность 12О1м /г, измеренную по методу БЭТ. Из полученных оксид 1ых Порошков в услови х примера 1 прессуют таблетки, которые спекают при 1750с в вакууме 10 мм Hgf в течение 3ч. Плотность полученных образцов, измеренна  гидростатическим взвешиванием в толуоле, составл ет 99,75% от теоретической (3,99 г/см-). Отметим, что полученна  методом сублимационной ки окись алюмини  имеет плотность 99,8% от теоретической. По предлагаемому способу Полученна  керамика имеет средний размер от 3 до 20 мкм, а в известном способе (см. выше) от 2 до 1О мкм. ТакиМ образом предлагаема  технологи  получени  керамики позвол ет снизить энергетические и временные затраты без ухудшени  конечных свойств материалов.

Пример 4. Получение высокоплотной окиси алюмини , легированной окисью магни .

В услови х примера 3 в качестве йодоотнимаюшего средства используют этиловый спирт с температурой -4О С. Получают материал с аналогичными свойствами.

Использование гфиемов предлагаемого способа позвол ет отказатьс  от сублимационной сушки - операши длительной (Ю-12 ч), энергоемк й (71О КВт/час) и требующей наличи  дорогосто щих сублимационных установок Получение порошков по предлагаемому способу занимает меньше времени (1-2 ч), требует меныие электроэнергии (О,7-О,8 КВт/час) и позвбл ет производить весь процесс с использованием простого и дешевого оборудовани .

Ф

р м у па изобретени 

Способ получени  оксидных порошков путем диспергврс анн  растворов со ей в жидкий, несмешквающийс  с &одой

хладагент, замораживани  гранутт, обезвоживани , сушки а термнчесвх го разложени , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  способа, снижени  энергозатрат в времени, обезвожввание гранул ведут обработкой водоотнимающим средством при температуре от -20 до-50 С.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

I. Патент США 3 3.551.553, кл. 264-14, 1970.