СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ KZrF Российский патент 2010 года по МПК C01G25/04 C01D3/02 

Изобретение относится к неорганической химии редких металлов, в частности к неорганической химии циркония.

Известен способ получения соединения K₃ZrF₇ растворением двуокиси циркония в фтороводородной кислоте и осаждением соли фторидом калия в соответствующих этой формуле мольных отношениях (Рысс И.Г. Химия фтора и его неорганических соединений. М.: Госхимиздат, 1956. 718 с.). Недостаток данного метода - двухстадийная схема получения комплексного фторида. Этот способ принят за прототип.

С целью упрощения разработан способ получения соединения K₃ZrF₇, включающий взаимодействие между оксидом циркония и раствором гидродифторида калия при нагревании. К обязательным условиям синтеза относятся: концентрация гидродифторида калия в растворе не менее 5 мас.%, соотношение жидкой и твердой фаз, необходимое для растворения соли не менее 80 мл/г, температура 90-100°С. При соотношении жидкой и твердой фаз более 80 мл/г также возможно получение соединения K₃ZrF₇, но в целях экономии реагента целесообразно использовать указанное соотношение.

Предлагаемый способ позволяет получить комплексный фторид циркония за одну операцию, а также использовать раствор KHF₂ в обороте.

Пример 1. К 10%-ному раствору KHF₂ объемом 80 мл добавили при перемешивании 1 г оксида циркония и нагревали до температуры 100°С. После растворения ZrO₂ раствор охладили до комнатной температуры. Выпавшие после охлаждения кристаллы отфильтровали, промыли дистиллированной водой при массовом соотношении жидкой и твердой фаз 1, просушили (100-110°С) и прокалили при температуре 300°С до постоянного веса. Потери при прокаливании составили 0,95%.

По данным рентгенофазового анализа (РФА), полученное вещество представляет собой соединение K₃ZrF₇.

Пример 2. Эксперимент проводили, как в примере 1, но использовали раствор гидродифторида калия с концентрацией 15 мас.%. Продуктом, по данным РФА, являлось соединение состава K₃ZrF₇.

Пример 3. Эксперимент проводили, как в примере 1, но использовали раствор гидродифторида калия с концентрацией 20 мас.%. Продуктом, по данным РФА, являлось соединение состава K₃ZrF₇.

Пример 4. Эксперимент проводили, как в примере 1, но использовали раствор гидродифторида калия с концентрацией 5 мас.%. Продуктом, по данным РФА, являлось соединение состава K₃ZrF₇.

Пример 5. Эксперимент проводили, как в примере 1, но использовали раствор гидродифторида калия с концентрацией 3 мас.%. Продуктом, по данным РФА, являлось соединение состава K₂ZrF₆.

Изобретение может быть использовано в химической технологии. К раствору гидродифторида калия с концентрацией не менее 5 мас.% добавляют при перемешивании оксид циркония, поддерживая соотношение жидкой и твердой фаз не менее 80 мл/г, и нагревают до температуры 90-100°С до растворения оксида циркония. Раствор охлаждают до комнатной температуры, фильтруют. Осадок промывают, сушат при 100-110°С и прокаливают при 300°С. Изобретение позволяет получить соединение K₃ZrF₇ в одну стадию, использовать в обороте содержащий гидродифторид калия маточный раствор и упростить процесс.

Способ получения соединения K₃ZrF₇ из оксида циркония и фторидов калия, отличающийся тем, что оксид циркония растворяют при температуре 90-100°С в растворе гидродифторида калия с концентрацией не менее 5%, при соотношении ж:т не менее 80 мл/г, раствор охлаждают, осадок соли отфильтровывают, промывают дистиллированной водой, сушат при температуре 100-110°С и прокаливают при температуре 300°С до постоянного веса.