Способ получения германатов четырехвалентных металлов IУ группы Советский патент 1991 года по МПК C01G17/00 

Изобретение относится к способам получения германатов четырехвалентных металлов IV группы и может быть использовано для получения концентратов германия из производственных растворов.

Известен способ получения германатов четырехвалентных металлов IV группы состава MeGeO (где Me-Zr, Hf, Th, Се, Pa, Ц, Np, Pu, Am) путем прокаливания при , смесей диоксида германия с диоксидами циркония, гафния или торияо

Недостатки способа состоят в высокой трудоемкости и больших энергозатратах, а также невозможности получения германатов определенного химического состава.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к изобретению является способ получения

ерманатов четырехвалентных металлов IV групггы, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с солью четырехвалентного металла при введении гидроксида щелоч- ;

05 ного металла, фильтрацию смешанных

гидроксидов, сушку и прокаливание. Взаимодействие реагирующих веществ

осуществляют в течение 12-16 ч. Скорость фильтрации гидроксидов составляет 0,01-0,03 л„м-.с- . Целевой продукт загрязнен гидроксидами металлов.

Цель изобретения состоит в ускорений процесса и повьштении чистоты целевого продукта.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что осуществляют взаимодействие водного раствора диоксида германия с карбонатными соединениями четырехвалентньгх металлов при соотношении между германием и металлом IV группы, равном 1,12,0:1, образовавшийся продукт фильт руют, сушат и прокаливают. Целесообразно при этом в качестве карбонатсодержащих соединений ис пользовать основные карбонаты циркония, гафния, тория и карбонизированный гидроксид титана и процесс вести при рН 2,3-9,0, Установлено, что карбонаты четырехвалентных металлов обладают по сравнению с их гидроксидами повыюен .ной химической активностью, что при водит к ускорению процесса взаимодействия и повышению чистоты целевого продукта за счет отсутствия в нем примесей исходных соединений. Кроме того, карбонаты четыре валент ных металлов выступают в процессе в роли подложки, на которой образуются германаты, что, учитьшая , кристаллическую структуру и малую обводненность карбонатов, обеспечивает легкую фильтруемость образовав шихся соединений. Проведение процес са при недостатке против стехиометрии исходных карбонатсодержащих соединений ведет к снижению загрязненности целевого продукта. При соотношении Ge :Ме 1,1:1 конечный продукт загрязняется исходны - ми .карбонатами. При Ge :Ме 2,0: чистота целевого продукта не увели чивается, но снижается его выход. Пример 1.К1Л 0,0465 М раствора диоксида германия при ком натной температуре прибавляют при перемешивании 7,7 г основного карбоната циркония, содержащего 0,0285 диоксида циркония (молярное отноше ние Ge :Zr 1,6). Доводят рН 1М раствором хлористоводородной кислотыдо 2,5. Перемешивают суспе зию в течение 8 ч и после одночасо вогр отстаива.ния фильтруют под вакуумом, промывают осадок 50 мл дистиллированной воды. Скорость филь рации V составляет 0,42 Лм . Сушатпри комнатной температуре. П данным химического анализа получаю ZrGeO . Для получения безводного гр.рмяната его прокаливают в тече.ние 2 ч при температуре 700 Выход 99,9% (по цирконию). Рассчитано,%: ZrO 34,09, GeO. 45,91. Найдено,%: ZrO 54,00, 46,00. Пример 2. Получение ортогерманата ZrGe04 проводят аналогично примеру 1 при рН 2,3 и молярном соотношении Ge :Zr 1,1:1. W 0,41 . Выход 98у1%. Найдено,%: ZrO 53,99, GeO 45,97. . Пример 3. Получение ортогерманата ZrGe04 проводят аналЬгично примеру 1 при рН 4,5 и молярном II/IV соотношении Ge. :Zr 2:1. W 0,44 . Выход 99,9%. Найдено,%: ZrOa 54,08,- Ge02.46,01. Пример 4. Получение тригерманата О JQ проводят аналогично примеру 1 при рН 5,3 и молярном соотношении Zr :Ge 1:1,6. W 0,43 . Выход 99,3%. Рассчитано,%: ZrO- 44,00, GeO,, 56,00. Найдено,%: ZrO 43,82i GeO 56,01. Пример 5. Получение германата проводят аналогично примеру 1 при рН 8 и молярном соотношеZr 2:1. W 0,45 л-м) НИИ Ge хс . Выход 99,4%. Найдено, %: ZrOg, 43,96; Gepg 56,00. Пример 6. Получение германата ,fl проводят аналогично примеру 1 при рН 6 и молярном соотношении Ge:Zr 1,8:1. W 0,4 л. м Выход 99,6%. Найдено,%: ZrO 44,01, GeO 55,98. Пример 7. Получение германата HfGe04. проводят аналогично примеру 1 при рН 2,5 и молярном соотношении Ge rHf 1,2:1. В качестве карбонатсодержащего соединения используют основной карбонат гафния.. W 0,47 л... Выход 99,7%. Рассчитано,%: HfO 66j8li GeO 33,19. Найдено,%: HfOg, 66,73; GeO 33,26. П p и м e p 8,. Получение f epMaната HfGeO. проводят аналогично примерам 1 и 7 при рН 4,5 и молярном соотношении Ge :Hf 1,9:1. W 0,49 л. . Выход 99,6%. Найдено,%: HfO 66,79; GeO 33,17. Пример 9. Получение германата HfGe04 проводят аналогично примеру 1 при рН 3,5 и молярном соотношении Ge /:HflV 1,7:1, W 0,46 лХ Выход 99,7%. Найдено,%: HfOg. 66,76, GeO 33,20.| Пример Ю. Получение германата ThGeO проводят аналогично примеру 1 при рН 2,5 и молярном соотношении Ge :Th 1,3:1. В качестве карбонатсодержащего соединения исподьзован основной карбонат тория. W 0,5 л-м-с . Выход 99.4%. . Рассчитано, %: ThOo 71, ОеОя 28.37. Найдено.%: ThO 70,96; ОеП229, Пример 11. Получение германата ThGeO проводят аналогично примерам 1 и 10 при рН 4.5 и моляр ном соотношении : Th 2:1. W 0.54 Л1.м.с. Выход 99,9%. Найдено,%: ThOj 70,91; GeO. 28, П р и м е р 12. Получение германата ThGeO проводят аналогично п мерам 1 и 10 при рН 3,5 и молярном Th 1,7:1. W соотношении Ge 0,53 л.м- сВыход 99,4%. Найдено.%: ThO 70,94; GeQ 28,3 Пример 13. Получение герм ната TiGёOф проводят аналогично пр меру 1 при рН 8, и молярном соотноTi« 2:1. В качестве шении Ge карбонатсодержащего соединения используют карбонизированньм гидроксид титана. W 0.39 . Выход 99,4%. 3 Рассчитано,: TiO., 43.31; GeO 56,69. Найдено,%: Ti02 43,28; GeO 56,70. TiGe04. плавится при температуре 900-950с, а при охлаждении образует стекло. Пример 14. Получение германата TiGe04. проводят аналогично примерам 1 и 13 при рН 5,5 и молярном соотношении Ge :Ti 1,1:1, w : 0.34 л.. Выход 99,7%. Найдено,%: TiO 43,29 GeO 56.71,. Пример 15. Получение германата TiGeC д проводят аналогично примеру 1 и 13 при рН 7 и молярном соотношении : Ti 1,6:1. W 0,37гл к.. Выход 99.8%. Найдено,%: TiOj 43,31, GeO 56,69. Таким образом, осуществление изобретения позволяет интенсифицировать процесс за счет сокращения времени взаимодействия с 12-16 до 8 ч и повыения скорости фильтрации с 0.010.03 до 0.34-0.54 л.. а также повысить чистоту целевого продукта.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕРМАНАТОВ ЧЕТЫРЕХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ IV ГРУППЫ, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с соединениями четырехвалентных металлов, фильтрацию, сушку и прокалку образовавшегося продукта, . о тличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и повышения чистоты целевого продукта, в качестве соединений четырехвалентных металлов используют их карбонатные соединения и процесс ведут при соотношении германия к металлу IV группы, равном 1,1-2,0:1. 2. Способ ло п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве карбонатных соединений используют основные карбонаты циркония, гафния и карбонизованный гидроксид титана и процесс ведут при рН 2,3-9,0. а te