Способ получения алюминатов двухвалентных металлов Советский патент 1985 года по МПК C01F7/04 

сл

с Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве алюминатов. Цель изобретения - снижение энерг затрат и упрощение процесса Предлагаемый способ обеспечивает проведение процесса синтеза в среде легкоплавкого расплава нитратов щелочных металлов по обменным реакциям с использованием исходногосоедн нения алюминия, содержащего структур ный компонент химической формулы, общий с получаемым соединением (лЕо или АЕ(ОН) . Это обстоятельство не требует разогрева исходных компонентов до температуры 900-1100°С и боль ших энергетических затрат. Исходное соединение - алюминат натрия и нитрат двухвалентного металла взаимодействуют в эквимолярном соотношении в температурном интервале 310-330 С по обменной реакци (OH) +Ме(ЫО)2--.Ие(Аг02)2 +2NaNO +4K,Ot + MeCNO,) ()2. + +2NaNO Образование шпинели происходит при замене щелочного металла алюмината двухвалентным металлом используемого нитрата щелочного металла, в распла ве которого осуществляется термообра ботка. Таким образом, предлагаемый спосо по сравнению с известным является более простым, так как исключает мно гостадийность операций и снижает тем пературу термообработки более чем в два раза, а следовательно, и энергозатраты . При температуре, которая ниже точки плавления нитрата натрия 310 С и времени менее 1 ч процесс образова ния алюминатов в твердой фазе проте- кает очень медленно, так как диффузионные процессы массообмена протекают с малой скоростью, а конвективное перемешивание отсутствует. Условия реализации этих процессов резко увеличиваются с образованием жидкой фазы - расплава нитрата щелочного металла,где перемешивание осуществляется на молекулярном уповне. Дальнейшее повышение температуры выше 330 С и времени выдержки взаимо действующих компонентов в расплаве нитрата натрия свьше 2-2.5 ч в большей степени способствует разложению нитрата натрия, чем интенсификации процесса синтеза после образования жидкой фазы - расплава нитрата натрия. Завершение процессов синтеза при 315-ЗЗО С в расплаве нитрата натрия свидетельствует о высокой химической активности компонентов в расплаве, которая при твердофазном синтезе достигается при 200-1100°С, что обеспечивает существенное снижение термических параметров синтеза. При использовании для синтеза других соединений двухвалентных металлов, например хлоридов или сульфатов, которые по сравнению с нитратами имеют более высокую температуру плавления, кроме увеличения энергетических затрат, увеличение температуры термообработки приводит к снижению активности алюминатов. Использование в предлагаемом способе соединений нитратов щелочных металлов, кроме натрия, химические свойства которых подобны, в экономическом отношении нецелесообразно, потому что стоимость их гораздо выше. I Пример 1. Алюминат магния синтезируют по обменной реакции Mg(N03)2+2Na Ar(OH)Mg()2 +2NaN05+ 4Н.О Для получения 0,1 г алюмината магния берут нитрата магния 14,832 г и алюмината натрия 23,6 г. Навески aлю инaтa натрия и нитрата магния помещают в апундовый тигель и нагревают на электрош:итке до 315 С в течение 1ч. В этих условиях происходит обменная реакция синтеза - вода испаряется, а в расплаве нитрата натрия образуется твердая фаза алюмината магния. Сплавленную массу растворяют в дистиллированной воде и отмывают нитрат натрия от осадка при кипячении в течение 5-10 мин. В результате синтеза получают порошкообразный продукт белого цвета, имеющий структуру шпинели алюмината магния в количестве 14,083 г, теоретический выход 14,227 г. Пример 2. Алюминат цинка синтезируют по обменной реакции Zn(NO,j)2 t Na A|(OH)(A20 ) + + 2NaN03 + 4H20t1 3 11772 Для получения 0,1 г алюмината цин ка берут нитрата цинка 18,938 г и алюмината натрия 23,6 г. Синтез и . термообработку осуществляют при в течение 1,5 ч (аналогично примеру5 l). В результате синтеза получают 18,216 г белого порошкообразного вещества со структурой алюмината цинка, теоретический выход алюмината цинка составляет 18,333 г.10 „ п л П р-и м е р 3. Алюминат никеля „ синтезируют по обменной реакции .Н1(ЫО)г 2Na A1(OH), (Af02)2 + 2КаЫО, + AHzOt. 34 Для получения 0,1 г алюмината никеля берут нитрата никеля 18,272 г, алюмината натрия 23,6 г. Синтез и термообработку осуществляют при 330 С в течение 2 ч, В результате синтеза получают 17,584 г порошкообразного светло-зеленого соединения со структурой алюмината никеля. „ „ „ Предлагаемый способ по сравнению г- -г с известным является более простым за счет исключения многостадийности „ процесса и обеспечивает снижение энергозатрат.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНАТОВ ДВУХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий смешение соединения алюминия с нитратом двухвалентного металла в эквимолярном соотношении с последующей их термообработкой, о т ли ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения процесса, в качестве соединений алюминия используют алюминат натриг и термообработку смеси ведут в рас1шаве нитрата натрия при 315-330°С в течение 1-2 ч.