Способ получения кристаллов дигидрата хлорида бария Советский патент 1990 года по МПК C01F11/24 

Изобретение относится к выращиванию кристаллов путем кристаллизации и может быть использовано для очистки реактива от примесей при его промышленном получении.

Цель изобретения снижение содержания примесей в готовом продукте за счет уменьшения выхода сдвой- никованных кристаллов.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1, Готовят раствор дигидрата хлорида бария, насыщенный при температуре, на 10-15°С превышающей температуру кристаллизации (если кристаллизация осуществляется при комнатной температуре, то готовится раствор, насыщенный при 35°С), для чего нагревают воду, являющуюся растворителем, до температуры, примерно на 10°С превышающей температуру насыщения, засыпают в воду реактив и перемешивают до полного растворения.

В перегретый раствор вводят примесь хлористого стронция в таким количестве, чтобы содержание стронция по отношению к массе растворенного дигидрата хлорида бария составляло 0,5-1,0 мас„%. Раствор перемешивают до полного растворения примеси.

Раствор заливают в кристаллизатор, находящийся при комнатной температуре. По мере охлаждения раствора до температуры кристаллизации он становится пересыщенным и начинается выпадение кристаллов дигидрата хлорида бария.

Пример 2. Для приготовления раствора использовали однократно перекристаллизованный реактив марки ЧДА, содержание стронция в котором 0,0003 мас,% (концентрацию стронция определяли методом атомно-адсорбцисл

&

онного спектрального анализа, точ- ность определения 2-3% от абсолютного содержания примеси). Процентное количество двойниковых кристаллов (ДД) в осадке составляет около 40%, Пример З.В раствор, нри готовленный, как в примере J, вводят стронций в количестве 0,75% от массы растворенного . Процентное содержание двойниковых кристаллов в осадке составляет 15%.

Пример 4. В раствор, приготовленный согласно примеру 1, вводят Sr в количестве 2% от массы ВаС1г2Н Начинается изоморфное вхождение ато MOB Sr в решетку BaCl-j что приводит к сильному загрязнению последнего примесью Sr (установлено атомно адсорбционным анализом). Обоснование выбранных параметров подтверждается следующими примерами на минимальное оптимальное и максимальное содержание примесей.

Пример 5, Нагревают воду до 35°С, в нее вводят однократно перекристаллизованный реактив марки ЧДА в количестве 50 г на 100 мл воды, обеспечивающем получение насыщенного раствора при данной температуре, и перемешивают до полного растворения реактива. При температуре раствора 35 °С в него вводят примесь хлористого стронция SrCla в таком количестве чтобы содержание стронция составляло 0,5% от массы растворенного дигидра- та хлорида бария, т.е. 0,4 г и перемешивают до полного растворения примеси. Раствор охлаждают до комнатной температуры (в результате чего раствор становится пересыщенным и идет выпадение кристаллов ВаСЦ ). Контроль за содержанием двойниковых кристаллов проводят путем тотального подсчета,

В кристаллическом осадке доля двойниковых кристаллов составляет 16,5% (серия измерений дает точность ±2,5%). В кристаллах практически отсутствуют другие дефекты - расщепление, трещины, включения раствора, наличие которых способствует присутствию в кристаллическом осадке примесей других элементов, помимо стронция, который входит в кристаллы дигидрата хлорида бария изоморфно, с коэффициентом распределения, близким по порядку величины к единице.

0

5 Q 5

35°С

5

0

0

5

Пример 6. Нагревают воду до 35°С, вводят в нее однократно пере- кристаллизованныи реактив марки ЧДА в количестве 50 г, обеспечивающем получение насыщенного раствора при данной температуре, и перемешивают до полного растворения реактива. В раствор, имеющий температуру ЗЬ°С, вводят примесь хлористого стронция в таком количестве, чтобы содержание стронция составляло 0,75% от массы растворенного ВаС1г 2Н20, т.е. 0,68 г, и перемешивают до полного растворения примеси. Раствор охлаждают до комнатной температуры, в ходе процесса из пересыщенного раствора выпадают кристаллы дигидрата хлорида бария. Контроль за содержанием двойниковых кристаллов в осадке ведут путем тотального их подсчета.

В данном примере доля двойниковых кристаллов составила около 13% (серия измерений дает точность ±2,5%). Среди кристаллов осадка практически нет расщепленных кристаллов, кристаллов с гетерометрическими трещинами и включениями раствора.

Пример 7, Нагревают воду до 35°С, вводят в нее однократно перекристаллизованный реактив марки ЧДА в количестве 50 г на 100 мл воды, обеспечивающем получение насыщенного раствора при данной температуре, и перемешивают до полного растворения реактива. В раствор, имеющий температуру 35°С, вводят примесь хлористого стронция в таком количестве, чтобы содержание стронция составило 1% от массы растворенного ВаС1г-2Н О, т.е. 0,96 г и перемешивают до полного растворения примеси. Раствор охлаждают до комнатной температуры для получения кристаллического осадка. Контроль за содержанием двойниковых кристаллов проводят путем подсчета, В данном случае содержание двойников в осадке составляет около 12% (с точностью ±2,5%). Другие дефекты в кристаллах практически отсутствуют. Пример 8. Нагревают воду до 35&С, вводят в нее однократно пере- кристаллизованный реактив марки ЧДА в количестве 50 г на 100 мл воды, обеспечивающем получение насыщенного раствора при данной температуре, и перемешивают до полного растворения реактива. В раствор с температурой

вводят примесь хлористого строиция в таком количестве, чтобы содер- жание стронция составило 1,25% от массы растворенного ВаС1г-2И О, т.е. 1,24 г и перемешивают до полного растворения примеси. Раствор охлаждают для получения кристаллического осадка до комнатной температуры. Конт роль за содержанием двойников прово дят путем их подсчета,

Доля двойников в кристаллическом осадке составила 12%+2,5%, Другие дефекты в кристаллах практически от- сутствуют.

В примере 4 вводят примесь строи- ция в количестве 2 мас.%. Изоморфное загрязнение дигидрата хлорида бария атомами стронция в этом случае достигает такой величины, что в кристаллах возникают напряжения гетерометрии, приводящие к образованию расщепленных кристаллов и к появлению в кристаллах трещиноватости. Таким образом5 в кристаллах, слагающих осадок..возника- ет множество некогерентных границ, которые содержат повышенное по отношению к когерентным и частично коге рентным двойниковым границам количество различных примесей, увеличивается коэффициент распределения примесей, изначально присутствующих в реактиве, что приводит к загрязнению этими примесями кристаллического осадка

В таблице представлены данные, подтверждающие зависимость содержания примесей в готовом продукте от количества сдвойникованных кристаллов .

Результаты анализа, таким образом свидетельствуют в пользу того, что содержание примесей в кристаллическом осадке тем меньше, чем меньше в этом осадке содержится двойников

д

20 5 ,о

5

0

(за исключением стронция, снижение концентрации которого не является целью предполагаемого изобретения), и тем больше, чем больше в осадке кристаллических образований с неко- герентными границами (расщепленные кристаллы и др.) (см, фиг.1).

Таким образом, примеры 1-8 показывают, что в диапазоне концентраций вводимой примеси стронция 0,5-1% процентный выход двойниковых кристаллов составляет около 15% при удовлетворительном состоянии кристаллов в отношении загрязнения их атомами стронция (нет внешнеморфологнческих проявлений изоморфного вхождения атомов стронция).

Выход за границы этого интервала в меньшую сторону приводит к увеличению выхода двойниковых кристаллов.

Выход за границу указанного интервала концентраций в большую сторону не приводит к дальнейшему снижению выхода двойниковых кристаллов и в то же время способствует повышению загрязнения кристаллов атомами стронция, которое проявляется на внешней морфологии кристаллов.

Формула изобретения

Способ получения кристаллов дигидрата хлорида бария, включающий приготовление насыщенного раствора с последующим его охлаждением до температуры кристаллизации, о т л и- чающийся тем, что, с целью снижения содержания примесей в готовом продукте за счет уменьшения выхода сдвойниковачных кристаллов, в насыщенный раствор вводят примесь хлорида стронция в количестве 0,5- 1,0 мас.%.

Изобретение относится к выращиванию кристаллов дигидрата хлорида бария из его растворов и способствует снижению содержания примесей в готовом продукте за счет уменьшения выхода сдвойникованных кристаллов. В насыщенный исходный раствор вводят примеси хлорида стронция в количестве 0,5-1,0 мас.% с последующим охлаждением до температуры кристаллизации дигидрата хлорида бария. В диапазоне концентраций вводимой примеси стронция 0,5-1% выход сдвойникованных кристаллов составляет около 15% при удовлетворительном состоянии кристаллов в отношении загрязнения их атомами стронция. 1 ил.1 табл.

40

13 1 1

0,0002

0,009

0,0003 0,0275

0,001 05007

0,0001 0,0003

0,0025 0,0119

0.5r.ff

Яенуея/ярсям с/лрещ