Способ получения вольфрамата кальция Советский патент 1992 года по МПК C01G41/00 

Изобретение относится к области неорганической химии, более конкретно к способу получения вольфрамата кальция квалификации Ос.ч., который используется для различных технологических нужд, в частности в радиоэлектронике и лазерных установках.

Известен способ получения вольфрамата кальция путем прокаливания смеси оксидов кальция и вольфрама с добавкой хлорида кальция при температуре 1000-1250°С.

Известен также способ получения вольфрамата кальция, включающий взаимодействие вольфрамата натрия и хлорида кальция в расплаве хлорида натрия при 900-950°С с последующей кристаллизацией конечного продукта из расплава.

Общий недостаток указанных способов состоит в высокой температуре процессов, а также получении вольфрамата кальция недостаточной чистоты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения вольфрамата кальция, включающий прокаливание смеси вольфрамата натрия и хлорида кальция при 500-520°С с последующей отмывкой полученного спека от хлоридов натрия и кальция дистиллированной водой при 50°С и сушкой кетового продукта при 130°С.

Недостаток известного способа состоит в получении вольфрамата кальция с содержанием основного продукта 98,5-99,0%, поэтому требуется дополнительная очистка для получения вольфрамата кальция квалификации Ос.ч. с целью использования его в радио- и квантовой электронике.

Целью предложенного способа является повышение чистоты вольфрамата кальция с содержанием основного вещества 99,90-99,95%.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе спекания смеси хлорида кальция с вольфрамсодержащим веществом, в качестве последнего используют вольфрамат калия, хлорид кальция берут в избытке 5 мас.% и спекание проводят при температуре 750-760°С, а также тем, что

сл

С

ч1

о

Сл) Сл) ч| Сл)

промывку полученного спека проводят 5 мае. % водным раствором аммиака при комнатной температуре.

Предложенный способ отличается от известного тем, что спекание хлорида кальция в отличие от прототипа проводят с воль- фраматом калия, избытком хлорида кальция 5 мас.% и в температурном интервале 750- 760°С, т.е. вблизи точки полного превращения нестабильных солей СаС12 и K2W04 в стабильные соли CaWCM и KCI. Отличие также состоит в том, что полученный спек отмывают от примесей водным 5 мас.% раствором аммиака. Проведение процесса спекания в указанном температурном интервале приводит к наиболее полной конверсии нестабильных солей в стабильные соли, что увеличивает выход продуктов реакции и приводит к меньшему загрязнению примесями. Промывка спека раствором аммиака - операция, которая способствует глубокой очистке вольфрамата кальция от примесей.

Примесью вольфрамата кальция является хлорид кальция, который берем с небольшим избытком - 5 мас.%, и хлорид калия, выделившийся по реакции.

Отмывку спека от хлорида кальция предложено проводить 5%-ным водным раствором аммиака Nt-ЦОН, с которым сухой хлорид кальция вступает в реакцию, образуя комплексы Ca(NH3)s , причем реакция хлорида кальция с раствором нашатырного спирта протекает энергичнее и глубже, чем с водой. Спек полностью отмывается от хлорида кальция. Хлорид калия и другие примеси отмываются от спека дистиллированной водой с температурой 50°С.

Промывка спека водным раствором аммиака и затем горячей водой полностью удаляет примеси из вольфрамата кальция, .доводя его до квалификации Ос.ч.. После промывки спек сушится при температуре 130°С, выход продуктов близок к теоретическому. В заявленном решении проведено разделение хлоридов кальция и калия, от которых отмывается спек.

Квалификация вольфрамата кальция после отмывки от примесей установлена дифференциальным термическим анализом (ДТА) и рентгенофазовым анализом (РФА).

Однофазный состав спеков подтвержден РФА.

Пример 1. В платиновом тигле смешивают 9 г вольфрамата калия и 3,2176 г хлорида кальция. Тигель помещают в печь шахтного типа с температурой 760°С и выдерживают в течение 20 мин. Полученный спек измельчают, охлаждают и промывают 5%-ным раствором нашатырного спирта в

воде, а затем - дистиллированной водо при 40-50°С и сушат при 130°С.

После сушки и охлаждения устанавли вают квалификацию полученного вольфра

мата кальция ДТА по температур плавления эвтектики 732°С состава 4, экв.% вольфрамата кальция и 95,5 экв.°/ контрольного хлорида кальция квалифика ции Ос.ч.. Проведена также идентифика

ция полученного вольфрамата кальци: РФА. РФА образцов проведен на дифракто метре ДРОН - 2,0. Образцы отжигались npi температуре 1570°С, закалялись, затег тщательно перемешивались и запрессовы

вались в кюветы. Идентификация фазовы составов исследуемых образцов проведен, с помощью таблиц Гиллера и картотек ASTM, Съемки рентгенограмм осуществля лись на излучении СиК,х с никелевым /3

фильтром. Режим съемки рентгенограмм Я 1,539 А, A, LK30 кВт, скорость град/мин. Штрихрентгенограммы образце показывают однофазный состав конечной продукта-вольфрамата кальция. Изданны

ДТА также следует, что получен вольфрама

кальция высокой квалификации +0с.ч. с со

держанием вольфрамата кальция 99,91 %.

Для сравнения проведен РФА образце

спека, полученных по способу прототипа

Анализ штрихрентгенограмм показывает что в вольфрамате кальция содержатся при меси хлоридов натрия и кальция, Термо граммы образцов, полученных по данныг ДТА, также свидетельствуют о наличии при

месей в образцах.

Пример 2. В условиях примера проведен ДТА образцов спека, полученны заявляемым способом при температур 750°С. Проведена также идентификаци

полученного вольфрамата кальция РФА.

Содержание вольфрамата кальция в об разцах составляет 99,92%.

Пример 3. В условиях примера получен вольфрамат кальция при темпера

туре 755°С и определена его квалификаци ДТА по температуре двойной эвтектики 732°С и РФА на дифрактометре ДРОН - 2,С Установлено, что получен вольфрамат каль ция квалификации Ос.ч. с содержаниег

основного вещества 99,94%,

Использование предлагаемого способ получения вольфрамата кальция обеспечь вает по сравнению с прототипом следук; щие преимущества.

Предложенный температурный интер вал спекания смеси и промывки спека рас твором аммиака и горячей водой приводят получению вольфрамата кальция квалифм кации +0с.ч. подкласса А1, т.е. с содержа

нием основного вещества 99,90-99,95%, т.е. чистота продукта увеличена на один порядок что очень важно для многих технологических целей.

Кроме того, увеличен выход продукта реакции - вольфрамата кальция за счет проведения процесса спекания в температурном интервале и при соотношении компонентов, отвечающих полной конверсии нестабильных солей в стабильные соли, а также осуществлено разделение хлоридов кальция и калия, являющихся основными примесями вольфрамата кальция, что оченьважно для автоматизации процесса получения вольфрамата кальция.

Формула изобретения Способ получения вольфрамата кальция, включающий прокаливание смеси вольфрамата щелочного металла и хлорида кальция и промывку образовавшегося продукта дистиллированной водой при 50°С, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты продукта, в качестве вольфрамата щелочного металла используют вольфрамат калия, хлорид кальция берут с избытком 5 мас.% сверх стехио- метрически необходимого количества, прокаливание ведут при 750-760°С и перед промывкой водой продукт промывают

5%-ным водным раствором аммиака.

Назначение изобретения: использование в качестве материалов для радиоэлектроники и в лазерных установках. Сущность изобретения: смесь вольфрама калия и хлорида кальция, взятого в избытке 5 мас.%, спекают при 750-760°С. Полученный спек промывают 5%-ным раствором нашатырного, а затем при 50°С - дистиллированной водой. Получают вольфрамат кальция с содержанием основного вещества 99,9- 99,5%.