Способ получения фторидов сложного состава Советский патент 1993 года по МПК C01B9/08 

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к технологии получения фторидов сложного состава, применяемых для получения фторидного стекла в волоконной оптике.

Целью изобретения является обеспечение возможности получения продукта, пригодного для изготовления фторидного стекла.

Сущность способа заключается в следующем: сухие перекристаллиэованные азотнокислые соли бария, стронция и лантана, взаимодействуя с 40-41 %-ной фтористоводородной кислотой, образуют двойные фториды, и за счет избытка HF происходит дополнительная очистка продукта.

П р и ме р. Сухие перекристаллизованные азотнокислые соли бария в количестве 88,74 г или стронция - 71,74 г и лантана в количестве 21,65 г по стехиометрии помещают в реактор из фторопласта-4. Наливают 5-кратный избыток от стехиометрически необходимого 40-41 %-ной фтористоводородной кислоты марки сеч в количестве 165.7

г мл для фторида бария и 167,1 мл для фторида стронция. Избыток HF берется для полноты осаждения двойных фторидов и очистки их от микропримесей металлов. Смесь перемешивают с механической мешалкой тоже из фторопласта-4 в течение 5-6 ч. Полнота осаждения и очистка фторидов происходит в течение этого времени. После отстаивания маточник декантируют, осадок промывают многократно 3%-ным раствором фтористоводородной кислоты для удаления ионов МОзи 2 раза этиловым спиртом для ускорения времени сушки и получения сыпучего порошка. Продукт высушивают при 80-100°С инфракрасной лампой. Сушка при этой температуре позволяет удалить а основном спирт и воду. Ниже температуры 80°С процесс сушки удлиняется до 48 ч. При повышении температуры выше 100°С продут спекается, теряет сыпучесть, и размеры частиц становятся крупными. После сушки двойные фториды прокаливают при 350- 400°С в присутствии фторида аммония в соотношении Mefz MeF3:NH4F 1:1. Вы00

ю о

00

00

Оч

со

31820886 4

бранная температура прокалки необходима400°С необходима для полного удаления гадля полного удаления газообразного HF.зообразного HF.

В табл.1 приводятся основные парамет-При температуре ниже 350°С, например

ры заявляемого способа.330°С, удаление газообразного НРпроисхоПосле прокалки состав двойного фтори-5 дит медленно и неполно. Экспериментальда анализируют химическими, а содержа-но доказано, что при температуре прокалки

ние микропримесей металлов определяют330°С во фторидах остаются следы HF и

спектральными методами. Содержаниепродукты отвечают составу (мол.%).

микропримесей в продуктах (в мае. %) при-П р и м е р 1.34ВаР2 0,5НР-51 аРз 0.5HF.

ведено в табл.2.10 Пример 2.34SrFjr 0.5HF-5LaF- 0.5HF.

Выбор 40-41%-ной фтористоводород-Прокаливание при температуре 400°С

ной кислоты основан на образовании слож-дает возможность получить продукты, соотных фторидов в безводном состоянии. Есливетствующие заявленному составу, (мол.%):

концентрации фтористоводородной кисло-П ример 1.34ВаРзН51аРз.

ты ниже 40%, например 34, то продукт пол-15 П р и м е р 2.343гР2-51 аРз.

учается в гидратированном состоянии. ПриПри более высоких температурах,,

этом содержание воды колеблется от 0,8 донапример 430°С, идет частичный пиро1,0моль.КонцентрацииНрйыше41%вызы-гидролиз, что подтверждается дериватогвает затруднение эксперимента за счет по-рафическим исследованием,

вышения упругости паров HF в растворе.20 g табл.3 приведены заданные составы

В процессе синтеза установлено, чтодвойных фторидов, пригодных для изготовдля полноты осаждения фторидов, а такжеления фторидного стекла, и составы элемендополиительной очистки от компонентов тя-тов, полученных данным способом, двойных

желых металлов, требуется пятикратный из-фторидов,

быток фтористоводородной кислоты.25 Таким образом, данный способ позвоПри времени выдержки реагирующихляет получить особочистый. мелкокристал- компонентовменее5ч,например4ч,двои-лический порошок двойных фторидов ные фториды не соответствуют указаннымсостава 34BaF2-5LaF3 и 24SrF2-5LaF3, кото- составам. Элементный анализ фторидов по-рые являются исходными материалами для казывает следующее {мол.%).30 изготовления фторидного стекла.

П ример 1.30BaF2 3HF-4LaF3-3HF.Ф о рмул а изобретения

Пример 2.30SrF2 vHF-4LaFa 3HFi1. Способ получения фторидов ел ожноПри удлинении времени выдержки свы-го состава, включающий обработку смеси ше 6ч химический состав продукта остаетсясолей соответствующих металлов фтористо- неизменным.35 водородной кислотой при перемешивании,

При выбранной температуре сушки 80-отстаивании реакционной смеси, отделе100°С из продуктов (пример и 2) удаляютсяние осадка от раствора, промывку осадка

спирт и вода. Если высушивание продуктовсначала раствором фтористоводородной

ведется при температуре ниже 80°С, напри-кислоты, а затем органическим растворитемер 70°G, то процесс высушивания удлиня- 9 лем, сушку и прокалку продукта, о т л и ч ается на 12 ч, cfleAOBafeflbHO происходитю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения

дополнительное загрязнение двойных фто-возможности получения продукта, пригодридов. . кого для изготовления фторидного стекла, в

качестве солей берут сухие, предварительно

При высушивании двойных фторидов45 перекристаллизованные, азотнокислые сопри температуре 70°С в продуктах остаютсяли бария и антана, или стронция и лантана следы HF. Химический анализ фторидов от-обработку смеси солей ведут 40-41%-ной вечает следующим Составам.фтористоводородной кислотой с последуюПример 1.34BaF2 1,5HF-5LaFa 1.5HF.щей выдержкой реакционной смеси в течеПример 2.34SrF2- 1,5HF-5LaF3 1,5HF.50 ние5-6ч.

При повышении температуры сушки,2. Способ по п. 1,отличаю щи и с я

например до 120°С, продукты спекаются,тем, что сушку осуществляют при 80-100°С, теряют сыпучесть и становятся комкообраз- а прокалку ведут при 350-400°С в присутстнымй.вии фторида аммония при массовой соотноВ заявляемом способе было показано,55 шении смеси солей и фторида аммония, что выбранная температура прокалки 350- равном 1:1.

Таблица 1

Сухие перекристаллизованные азотнокислые соли бария и лантана или стронция и лантана смешивают с 5-кратным избытком 40-41 %-ной фтористоводородной кислоты, после отстаивания осадок отделяют, промывают фтористоводородной кислотой и этиловым спиртом, высушивают при 80-100°С и прокаливают при 400-500°С в присутствии фторида аммония в соотношении шихта: . Получают продукты состава 348aF2-5LaF3 или 34SrF2-5LaF3, пригодные для изготовления фторидного стекла. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Таблица 2

Таблица 3