Способ получения двойного фосфата щелочноземельного металла и титана

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЙНОГО ФОСФАТА ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНОГО МЕТАЛЛА И ТИТАНА путем термообработки смеси соли щелочноземельного металла с соединением титана, охлаждения полу ,,- «- 1М Чв;ДГД1(;, ченного плава с последунщей обработкой-водой и отделением продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса за счет снижения температуры при сохранении высокого выхода продукта, в качестве соли щелочноземельного металла используют его хлорид, в качестве соединения титана используют его гидрофосфат и термообработку ведут при их молярном соотношении соответственно

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ю

РЕСГ1УБЛИН

ЦЮ (10 ада С 01 В 25/45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н aBTOPCNOMV СВИДЕТЙПЬСТВУ (21) 3598388/23-26 (22) 27.05.83 (46) 23.10.84. Бюл. Р 39 (72) А.И. Крюкова, И.А. Коршунов, Г.Ю. Артемьева и О.В. Скиба (53) 661.841Р 824.455. 3 (088.8) (56) 1. J.Å. EIectrochem. $ос. 107, 217, 1960 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЙНОГО ФОСФАТА. ЩЕЛОЧНОЗЕИЕЛЬНОГО МЕТАПЛА И ТИТАНА путем термообработки смеси соли щелочноземельного металла с соединением титана, охлаждения полученного плава с последующей обработкой -водой и отделением продукта, о т л и ч а ю щ и и с -я тем, что, с целью упрощения процесса за счет снижения температуры при сохранении высокого выхода продукта, в качестве соли щелочноземельного металла используют его хлорид, в качестве соединения титана используют его гидрофосфат и термообработку ведут при их молярном соотношении соответственно (3-1): 1.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что термообработку ведут при 600-800 С в течение 3-4 ч °

1119980 (!

И Т1 (PO ) ВаР,:Т20,:Р, 0=1:4:3, Изобретение относится к способам получения двойного фосфата щелочноземельного металла (магния, кальция, стронция, бария) и титана формулы и где И - Ир, Са, 5т, Ва, и может быть использовано в области 10 получения жаростойких материалов в связи с их тугоплавкостью, а также в области получения ионообменников.

Известен способ получения двойного фосфата бария н титана (1 путем взаимодействия фторида бария с диоксидом титана в присутствии гидрофосфата аммония. Процесс проводится при температуре порядка 1200 С и мольном о соотношении компонентов равном 20

Выход продукта 95-987.

Недостатками известного способа являются высокая температура и дли25 тельнос ть в с вя эи. со ступенчатым проведением процесса (сначала при

1210 С взаимодействуют BaF, и TiO, в соотношении 1:4,затем в систему вводят фосфорсодержащее вещество— (КН„) НРО„. цель изобретения — упрощение процесса за счет снижения температуры при сохранении высокого выхода продукта. 3S

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения двойного фосфата щелочноземельного металла и титана путем термообработки смеси соли щелочноземельного метал 0 ла, в качестве которой используют его хлорид, с соединением титана, в качестве которого используют его гидрофосфат при их молярном соотношении соответственно (3"1): 1 и 45температуре 600-800 С в течение 30

4 ч, последующим охлаждением полученного плава, обработкой .водой и отделением продукта.

Отличительными признаками способа 50 является использование хлорида щелочноэемельного металла, гидрофосфата титана, их соотношение и режим реакции.

Сокращение длительности процесса 55 происходит эа счет. исключения самостоятельной стадии введения третьего компонента реакционной смеси.

Сущность предлагаемого способа состоит в приготовлении смеси хлори" да щелочноземельного металла (магния, кальция, стронция, бария) и гидрофосфата титана Ti(HP04), в молярном соотношении соответственно (3-1): 1. Смесь нагревают до 600800 С и выдерживают в течение 3-4 ч.

После охлаждения отмывают растворимые продукты реакции водой. Нерастворимый осадок представляет собой двойной фосфат щелочноэемельного металла и титана "f Т14(РО4)6, где

N" " Мя, Ca, Sr, Ва.

Выбор параметров процесса обусловлен следующим: повышение температуры выше 800 С нецелесообразно,так как приводит к увеличению расхода энергии без заметного сокращения продолжительности процесса. Проведение процесса при температуре ниже

600 С не обеспечивает полноты протекания реакции (табл.1).

Выбор второго параметра — времени нагревания — осуществлен по оценке выхода продукта. Оптимальные результаты получены при продолжительности о процесса от 3 до 4 ч при 800 С (табл.2).

Выбор соотношений исходных реагентов реакционной смеси обусловлен следующим .

Увеличение количества гидрофос" фата титана более указанного приводит к увеличению выхода примеси в виде пирофосфата титана.

Увеличение количества хлорида щелочноземельного металла выше

3:1 моль нецелесообразно, так как это не влечет эа собой увеличение выхода продукта.

Выход СаТ1 (РО )4 в зависимости от соотношения CaCI,:Ti(ÍÐO ) при времени процесса 3 ч и температуре

700 С представлен в табл.З.

Пример 1. Смесь 6 г ИОСТ и 5 r Ti(HPO ), (3: 1 моль) нагре" вают при 800 С в течение 3 ч. Охлажденную смесь отмывают от раство-, римой части водой. Остаток аналиэи" руют рентгенографически, термогравиметрически, проводят анализ химического состава, Полученное соединение соответствует формуле ИдТ1 (РО, )6 .

19980

Та блица !

Температура, С о

Температура, С

Выход

Ват (РО4),Х

Выход

SaTi (РО ) Х

700

200

400

800

900

600

3 11

Выход продукта 96Х (3,94 г).

Пример 2. Смесь 4 г HgCI н 5 г Т1.(НРО ) (2:1 моль) нагревают при 600 С в течение 4 ч, Охлажденную смесь отмывают от растворимой части водой. Остаток анализируют реитгенографически, термогравиметрически, проводят анализ химического состава.

Полученное соединение соответствует формуле ИВТ14(Р04) ., Выход продукта 95Х (3,9 г).

Пример 3. Смесь 4 г СаСТ и 8,6 г Ti(HPO ), (1:t моль) нагревают при 700 С в течение 3 ч. Охлажденную смесь отмывают от растворимой части водой. Остаток анализируют рентгенографически, термогравиметрически, проводят анализ химического состава.

Полученное соединение соответствует формуле СаТд4(РО4) . .Выход продукта 97Х (7,0 r).

П р и и е р 4 . Смесь 4 г CaCI, и 4,3 г Ti(HPO4) (2:1 моль) нагревают при 800 С в течение 3 ч. Охлаж-. о денную смесь отмывают от растворимой части водой. Остаток анализируют рент гено графически, термогр авиметрически, проводят анализ химического состава.

Полученное соединение соответствует формуле СаТ14(РО )ь.

Выход продукта 98Х (3,5 r) .

Пример 5. Смесь 6 г SrCI, и 3 r Т1(НРО4) (3:1 моль) нагревают при 700 С в течение 3 ч. Охлажденную смесь отмывают от растворимой части водой. Остаток анализируют рентгенографически, термогравиметрически, проводят анализ химического состава.

Полученное соединение соответствует формуле 8ГTi4(РО4)ь.

Выход продукта 97Х (2,6 r).

Пример 6. Смесь 8 г SrCI, и 6 r Ti(HPO4), (2:f моль) нагревают при 600оС в течение 4 ч. Охлажденную смесь отмывают от растворимой

1О части водой. Остаток анализируют рентгенографически, термогравиметрически, проводя анализ химического состава.

Полученное соединение соответству"

1з ет формуле SrTi4(PO4)< °

Выход продукта 97Х (5, 10 r) .

Пример 7. Смесь 4 г BaCI

4,6 г Ti(HP04) (1:1 моль) нагревают

2 при 700 С в течение 3 ч. Охлажденную

20 смесь отмывают от растворимой части водой. Остаток анализируют реитгенографически, термогравиметрически, проводят анализ химического состава.

Полученное соединение соответствуформуле ВаТi 4 (PO 4)а

Выход продукта 98Х (4,2 r) .

Пример 8. Смесь 6 г BaCI и 2,3 г Т1(ИРО4) (3:1 моль) нагревают при 800 С в течение 3 ч.Охлажден30 ную смесь отмывают от растворимой части водой. Остаток анализируют рентге ногр афич ес ки, т ермо гр авиметриче с хи, проводят анализ химического состава.

Полученное соединение соответству"

35 ет Формуле ВаTi 4 (РО4) .

Выход продукта 97Х (2,0 г).

Реализация предлагаемого изобрете-, ния позволит упростить процесс за счет снижения температуры и сократить

4р его длительность.

1119980

Т а блица 2

Выход CaTi (РО )Ь,X

Выход СаТд. (Р04)Ь,Х

Время нагревания, ч

Время нагревания, ч, 98

97

97

98

Таблица 3

10:1

64

1 . 2

5:1

1:5

3:1

2:1

1: 10

Составитель Г. Митропольская

Техред А,Бабинец Корректор Ое Луговая

Редактор Е. Папп

Заказ 7681/19 Тирах 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретени@ и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ухгород, ул. Проектная,4

Молярное соот- Выхоц СаТ14 Р04 Ь 7 ношение

СаСТ,:Ti(HP0 ), Молярное соот- Выход СаТд, (po„) у ношение

СаС?2 Т1 (НР04) 2