Способ получения германатов четырехвалентных металлов iу группы

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕРМАНАТОВ ЧЕТЫРЕХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ IV ГРУППЫ, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с соединениями четырехвалентных металлов, фильтрацию, сушку и прокалку образовавшегося продукта, . о тличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и повышения чистоты целевого продукта, в качестве соединений четырехвалентных металлов используют их карбонатные соединения и процесс ведут при соотношении германия к металлу IV группы, равном 1,1-2,0:1. 2. Способ ло п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве карбонатных соединений используют основные карбонаты циркония, гафния и карбонизованный гидроксид титана и процесс ведут при рН 2,3-9,0. а te

i%9!

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 G 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Аа ТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3442484/26 (22) 24.05.82 (46) 15,09.91. Бюл. 1t 34 (71) Физико-химическйй институт

АН УССР (72) А.А.Ермаков и А.M.Àíäðèàíoâ (53) 546.289.83.05(088,8) (56) Тананаев И.В. и Шпирт N.ß.

Химия германия. М., Химия, 1967, с. 150.

Compt:. rend, 251, 1016, 1960. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕРХАНАТОВ ЧЕТЫРЕХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ

IV ГРУППЫ, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с соединениями четырехвалентИзобретение относится к способам получения германатов четырехвалентных металлов IV группы и может быть использовано для получения концентратов германия из производственных растворов.

Известен способ получения германатов четырехвалентных металлов IV группы состава ИеГеО (где Ме-Zr, Hf, Th, Се, Ра, Ц, Np, Pu, Am) путем прокаливания при 1050 С смесей диоксида германия с диоксидами циркония, гафния или тория.

Недостатки спосооа состоят в высокой трудоемкости и больших энерго-. затратах, а также невозможности получения германатов определенного химического состава.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к изобретению является способ получения

„„SU„„1067773 А 1

2 ных металлов, фильтрацию, сушку и прокалку образовавшегося продукта, о тличающийс я тем, что, с целью ускорения процесса и повышения чистоты целевого продукта, в качестве соединений четырехвалент-. ных металлов используют их карбонатные соединения и процесс ведут при соотношении германия к металлу IV группы, равном 1, 1-2,0: 1.

2. Способлоп. 1, о тлич аюшийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют основные карбонаты циркония, гафния и карбонизованный гидроксид титана и процесс ведут при рН 2,3-9,0. ерманатов четырехвалентных металлов IV группы, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с солью четырехвалентного металла при введении гидроксида щелочного металла, фильтрацию смешанных гидроксидов, сушку и прокаливание.

Взаимодействие реагирующих веществ осуществляют в течение 12-16 ч. Скорость фильтрации гидроксидов составляет 0,01-0,03 л.м -.с - . Целевой продукт загрязнен гидроксидами металлов.

Цель изобретения состоит в ускорении процесса и повьппении чистоты целевого продукта.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что осуществляют взаимодействие водного раствора диоксида германия с карбонатными соединениями четырехвалентных металлов

1067773 при соотношении между германием и металлом IV группы, равном 1,12,0:1, образовавшийся продукт фильтруют, сушат и прокаливают.

Целесообразно при этом в качестве карбонатсодержащих соединений использовать основные карбонаты циркония, гафния, тория и карбонизированный гидроксид титана и процесс вести при рН 2,3-9,0, Установлено, что карбонаты четырехвалентных металлов обладают по сравнению с их гидроксидами повышен.ной химической активностью, что приводит к ускорению процесса взаимодействия и повышению чистоты целевого продукта за счет отсутствия в нем примесей исходных соединений.

Кроме того, карбонаты четырехвалентных металлов выступают в процессе в роли подложки, на которой образуются германаты, что, учитывая кристаллическую структуру и малую обводненность карбонатов, обеспечивает легкую фильтруемость образовавшихся соединений. Проведение процесса при недостатке против стехиометрии исходных карбонатсодержащих соединений ведет к снижению загрязненности целевого продукта. При соотношении Ge :Ме 4 11, 1: 1 конечный продукт загрязняется исходными карбонатами. При Ge:Ме ") 2,0:1 чистота целевого продукта не увеличивается, но снижается его выход.

Пример 1. К 1 л 0,0465 М раствора диоксида германия при комнатной температуре прибавляют при перемешивании 7,7 r основного карбоната циркония, содержащего 0„0285 М диоксида циркония (молярное отношение Ge ":Zr = 1,6). Доводят рН

1М раствором хпористоводородной .кислоты до 2,5. Перемешивают суспензию в течение 8 ч и после одночасового отстаивания фильтруют под вакуумом, промывают осадок 50 мл дистиллированной воды. Скорость фильтрации V составляет 0,42 л.м с

Сушат при комнатной температуре. По данным химического анализа получают

ЕгСе04 3Н<0. Для полУчения безводного германата его прокаливают в о течение 2 ч при температуре "00 С.

Выход 99,9Х (по цирконию) .

Рассчитано,X: ZrOg 54,09, ГеО

45,91.

Найдено,Х: ZrO< 54,00, e0< 46,00 °

Пример 2. Получение ортогерманата ZrGeOy проводят аналогич- но примеру t при рН 2,3 и молярном соотношении Gel:Zr = 1,1:1. И

iv

= 0,41 л.м ° с . Выход 98 1Х.

Найдено,Х: ZrO< 53,99,:ГеО 45,97.

Пример 3. Получение ортогерманата 7гГе04 лроводят аналогично примеру 1 при рН 4,5 и молярном соотношении Ge :Zr = 2; 1. M

Ч, IV

= 0,44 л м с . Выход 99,9Х.

Найдено, : ZrO< 54,08, ГеО 46,01.

15 - Пример 4. Получение тригерманата Кг (eq 0 Iq проводят аналогично примеру 1 при рН 5,3 и молярном соотношении Zr:Ge = 1:1,6. И

Ф

0 43 л м ° с . Выход 99 ЗХ.

20 Рассчитано,Х: Zr02 44,00, GeO

56,00.

Найдено,X: Zr02 43,82, ГеО 56,01.

Пример 5. Получение германата Zr. -e>0< проводят аналогично при25 меру 1 при рН 8 и молярном соотношенииГе . Zr. =2:1. И =0,45лм л

Найдено, Х: ZrO< 43,96 ГеО 56,00.

II р и м е р 6. Получение германа30 та /rKGe50

Се :Zr = 1,8:1. V = 0,43 л м . с

Выход 99,6Х.

Найдено, .: ZrO< 44,01, Ge0 55,98.

Пример 7. Получение германата HfGe04 проводят аналогично примеру 1 при рН 2,5 и молярном соотношении Ге :Hf = 1,2:1. В качестве кар1Ч. Й бонатсодержащего соединения исполь40 зуют основной карбонат гафния. M =

= 0,47 л м с . Выход 99,7Х.

Рассчитано,X.: Hf0 66,81; ГеО

33, 19.

Найдено,X: HfO< 66,73, ГеО... 33,26.

45 Пример 8,. Получение германата HfGeO@ проводят аналогично примерам 1 и 7 при рН 4,5 и MoJIHpHoM соотношении Ге " : Hf, = 1,9: 1, М

= 0,49 л м с . Выход 99,6Х.

Найдено,/.: HfO< 66,79; GeOg 33,17.

Пример 9. Получение германата HfGe04 проводят аналогично примеру 1 при р Н 3, 5 и моляр ном coo ТНошении Ге:Hf = 1,7:1, W = 0,46 лХ

Ч

55 и с . Выход 99 7 ..

Найдено, X HfO 66, 76, GeO< 33,20.!

II p и м е р 10. Получение германата ThGeO< проводят аналогично примеру 1 при рН 2,5 и молярном соот10677

Найдено,Х: Т1О2 43,29", Се0 56,71

П р и и е р 15. Получение германата TiGeO g проводят аналогично примеру 1 и 13 при рН 7 и молярном

° (Ч

Ф соотношении Ge(: Ti = 1,6:1. W =

= 0,,37iл и с, Выход 99,8X.. .Найдено,%: TiOg 43,31, GeO 56,69.

Техред А.Кравчук, Корректор C,LiIeKMBp

Редактор ТЛарганова

Заказ 3725 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 ношении Се(":Th = 1,3:1. В качестве карбонатсодержащего соединения использован основной карбонат

-2 -1 тория. W = 0,5 л м с . Выход !

99;4%.

Рассчитано Х,: ThO> 71,63, GeO<

28,37.

Найдено,X: Th02 70,96; GeOg 29,01.

Пример 11. Получение германата ThGeO проводят аналогично примерам 1 и 10 при рН 4 5 и моляр-. ном соотношении Се(, Th " = 2: 1, = 0,54 л м -с . Выход 99,9%.

Найдено, X: ThOg 70, 9 1 СеО, 28, 40.

Пример 12. Получение германата ТЬСеО((. провор(т аналогично примерам 1 и 10 при рН 3,5 и молярном соотношении Ge ": Th = 1,7:1. W

= 0,53 л м ° с . Выход. 99,4Х. 20

Найдено,X: тЬ02 70,94; Сеог 2Е,39.

Пример 13. Получение германата Т СеО(проводят аналогично примеру 1 при рН 8 и молярном соотно- шении Ge : Ti = 2: 1. В качестве 25

° (М карбонатсодержащего соединения используют карбонизированный гидрок-2 сид титана. W = 0,39 л м г . Вы ход 99,4Х.

73 6 ассчитано %: ТЫ 43 31 СеО

56,69.

Найдено,X: Т О 43,28; СеО 56,70 .

Т СеО плавится при температуре

900-950 С, а при охлаждении обраа зует стекло.

Пример 14. Получение германата TiGe0 проводят аналогично примерам 1 и 13 при рН 5,5 и молярном соотношении Се: Ti а1, 1: 1, (Ч . ° (Ч

=. 0,34 л ° и 2 с" . Выход 99,7Х.

Таким образом, осуществление изобретения позволяет интенсифицировать процесс за счет сокращения времени взаимодействия с 12-16 до 8 ч и повышения скорости фильтрации с 0,010,03 до 0,34-0,54 л .м -с, а также (повысить чистоту целевого продукта.