Способ получения кристаллов водорастворимых соединений

 

Изобретение относится к выращиванию кристаллов водорастворимых соединений, может быть использовано для получения визуально однородных нерасщепленных кристаллов и обеспечивает повышение выхода кристаллов без макродефектов за счет снижения частоты образования расщепленных кристаллов. Способ включает растворение исходного вещества в воде и нагрев до получения пересыщенного раствора с последующим охлаждением. Перед растворением в воду вводят примеси в виде не менее десяти неорганических соединений при концентрации каждой ионной компоненты примеси 10<SP POS="POST">-4</SP> - 10<SP POS="POST">-5</SP> г на 1 л раствора исходного вещества. Для введения примесей используют водные растворы следующих соединений: COSO<SB POS="POST">4</SB>, MGSO<SB POS="POST">4</SB>, MNSO<SB POS="POST">4</SB>, FEF<SB POS="POST">3</SB>, CUSO<SB POS="POST">4</SB>, ZNSO<SB POS="POST">4</SB>, KAL(SO<SB POS="POST">4</SB>)<SB POS="POST">2</SB>, KSO<SB POS="POST">3</SB>, KCRO<SB POS="POST">4</SB>, K<SB POS="POST">3</SB>FE(CN)<SB POS="POST">6</SB>, KCLO<SB POS="POST">4</SB>, KCR(SO<SB POS="POST">4</SB>)<SB POS="POST">2</SB> или BACL<SB POS="POST">2</SB>, SRCL<SB POS="POST">2</SB>, KCNS, RBJO<SB POS="POST">3</SB>, CAJ<SB POS="POST">2</SB>, NH<SB POS="POST">4</SB>BR, CDBR<SB POS="POST">2</SB>, CSNO<SB POS="POST">3</SB>, LIJO<SB POS="POST">4</SB>, KBRO<SB POS="POST">3</SB>. Доля расщепленных кристаллов уменьшена с 87 - 73 до 42 - 57%. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51}5 С 30 В 7/00

ГОСУДАР CT В Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1,, ГЩР1(;,, г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4634060/26; 4634064/26; 4634066/26;

4634068/26; 4634140/26; 4634141/26 (22) 09.01.89 (46) 15.08,91. Бюл. ¹ 30 (71) Ленинградский государственный университет (72) Г.В.Руссо, О.M.ÁîëäûðåBà, С.В.Чебанов и А.В.Нардов (53) 621,315,592 (088.8) (56) Гликин А,Э., Николаева В,П., Петров Т.Г.

Кристаллизация бифталата калия из нейтральных и щелочных водных растворов.—

Фиэика кристаллизации, Калинин, изд-во

КГУ. 1979, с. 63-71. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ

ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к выращиванию кристаллов водорастворимых соединений, может быть использовано для получения визуально однородных нерасщепленных криИзобретение относится к выращиванию кристаллов путем кристаллизации и может бь|ть использовано для получения визуально однородных нерасщепленных монокристаллов.

Цель изобретения — повышение выхода кристаллов без макродефектов за счет снижения частоты образования разщепленных кристаллов.

Пример 1. Готовят раствор бифталата калия (БФК), насыщенный при температуре

30 С, для чего 125 г БФК растворяют в 1 л перегретой воды. В качестве растворителя используют чистую воду, примеси специально в раствор не вводят. Раствор разливают в 10 кристаллизаторов объемом 100 мл

„„5U „„16?0000 Al сталлов и обеспечивает пов 1шение вь хода кристаллов беэ макродефектов эа счвет снижения частоты образования расщеплРнн:,)х кристаллов. Способ включает растворение исходного вещества в воде и нагрев до пол,учения пересыщенного раствора с последующим охлаждением Перед растворением в воду вводят примеси в виде не менее деся i a неорганических соединений при концент- . рации каждой ионной компоненты примеси

10 — 10 г на 1 л раствора исходного ве)4ества. Для введения примесей используют водные растворы следующих соединений:

Со504, MgS04, MnS04, Герлз, CuSOn, Zn S04, КА1(504)2, КЗОз. KCr04, Кзоте(Сй)а, KCIO4

KCr(SOnj2 или BaCI2, SrCI2 KCNS, RbJ03, СаА, NH4Br; СбВГ2, Сз)чОЗ. LIJOa, KJ04, KBr03, Доля расщепленных кристаллов уменьшена с 87-73 до 42-57%. 2 з.п,ф-лы, 3 табл, каждый при комнатной температуре до полного охлаждения.

Контроль за содержанием расщепленных кристаллов осуществляют путем тотального подсчета.

Процентное содержание расщепленных кристаллов — доля расщепленных кристаллов (ДРК) составляет около 70%.

Пример 2. В качестве растворителя используют воду и смесь растворов примесей, наборы которых представлены в табл.1.

Берут набор N1в такой пропорци,и, чтобы концентрация каждой примеси в растворе составляла порядка 10 6 — 10 г/л, т,е. 998 мл воды и 2 мл растворов примесей. Раствор охлаждают до комнатной температуры, поО

C ( (C !

1) 1670000 сле чего начинается выпадание кристаллов

БФК, Доля расщепленных кристаллов составляет около 65%.

Пример 3. В качестве растворителя используют смесь воды и растворов прилIeсей набора № 1 в количествах соответственно 980 мл и 20 мл (концентрац«я каждой из примесей лежит в интервале 10 - 10 гlл).

Раствор охлажда от до температуры кристаллизации.

Пример 4. В качестве растворителя используют смесь 800 мл воды и 200 мл раствора примесей набора ¹ 1. Содер>кание примесей в растворе при этом составляет 10 — 10 для каждого иона. Рас вор охлаждают до комнатной температуры. Доля расщепленных кристаллов в осадке около 44%.

B табл. 2 представлены резул:-.таты выращивания кристаллов без добавки приMeсей и при их добавке с различной концентрацией.

Пример 5, В табл. 3 показано воздействие отдельных прил1есей на частоту пасщеплен«я кристаллов бифталата калия.

Для приготовления растворов берут нагретые смеси иэ 980 мл воды и 20 мл рас гвора каждого иэ реакторов, перечисленных в табл. 3, приготовленного иэ расчета 1 г реактива на 1 л воды; в этих смесях растворяют БФК в таком количестве, чтобы растворы оказались насыщенными при температуре

30ОС (125 г БФК на 1 л воды). Концентрация каждого из ионов, индивидуальное влияние которых нэ расщепленность проворяетг.я, составляет порядка 10 — 10 г/л. Перегретые рас воры заливают в кристалл«заторы и охлаждают до к мнатной температуры, в результате чего растворы стансвятся пересыщенными и из них начинается выпадение кристаллов БФК.

Величины ДРК в полученных так м способом кристаллических осадках пр«ведены в табл. 3.

Пример 6, В качестве раствори аля используют смесь 998 мл воды и 2 мл рэствора примесей набора N. 2 (см. табл. 1).

Концентрация каждой отдельной «р«меси при этом 10 — 10 г/л. Раствор охлаждают

-6 до комнатной температуры, Доля расщепленных кристаллов в осадке около 67%.

Пример 7. B качестве растворителя используют смесь воды и раствора примесей набора № 2 в количествах 980 мл и 20 мл соответственно (концентрация каждой из примесей лежит в интервале 10 — 10 г/л).

-5 -4

Раствор охлаждают до температуры кристаллиэации, Среднее значение ДРК в осадке составляет около 48%.

Пример 8. В качестве растворителя используют смесь 800 мл воды и 200 мл

5 раствора примесей набора ¹ 2. Содержан«е каждой из примесей в растворе составляет при этом 10 — 10 г/л. Раствор охлаждают до комнатыой температуры.

ДРК в осадке — около 45%, 10 Пример 9. Готовят раствор дигидрата хлоридэ бария, насыщенный при температуре 30" С, для чего 500 г реактива засыпают в 1 л воды при температуре около 40 С и перел;еаь вают до полного растворения ре15 акгива В качестве растворителя использую дистиллированную воду, примеси специально в раствор не вводят, Раствор охлаждают до комнатной температуры, когда начинается кристаллизация. Процентное

20 содержание расщепленных кристаллов в осадке составляет около 73/,, Пример 10, Раствор дигидрата хлорида бария готовят так же, как в примере 9.

В качестве растворителя используют смесь

25 в-.,ды и раствора примесей набора N. 1 в количе тсах 998 мл и 2 мл соответственно, при этом концентрация каждого из примесных ионов составляет 10 — 10 г/л. Раствор

6 -5 охлаждают до гемпературы кристэллиэа30 ции.

ДРК в осадке — около 63%.

Пример 11, Раствор дигидрата хлорида бар«я готовят, как в прил1ере 9. В качестве растворителя используют смесь воды и

35 раствора пр«месей набора N . 1 в количествах 980 мл «20 мл соответственно (концентрация каждой из примесей лежит в

Ь 4 интервал» 10 — 10 г/лj. Раствор охлаждают до температуры кристаллизации.

40 ДРК в осадке — около 47%.

Пример 12, Раствор дигидрэта хлорида бария I отовят, как в примере 9, В качестве растворителя используют смесь воды и раствора примесей набора N 1 в количест45 вах 800 мл и 200 мл соответственно. Содержание каждой из примесей при этом составляет 10 -- 10 г/л. Раствор охлэжда-з ют до комнат»ой температуры.

ДРК в осадке — около 46%.

50, Пример 13. Раствор дигидрата хлорида бария готовят, кэк в примере 9, В качестве растворителя используют смесь 980 мл и 20 мл раствора примесей набора N 2 (концен грация каждой из примесей лежит в ин55 тервале 10 — 10 г/л). Раствор охлаждают до температуры крисгаллизэции.

ДРК в осадке — около 45%.

Пример 14, Раствор дигидрата хлоридэ бария готовят, как в примере 9. В качест ве рас1ворителя используют смесь 980 мл

1670000 воды и 20 мл раствора примесей набора N.

2 (концентрация каждой из при,"лесей лежи1 в интервале 0 -- 10 г/л), Раствор охлзж-5 -4 дают до температуры кристал. лззции.

ДРК в осадке — около 45%.

Пример 15. Раствор дигидратз хпорида бария готовят, как в примере 9, В качестве растворителя используют смесь 800 мл воды и 200 мл раствора при1лесей набора

М2, ДРК в осадке — около 45ф,.

Пример 16. Готовят раствор винной кислоты, насыщенный при темперзт;ре

30 С, для чего 1500 r винной кислоты растворяют в 1 л водь1, нагретой примерно цо

40ОС. В качестве растворителя использу»от дистиллированнук? году, примеси в ОВс! вор не вводят. Раствор охлаждают до комнз ной температуры, при которой начинается интенсивное выпадание кристаллов йи;сно и кислоты.

ДРК в осадке составляет около 81%.

П О И М Е р 17. PBC ROp ВИННОЙ Kl ЛОТЫ готовят, как в примере 16. Р качестве рзсТВор!»t. ëR испопьэу»ог смесь воды и рве?вора примесей набора 1 1 в кол.счессвах 998 мл и 2 мл соответствеHHR, tlpvl этом Koíötcíтрзция каждого из иримесных ио ссг coc1;lB

n»Ip1 10 — 10 г/л Рac Bop охлаждз ol до

I> 5 температуры кристзллиэзссии, ДРК в осадке — около !8%.

П р и м С! р 18. PBCIBop вспнной кислоты готовят, KBK B примере 16. В кзчестве растворителя использу от смегь воды и раствора примесей наборз N. 1 в количествах 980 мл и 20 мл coo BpxcxRPHHo (Ko! центрзссия каждой из примесей лежит в»лн?ервзлc 10 — 10 г/л). Раствор охлаждают до комнатнои температуры, ДРК в осадке — около 55%.

П р L1 M е р 19. РзгTRop вин нои кигпосы готовят, кзк в примеие 16. В к-I естве ра:творителя исполсзуюс смесь 800»лл воды vl

200 слл раствора гсрил1есеи набора N - 1, Сс держание каждой из при»лесей при этом составляет 10 — 10" гlл. Раствор охлаждают до комнатной температуры.

ДРК в осадке — около 57%, и р и м е р 20, РBc? Rnp винной кислосс. готовят, как B примере 16. h качестве растворителя лс сользуют смесь 998 мл воды и

2 мл раствора примссел набора М. 2. КонцЕНтрэцИя КаждОй Иэ ПрИМЕСЕй ГсрИ ЭТОМ

10 — 10 гlл. Раствор охлаждают до KGM6 -5 нат.сой температур».1.

ДРК г осадке — около 74

Пример 21, Раствор виннол кислоты готовят, как в примере 16. B качестве растворителя используют смесь 980 мл воды и

20 мп раствора примесей набора N 2. Кг:нцеитрация каждой иэ примесей лежит в интервале 10 — 10 г/л. Рагггвор охлаждают

-5 4 до температуры кристаллизации.

ДРК в осадке — ovor о 57 %.

Пример 22. Раствор винной кислопс,с готовят, к к в примере 16. Б качестве рас«opvIreBR используют смесь 800 мл воды и

200 мл оас;вора I!pvlveceй нзбооа М? 2. Со10 д.?ржание каждой примеси при этом состзвяет 10 — 10 г/л. Раствср охлзждзют до

4 комнатной температуры.

ДРК. В ОСадкŠ— Окали 54%.

1 ехнико-экономическая эффективность

15 прелла. аемoго .пособа по сравнен;lю с просити?ом заклюсается прежде всего в повыше сии выхода беэдефект»1»сх крис1зллов разли ных водорастворимых соединении эз с ет снижения выхода иэ расщепленных

20 кристаллов, обусловленного тем, что рлсГ >Р, 13 К" тОРОгО ПРОИЗВОДИТСЯ КРИСтаЛЛИзаиия, специально "1зсрязняется" прил1есями, Учисывзя широкуio рзгпрострз пенность процесса расщ иления, создзю:цего одну иэ основных помех получению техниче:-ки ценных беэдефектных монокриcf Irl/loB, вьсращивземых иэ Bofli!I.lx рзгтворов мох но о кидать эконом» IpcKoão

: <1»фг»к сз, ooределяемосо с>бьс?ктол1 ис-.г оль30 эовзния, за счет отказа от применения с BBpK«èc«,1к дорогое гоящих реаксийов (посколь» / реаксив ВсВ рзвно игK vcclвенно под «:ргзется эзгрязненик?), а также эз счет

3r oItoìI1v1 исходных резктивов, электроЛ;, 31I! Ilrv«1 и йремеHи, рnсxoäóåMûх Hà получеНИЕ с?д»ОГ- б< ЗдЕ 1»ЕКтНОГО КрИГтЗЛЛЗ.

Формула изобрете»сия

40 1. Сгсосс?б полу«енсся кристаллов водоP;I I, I i С! 0 11 1Л Ы Х С О P Ä È H С . Н»1И, R К Л 10 Ч 3 Ю ЩИ Й

PR 1ROРЕНИС. ИСХОДНОГО BRÙÅCTBB В ВС1ДЕ И

H II pt? B до получения пересыщ HHofo рзсггорз содержащего примеси, с последую45 Ill »1!1 o_#_rld>Kgt HvIPM, о T rl и I 3 Io I+ 11 «1 c sl TPM, Iтo, с целью повышения выхода кригтзллов без .кродес1 ектов эа счог снижения частоты обр:.сзования расщепленных криссаллов, пс? ред растворением исходного вещества в

50 йоду вгсодят примеси в виде Boj(»II,IK рзствоРОГ Н . СЛЕ. СЕЕ ДЕСЯТИ НЕОРГЗНИЧс CKV1X СОЕДИненгсп при концентрации кзждои ионной

K0мооненты примеси 10 10 на 1 л ра lгoпз исходного Beществз.

55 2.Способпоп.1,отличающийся тем, что для введения примесеи используют водные растворы следующих соединений;

CoSo4. MgS04, ГеЕз, CuS04, ZBSO4, КА!(504)2, КЯОз, КСг04, KBFP(CN)e, KCIO4, K, г(5 04)2.

1670000

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что для введения примесей используют водные растворы следующих соединений:

Таблица 1

Реактивы, используемые для приготовления набора примесей ны, входящие в набор имесей

Набор примесей, Р

Таблица 2

Набор принеси по табл.1

Доля расщепления кристаллов при разной концентрации примеси в растворе, Х

ДРК при кристаллизации из чистоОсновное вещество (ОВ) 10 -10, г/л 10 -10 ", г/л 10 -10 4 ° г/л

ro раствора, Х

Бифталат калия

44+3

42+3

/3+4

65 3

48+2

/3+4

46+4

67+2

47+3

46+2

/3+4

63+3

45+2

45+4

66+4

73+4

57 3

55+5

/8+ 7

81+6

81+6

57+4

54+5

74+4

То ке

Дигидрат хлорид бария

Винная кислота.

2+

Ва

Са2

Li, ио

Со

Cu +

2so

ClO

t + +

Sr, К, Rb у NHg у Cs+ у Cd y

lO» Е04, BrO2

Br СГ, I CNS 182+ Н 2 Fg

Еп2, A12 Cr

F Al ЗФ, Cr044

SO CN

ВрС12, ЯгС!г, KCNS, RbJOz, СаА, МН Вг, СбВг2. СзКОз, LIJO3, К301. КВг03.

BaCl2, Sr Cl2, KCNS, RbIO> Ф Calz э ИНФВг

CaN0» Cd Br» Li IO»

KBr0 KIO4

CoSO MgSO MnSO

FeF2, СиБО», Еп$04, KAI (SO4 )», KCr (SO„)

KSO2, КСГО4, К Ре(СК)

КС104

1670000

Таблица 3

Реактив, используемый для введения в раствор примесного иона

ДРК (по 6-12 измерениям) 76+1

Вас1<, Ва(1 0,)

SrC1 0 Cr (NOb )>

КС1

74+1

82+4

84+3

70+2

75+3

CaI>

NH N0

70+4

57+7

70+4

I 01

78+6

75+1

Br0b

KB«3

4 3

KBr

72+1

Яо

73+2

82+5

С1 КС1

88+1

I CaI2

CNS KCNS

74+4

69+4

Редактор М.Циткина

Заказ 2718 Тираж 248 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Компонент примеси (концентрация

10 -10, г/л) 2

Ва

Я<

Зг

Ф

Rb

Са

КН

Д

cs

CdR4 .4

1.ю 1

CsN0>

3)2

LiN03

1<103

К10о

Составитель В.Безбородова

Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец