Способ получения сульфидов щелочноземельных металлов
Изобретение относится к способам получения сульфидов щелочноземельных металлов , используемых преимущественно в качестве основы люминофоров различных типов, и позволяет увеличить выход целевого продукта. Для реализации способа шихту , содержащую оксид или карбонат щелочноземельного металла, серу и роданид аммония при их молярном соотношении 1:2:(0,3-0,5), подвергают термообработке при 800-960°С в течение 3-4 ч в потоке азота или инертного газа, насыщенного парами серы, После завершения процесса охлаждение полученного продукта до комнатной температуре ведут также в инертной атмосфере. 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (Я)5 С 01 В 17/42
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Е.
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765963/26 (22) 07.12,89 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов АН
СССР (72) И, Я. Буштрук и А. В. Вишняков (53) 661.842.511(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1476877, кл. С 01 В 17/43, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДОВ
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЬ!Х МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к способам получения сульфидов щелочноземельных меИзобретение относится к способам получения неорганических сульфидов, в частности сульфидов щелочноземельных металлов (магния, кальция, стронция, бария), используемых преимущественно в качестве основы люминофоров различных типов.
Цель изобретения — увеличение выхода п родукта.
Пример 1. Шихту, составленную иэ
150 г карбоната кальция, 96 r серы и 36 г роданида аммония, засыпают в кварцевую лодочку, помещают в трубчатый кварцевый реактор, который в течение 0,5-1,0 ч продувают. осушенным аргоном или азотом. 3атем, не отключая потока газа, его нагревают до 960 С, момент достижения которой принимают эа начало прокаливания. Одновременно с нагреванием шихты в отдельном сосуде, соединенном с газопроводом и реактором, расплавляют серу, в дальнейшем температуру расплава поддерживают равной 400-420 С. Таким образом, газ на пути к реактору проходит над поверхностью расплава, захватывает пары серы и доставляет
SU 1740314A 1 таллов, используемых преимущественно в качестве основы люминофоров различных типов, и позволяет увеличить выход целевого продукта, Для реализации способа шихту, содержащую оксид или карбонат щелочноэемельного металла, серу и роданид аммония при их молярном соотношении
1:2:(0,3 — 0,5), подвергают термообработке при 800-960 С в течение 3 — 4 ч в потоке азота или инертного газа, насыщенного парами серы, После завершения процесса охлаждение полученного продукта до комнатной температуре ведут также в инертной атмосфере. 4 табл. их в зону реакции. Избыток серы на выходе из реактора конденсируется в заполненном. стекловолокном холодильнике с водяным охлаждением. В этих условиях прокаливание ведут в течение 3 ч, после чего отключают подогрев расплава серы и охлаждают реактор до комнатной температуры, продувая его аргоном или азотом.
Таким образом получают 95 г сульфида кальция в виде розоватого кристаллического порошка с содержанием основного вещества не менее 90 — 95 .
Пример 2. Готовят шихту, состоящую из 147,6 г карбоната стронция, 64 г серы и
23 г роданида аммония. Термическую обработку шихты производят по примеру 1. Длительность прокаливания при 920 С составляет 4 часа.
В результате получают 120 r сульфида стронция с содержанием основного вещества не менее 90 — 95 .
Пример 3. Готовят шихту следующего состава, г: карбонат стронция 73.8; сера
32,0; роданид аммония 11,4, Далее процесс
1740314
Экспериментальные данные по реализации предлагаемого способа представлены в табл. 1-4, в которых приведены характеристики опытных партий сульфидов
5 магния, кальция, стронция и бария.
Формула изобретения
Способ получения сульфидов щелочноземельных металлов, включающий термообработку шихты, содержащей оксид или
10 карбонат щелочноземельного металла, серу и роданид аммония, в течение 3-4 ч и последующее охлаждение полученного продукта в инертной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода продук15 та. термообработку проводят при 800 — 960 С в потоке азота или инертного газа, насыщенного парами серы при следующем молярном соотношении компонентов шихты
МО или МСОз: S: NH4CNS - 1:2:(0,3 — 0,5), 20 где M Mg, Са, Sr, Ва.
Таблица 1
Характеристика опытных партий сульфидв магния
Опыт, г
Иолярное соотноаение компонентов вихты
И80:S:BII
1:2:0,5 900 (4) Температура
С (длительность прокаливанмя, 4) дтноск>епл, ирине няемвя при нагревании и прпкэливэнии
Фазовый состав продукта по данным РФА
Примечание
HgS, И80, HSSO
ИОSOq„ Mgs О
900(4) 2 1.2.0 5
3 1.2;0>6
4 1:2:0,2
Ar+ Sз
900 (4) Ar a Sa
Ат+ 8»
900 (4) И88, HgSO
5 1;2:0,5
6 1:2:0,5 ж
800 (2) Ат+ Sr
Hg8. Mg0. И880, 800(6) 8»
К88
HgS
И88, MgO, И88ОЭ
800 (4)
960(2) 7 II2:0,5
8 1>2:0,5
Ar + S»
Ar + S»
Ar+S
At + S»
Ar+S
Ar + 8»
1:2:0,5
1>2>0,5
1:2>0,5
1>2:0,5
10
960 (5)
960(3)
-750(4)
I0Q0(4) MgS
HsS
HgS, Hg0, HgSOЭ
"188
То же, что в опытах IP 2 и 7
То жв, что а опытак 8 5 и 8
То же, что а опыта (Р 3
II
Таблице 2
Характеристика опытных ttaDT>IA сульФида кальция
Нолярное соотноыение конпонентов вихты
СаО:Б:NN Фазовый состав продукта по данным РФА АтмосФера применяемого при нагревании н про" квпиванин Опыт, С jt Тем >ерзтура С, (длительность прокепнвания, ч) Примечание 1:2:0,4 900 (4) Ат Св8. Свб Са80», Са80э, CaSrO S cas 2 I:2>0,4 3 1;2!0,8 4 1;2:0,2 900(4) 900(4) 900(4) Ar + $» 100 r Cas в виде розоватого кристаллического поровка 100 r CaS е вида темно серого пороека (загрлэненне граФитом) Получение 100 r Сэ8 невозможно, T,ê. образуется смесь соединеннд, СОдаажавэю много Се80з Получение 100 r Са8 невозможно, т,к. образуется смесь соединений Ar+ S Са8. Ат a S„ Са8, Саэбз 5 1>2:0>4 800(2) hr + Sr CaS, СзО, Сэ80В ведут по примеру 1, прокаливая шихту в течение 4 ч при 800 С. Получают 60 r сульфида стронция в виде розового порошка с содержанием основного вещества не менее 90 — 95 . Пример 4. Шихту, содержащую 60,4 r окиси магния, 96,0 r серы и 57,0 r роданида аммония прокаливают по примеру 1, выдерживая при 850 С в течение 3 ч, Получают 84 r сульфида магния с содержанием основного вещества не менее 9095 . Пример 5, Состав шихты, г: карбонат бария 118,4; сера 38,4; родаНид аммония 13,7. Далее процесс ведут по примеру 1. После прокаливания при 800 С в течение 3 ч получают 102 r сульфида бария с содержанием основного вещества не менее 90 — 95оь. Получение 60 г И88 невозможно, т.к. образуется смесь соединений, содержащая много MgO 60 г И88 е виде розового кристаллического лоромкв 60 r HgS е виде темно-серого порот>ка (загрязнение графитом) Получение 60 r HgS невозможно, т,к. образуется смесь соединения, содержащая нного HSSO< Полу ение 60 г HgS невоэножно, т.к. обраэуется смесь соединений 60 r MgS в аиде розового порожка; увеличение длительности прокаливания не приводит к улучвенир Фазового составе 60 r Mg в виде розового норовив Получение 60 г И88 невозможно, т.к, обраэуетсю смесь соеднненив То we, что. в опыта к 6 Получение 100 r Саб невозможно, т.к. обрэзуетса смесь соединеннд, содержадая много Свб 1740314 Прмнечание Фазовый спста| продукта по данным РФЛ Атносаеря ориненяемого прч нагрев*нни и ïð11капиванин Теипература C, (ппнтепьность пронапивания, н) Нопярное соотноыение компонентов винты Сн01$1NH CNS, состьеь пенной в расчете на попучемне 100 r CaS Опыт, 1Г 800(6) 6 1,2!0,4 Са5 Аг+ S 800 (4) 960(2) 7 1:210 ° 4 8 1:2:0,4 Аг+$2 А + 2 СаЗ, СаО, СлзОЬ Са$ Аг,+ $ CaS Аг+ Sr Ar+S Аг + Sa Са$. Cao, CaSOa Сяз Т а б п и ц а 3 ктнристика опытных партий супьбипа стронция Хара Примечание Фазовый состав продукта по данным РФА Температура С, (дпитепьность прокапиеания, ч) Нопярное соотноыение компонентов винты, згСО,1S:NH Опыт, N Атносаеря,приненяенэя при нагревании и пппкапивании $гз, SrCO5 Srsoa Згзоэ, Stsaoa 900 (4) И 1 I:2:0,3 900(4) $rS Na+ $2 900(4) е 52 Sr5 И + 5 згз. Згзп 900(4) 800(2) 5 112:0,3 6 11210, 3 5rS, 5rCO>, St5Oa Получение 120 г Srs невоэмокно, т.к. образуется снесь соединений N2+ 5 З ь$2 800 6) SrS 7 1:2:0,3 800(4) 8 1:2 0,3 960(2) N2+5, И + $2 SrS згз, SrCOa, Srsoa Поручение 120 г SrS не|оэмокно, т.к. образуется спесь соединений То ме, что ° опыта 81 6 Sr$ SrS S 5tCOa, згзоь То ке, что ° опыте 1Р 3 Sr5 Таблица Характеристика опытных партий супьфида бария Нопярное соотновение компонентов внхты ВаСОЗ1 8:NbaCNS. составленной е расчете иа попученне 100 г Ваз Фазовый состав продукта по данньнн РФА Температура, С, (дпитепьность проньпивания, ч) Принечание Атмосрера ° применяемая при нагревании и прокапнеаннн 920 (4) 112ь0,3 3aS, 3aSO$, Вазон, ВЬЗО5, ВЬЗ,ОЗ 920(4 ) Ha+$2 и +з 920(4) BaS, вазо 920(4) "2+ 52 5 1:210,3 6 1:2:0 3 800(2) ВЬЗ, В СО, ВаЗОЬ н Ваз N2+ $2 2+ Е 900 (6) 800 (4) 960(2) 11210,3 I:210,3 Ь ввз "2+ 52 N2 + S2 Ваз, ВаСОЭ, basoe Ва8 + 5, + $2 BaS Ваз, зэСО11 Вазов ВЬ5 + Зт + 5 То ае, что в опыте IP 3 9 11210 ° 4 10 112 0,4 11 I;2:0,4 12 1:2.0,4 ь 2 112: 0,3 3 1:2:0,8 1:2:0,2 9 1:2:0,3 10 1 .2:0,3 1l 1:2:0,3 12 1 З 21013 2 11210 ° 3 3 1:2 10,8 4 112: 0,2 112:0,3 1:2:0,3 11210,3 1:210,3 960(5) 960(3) 750(4) . 1000(4) 960(5) 960(3) 750 (4) 1000(4) 960(5) 960(3) 760(4) 1000(4) "2 82 N2 + .Зз N2 б $1 82 $2 Ие ° И И Продолжение табл. 2 100 r Cas e гиде розоватого нрнстаппнческого порочна; уеепичемие дпнтепьностм пронэпиеяння не приводит к упучвениа Фээового состава 100 г Саз а «мде оозоеатого норовив Поручение 100 r CaS иевоэнонно, т.к. образуется снесь соединений То ка, что ° о1июте и 6 То we, что е опытак IP 2 и 7 То ве, что в опытах я 5 и & To we> чтп е опыте и 3 Попучеиие 120 г Srs невоэмонмо, т.к. образуется спесь соединений, содеркацая нного згС01 120 г Srs e виде розового коистеппнчаского поРс1е1кв 120 r SrS ° виде черного яорокна (загрязнение граФитон) Поручение 120 г Згз наеоэнохно, т.к. образуется сиесь соединений содержащая иного Згзоь 120 г SrS я виде розового пороына1 увеличение дпитепьностм прокапиеения не приводит к упучаению Фаэо ° ого состава 120 г SrS ° вида розового пооовна То we, что ° опытах IP 2 и 7 To we, что а опытах IP 5 и 8 Получение 100 г Bas неаознокно, т.к. образуется спесь соединений, содеркацая нного ВЬСОЬ 100 r. BaS в виде розового пороыка кристаппического 100 r ÇaS ° виде серого поровка (загрязнение граритон) Поручение 100 г baS невоэноино, т.к. образуется смесь соединений, содерка1ЗЬЯ нного basoa Поручение 100 г ЬаЗ нееоэиокно, т.к. оР7рлзуется смесь соединений, 100 r Ваз в виде роаового повозка увеличение дпитерьности прокапива-. ннд не приводит к упучвениа Фазового состава 100 г BaS в виде розового норовив Получение 100 r baS невоэнокно, т.к. обраэуатся смесь соединений То ке, что в опыте 1Р 6 То ве, что е опытах B 2 н 7 То ае, что ° onvtax IP 5 н 8