Способ получения оксид-сульфата ниобия (v)

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5- С 01 G 33/00

i Q) ф

Ql Q0

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4864214/26 (22) 05.09,90 (46) 30.12.92. Бюл. N . 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт реактивов и химически чистых материалов для электронной техники (72) А.А. Рябуха и Л.А, Гришаева (56) Горощенко Я.Г. Химия ниобия и тантала.

Киев; Наукова Думка, 1965, с.349.

Горощенко Я.Г, Физико-химические исследования переработки редкоземельных титанониобатов сернокислотным методом.

M.— Ë.: Изд-во АН СССР, 1960, с.28-30.— (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИД-СУЛЬФАТА НИОБИЯ(V) .

Изобретение относится к области технологии химических реактивов; в частности оксид-сульфата ниобия (V), применяемого в радиоэлектронной промышленности при изготовлении конденсаторов, варисторов и других изделий.

Известен способ получения оксид-сульфата ниобия путем взаимодействия оксида серы (Vl) с хлоридом ниобия (V), растворенным в хлориде сульфурила, Недостатком способа является сложность и длительность процесса.

Техническим решением. наиболее близким к заявляемому, является способ получения оксид-сульфата ниобия (V), заключающийся в обработке оксида ниобия серной кислотой при нагревании„фильтрации, промывке и сушке осадка, Основным недостатком способа является его большая продолжительность.

Цель изобретения — ускорение процесса,,, ЯЦ,, l?84582 A1

2 (57) Использование; получейие химических реактивов, применяемых в радиоэлектронной промышленности. Сущность .изобретения; к 10,0 г оксида ниобия(Ч) (0,0376 моль) добавляют 160 см" серной кислоты плотность1о 1860 кг/мз, Смесь нагревают до 125135оС. Добавляют 50"-,ь-ный раство0 пероксида водорода в количестве 173 см (3,043 моль). Соотношение оксида ниобия (V) к пероксиду водорода равно 1;81. Процесс проводят в течение 16 ч. Полученный осадок охлаждают до комнатной температуры, фильтруют, промывают ат сульфатионов и сушат при 100-120 С. Выход оксид-сульфата ниобия 987, 3 табл.

Поставленная цель достигается тем, что продукт получают взаймодействием оксида ниобия (V) a присутствии пероксида водорода с серной кислотой, с последующей фильтрацией, промывкой и сушкой осадка, ллолярное соотношение между оксидом ниобия (V) и пероксидом водорода должно быть равно 1:(81-90), Отличительным признаком изобретения является то, что процесс взаимодействия оксида ниобия с серной кислотой проходит в присутствии пероксида водорода при мольном соотношении МЬ20Б:Н2021:81-90.

fl р и м е р 1. В трехгорлую колбу емкостью 0,5 дмз, снабженную обратным холодильником, капельной воронкой, мешалкой и термометром, вносят 10,0 r оксида ниобия (V) (0,0376 моль) и 160 смз HzSO4 плотностью

1860 кг!мз. Колбу нагревают на песчаной бане, а когда температура содержимого достигает (130 5) С включают мешал ку и (через один из отростков колбы) медленно

1784582 и риливают (из капельной воронки) 50%-ный раствор пероксида водорода (плотность

1196,6 кгlм ). Общее количество пероксида водорода; использованного при проведении процесса, составляет 173 см (3,043 . моль). Соотношение между оксидом ниобия (V) и пероксидом водорода равно 1:81. Процесс проводятвтечение16ч. Затем обогрев отключают и дают возможность содержимо.му колбы охладиться до температуры окружающей среды. Образовавшийся оксидсульфат ниобия.(V) оседает на дно колбы.

Непрореагировавшую серную кислоту сливают с осадка, который s дальнейшем промывают холодной {25-30) С водой-декантацией, затем отсасывают на воронке

Бюхнера и вновь промывают. Промывку продолжают до тех пор, пока в промывных водах будет наблюдаться наличие только следов сульфат-ионов (качественная проверка с раствором хлорида бария), Потом осадок выдерживают в сушилке при 100 120 С до сухого рассыпчатого состояния, Выход продукта (белого порошка) равен

98%

Рентгенофазовый эйализ полученного материала, проведенный при помощи дифрактометра ДРОН-2,0 (Cull -излучение, никелевый фильтр), показал. что он полностью идентичен продукту, получаемому в соответствии с прототипом, Химический анализ данного реактива приведен в табл.1, Пример 2. В колбу емкостью 0,5 дм, з, снабженную обратным холодильником и мешалкой, вносят 10,0 г оксида ниобия (V) (0,037 моль КЬ205) и 160 см серной кислоты, плотность которой равна 1860 кг/м . з

Колбу нагревают на песчаной бане до 130+

5 С. Процесс проводят (при перемешивании содержимого реакционного сосуда) не менее 630 ч. Затем обогрев отключают и содержимое колбы охлаждают до температуры окружающей среды. Осадок промывают водой (25-30 С) до тех пор, пока в промывной жидкости будут наблюдаться только следы сульфат-ионов (качественная проверка с раствором хлорида бария). Осадок сушат при 100-120 С, Полученный продукт, выход которого равен 96%, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к оксид-сульфату ниобия (V) квалификации.

"чистый".

Последующие опыты проводили в аналогичных условиях, меняя мольные отношения реагентов и продолжительность обр аботки.

Результаты опытов представлены в табл.2,3.

В табл.2 представлены опыты, проведенные по предлагаемому способу, в табл.3 — по прототипу, 15 Как показано в табл.2, поставленная цель достигается лишь в том случае, если навеску оксида ниобия (V) обработать Н2304 в присутствии пероксида водорода, взятом в объеме, обеспечивающем мол ьное соотно20 шение израсходованных веществ

Nb205:Н202 = 1::81-90 (примеры 1 — 4). Снижение вышеуказанного количества Н202 в системе Nb205:H202 = 1:80 не дает воэможности полного завершения процесса и получения качественного продукта (пример 6).

Увеличение количества пероксида водорода, поступающего в зону. реакции (КЬ205:H202 = 1:91), не оказывает заметного положительного влияния на процесс пол30 учения оксид-сульфата ниобия (V) и связано только лишь с нерациональным расходованием данного реагентэ (пример 5), При этом следует отметить, что продолжительность >

15 ч обработки порошка оксида ниоибя (V) 35 не сказывается на качестве и выходе конечного продукта.

Предлагаемый способ эффективнее из. вестного, так как синтез оксид-сульфата ниобия (V) осуществляется (в 2 раза) быстрее.

Формула изобретения

Способ получения оксид-сульфата ниобия (V), включающий обработку оксида ниобия (V) серной кислотой при нагревании, фильтрацию, промывку и сушку образовав45 шегося осадка, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, обработку проводят в присутствии пероксида водорода при молярном соотношении оксид ниобия (V):пероксид водорода 1:(81 — 90), 1784582 ь

Таблица1

Табли ц а 2

ПрололмитЕЛь- Выход фазовый состав ность взаимо- продукта, действия, и

1:гала

1р60 кг7«> и л

Пример

Молярное соотношение

ИргО, ™гОг

"г 1

1196,6 кг/мг смз моль

173 3,043 см

0,0376

160

1 l:81

10,0

182 . 3,201

193 3,395

193 3,395

194 3,412

172 3,025

15,5

2л

16

160 1 60

0,0376

0;0376

0,0376

0,0376

0,0376

2 1:85

3 1:90

4 1:90

5 1:91

6 1:80

10,0

10,0

10,0 10,0 IC,0

10,0 0,0376 160

7 1:81

10,0 0,03/6 160

Отсутствует 50

Таблица3 173 3,043 15,5

98 Оксид-сульфат ниобия (У)

98 To wi

98 То же

98 ТП же

98 T0 же

83, Смесь оксид-сульфата ниобия (У) с оконом ниобия .(У)

95 Оксид-сульфат ниобия (V) + оксил ниобия (V)

Оксид ниобия (У)