Способ получения титано(цирконо, гафно)силикатов щелочных металлов

 

289Î59

Сок3а Советских

Социалистических

Рес1ублик

Зависимое от авт. свидетельства х1Ъ

Заявлено 25.111.1939 (№ 1314905:23-23) с присоедиис Itc» заявки ¹

Комитет по делам

Приоритст иаооретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано С8.Х11.1970. Бюллетень ¹ 1 за 1971

Дата опубликования описа1шя 2.11.1971

Автор изобретешкя тО, М. Полежаев

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНО(ЦИРКОНО, ГАФНО)СИЛИКАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ мсльшщу и туда жс добавляют 26,8 г Ха>ЯОа.

Массу перемешивают 10 тп1н, вводят в исе

282 г сухого едкого патра (чтобы равновесный с продуктом реакции мато шый раствор имел концентрацию по ХаОН 50",1о) и еще перемсшива1от 5 1111н. Затс 1 суспензшо гсрсносят в аВт01 Iaa, плакпрованны131 никс. Io:31, It, 1336a:Iтывая содсржимое, нагревают 2 час при температуре 280 С и давлешш 28 ат.11.. После ох10 лаждсния маточньш раствор отделяют от твердой фазы, последнюю промывают 0,5 л

НаО и высушивают при тс .,1псратуре 110 С.

Получают 47 г белоснежного продукта с размерами кристаллов 10 — 50 лткль отвечающего

1 по кими гсскому составу соединсшио

INa, 7гЯО . Выход по ZrO 96 "о (потери, в основном, за счет нсколичсствснного перенесения массы с фильтра в смсситсль It из смесителя в автоклав) .

20 Сш1тсз происходит по реакции

Zr(OIH)1+ХааSiO„= 1 хааХг810;,- -2Н О.

П р и .,1 е р 2. Кол1псство гидроокиси цирко25 ния то жс, технологические операции и режим те жс, что и в примере 1 (равновесное давление 47 аглт). В реакционную суспснзшо вводят

40,5 г Ха-,SIO. и 61.6 г NaOH (чтобы получ1ггь маточный раствор -20% -ной концент30 рации Ito едкому»arp ). В рсзультатс реакИзобрстснис относится к способам получения титано(циркоио, гафно)силикатов щелочных металлов.

Известен способ получения титано(цирконо, гафно) силикатов щелочных металлов, например, Naq, Zr, SiO.-, путем взаимодействия циркона и гидроокиси щелочного металла при высоких температурах и давлениях. Основными недостатками известного способа являются невозможность получения силикатов разнообразного состава, а такхкс большая длительность процесса.

С целью устранения указанных нсдостатков в ка1естве исходных Всц;еств используют гидроокись титана, цирконпя или гафпия и гидроокись щелочного металла, содержащую растворенный кремнезем в коли tccTI3с 1—

4 люль. При этом для повышения качества ttoлучснных кристаллов в исходную гидроокись титана, циркония или гафния добавляют хлорид щелочного металла в количестве 5 — 10 г на 1 кг гидроокиси.

П р» м ср 1. л 0,2 М раствора 7гОСI. нейтрализуют 1 н. раствором Зх Н,О11, гель гидроокиси отфильтровывают от маточного раствора иа воронке Бюхнера и промывают

1 л воды. Влажный гель, содержащий -92,1о

НаО (если ВОды содсрж ITctt меньше, ее дооаВляют), переносят в фарфоровую шаровую 1ПК С 0lg 23. 00

С 011 25 00

С 01(T 27 00

С Olb 3320

С Oic1 11.00

УДК 546.824 28 311.07 (088.8)

546.831 28 311.07 (088.8)

546.832 28 311.07 (088.8) 289059

27г(OH) 4+ЗМазЯОз ——

= NaIZr Si-„О!г+2МаОН+ЗН.О.

Предмет изобретения

Составитель Т. Н, Кузьмина

Корректор Г. С. Мухина

Редактор Л. I(. Утехина

Изд. № 5 Заказ 40 !3, 10 Тираж 480 Подписпо

ЦНИИПИ Ко>ш!тета по дедам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4;5

Типография, пр. Сапунова, 2 ции получают 52 г прод;кта, огвечающего по химическому составу ф<1рмуле Ja,Zr;Si.-О!з.

Выход по ZrOg 945%.

В данном случае протекает реакция

Пример 3. Берут 1 л раствора оксихлорнда титана, содержащего 0,3 .ноль TiO>. Влажный гель гидроокиси титана содср кит — 94%

Н20. В реакционную суспензию вводят 26,8 г

NaqSiO и 201 г NaOH (чтобы получить маточный раствор после синтеза — 45%-ной концентрации по NaOH) . Технологические операции и режим те жс, что и в примере 1.

В результате синтеза получа!от 37,2 г продукта, отвечающего по хим!!«ескоз!у составу формуле NaqTiSIOq. Выход но Т!Оа 92%.

Химия процесса вырах;ается реакцией

Ti(OI-I) +Na SiOa=Ма Т!%Оп+211=0, Пример 4. Количество гидроокиси циркония, технологические операции и режим те же, что и в примерах 1,2, равновесное давление 51 ат,!и В реакционную суспензию вводят

67,6 г Кг$!Оз и 46 г КОЕ1 (маточный раствор

20%-ный по КОН). В результате синтеза получают 64 г продукта, отвечающего по х»мическому составу формуле К.Хг8!аОг. Выход по Хг02 95%.

В данном случае протекает реакция

Zr(OH)4 + 2КгЯ!Оз — — КгХг51 0-, +

+ 2КОН + Н20

При химическом анализе полученных соединений свободной двуокиси циркония не обнаружено, присутствие посторонних фаз и отклонение от стехиометрпи при пересчете на формулу соединенив пе гревышало погрешностей а нализа.

Д. 1я яриготовлси и 5! гн кроо! I>с!! т!!танаl цпр копия, гафния применяют азот!;окислыс, ссрнокислые и солянокислые растворы. Ж,елаемый конечный эффект — соответствуюп.нс . ройные сосдннсшп> — достш ается во IIccx слу:I!15!x, однако качественно лучший результат полу !ают при использовании хëîðèällûx

1О растворов. При прочих условиях в присутствии Cl-ilîíîâ кристаллы получаются более крупными и лучше ограненными. Поэтому, если гидроокись получена из азотнокислого или сернокислого раствора, в реакционную сус15 пензию целесообразно добавить хлорид соответствующего щело-ного металла нз расчета

5--10 г на 1 кг с спензии.

1. Способ получения титана(цирконо, гафно) снликатов щелочных металлов путем взаимодействия кислородсодержащсго соеди25 нения этих элементов, например циркония, с гидроокисью щелочного металла прп высоких температурах и давлениях, от гичающиг>ся тем, что, с целью получения силнкатов различного состава, например Na>ZrSiO„-, Зо Ncl IZr Si.-01, I(,;ZrSi 07, и ускорения процесса, в качестве исходных веществ используют гидроокнсь титана, циркония или гафния и гидроокись щелочного металла, содержащую растворенный кремнезем в количестве 1—

35 4 !!аль.

2. Способ по п. 1, отличаю!!бийся тем, что, с целью повышения качества получаемых криста".:ëîâ, в исходную гидроокись титана, цнрконпя или гафния добавляют хлорид щелочно40 го металла в количестве 5 — 10 г на 1 кг гпдроокисп.