Способ получения пентафторцирконатов и пентафторгафнатов щелочных металлов

 

Способ получения пентафторцирконатов и пентафторгафнатов щелочных металлов путем кристаллизации из водных растворов фтористых соединений циркония или гафния, отличающийся тем, что, с целью повышения продуктов стехиометрического состава, повышения их чистоты и выхода, в качестве исходных соединений используют гексафторцирконаты или гексафторгафнаты щелочных металлов и кристаллизацию ведут в присутствии сильной минеральной кислоты при мольном соотношении фторцирконата или фторгафната и кислоты, равном 1 : 5 - 20.

Изобретение относится к способу получения пентафторцирконатов и пентафторгафнатов щелочных металлов и может быть использовано в технологии чистых соединений циркония и гафния. Известны способы получения пентафторцирконатов щелочных металлов путем нагревания до 200^оС смеси фторида аммония и тетрафторида циркония или сплавлением стехиометрических количеств гексафторцирконатов щелочных металлов с гептафторцирконатом аммония. Общим недостатком этих способов является необходимость проведения синтеза при высоких температурах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и получаемому результату является способ получения пентафторцирконатов путем взаимодействия тетрафторида циркония, взятого в большом избытке, с раствором соответствующего щелочного металла. Рентгенофазовый анализ конечного продукта свидетельствует о наличии в нем примесей, а также нарушении стехиометрии вследствие сокристаллизации фторидов циркония и гафния. Выход конечного продукта не превышает 50% Недостатки способа состоят в невозможности получения конечных продуктов стехиометрического состава, их низких чистоте и выходе. Цель изобретения заключается в получении конечных продуктов стехиометрического состава, повышении их чистоты и выхода. Цель достигается благодаря тому, что по описываемому изобретению осуществляют кристаллизацию конечных продуктов из раствора гексафторцирконата или гексафторгафната щелочного металла в присутствии сильной минеральной кислоты при мольном соотношении фторцирконата или фторгафната и кислоты, равном 1: 5-20. Отличительная особенность изобретения состоит в том, что в качестве исходных соединений используют гексафторцирконаты или гексафторгафнаты щелочных металлов и кристаллизацию ведут в присутствии сильной минеральной кислоты при мольном соотношении фторцирконата или фторгафната и кислоты, равном 1: 5-20. Выбор мольного соотношения выше, чем 1:20, приводит к образованию фторцирконатов или фторгафнатов, содержащих кислотный радикал, при мольном соотношении ниже, чем 1:5, в твердую фазу выделяются исходные гексафторкомплексы. П р и м е р 1. 3 г K₂ZrF₆ растворяют в 70 мл воды и добавляют 2,88 мл 95% -ной серной кислоты (мольное отношение H₂SO₄: K₂ZrF₆ 5). Полученный раствор упаривают на водяной бане до начала кристаллизации. Выпавшие кристаллы отфильтровывают и высушивают на воздухе при комнатной температуре. Фильтрат разбавляют водой и используют повторно. По данным химического анализа высушенные кристаллы отвечают составу KZrF₅˙H₂O. При однократном использовании раствора получено 2,08 г KZrF₅ ˙ H₂O, выход 80,7% П р и м е р 2. 3 г K₂HfF₆ растворяют в 70 мл воды и добавляют 2,2 мл 95% -ной серной кислоты (мольное отношение H₂SO₄:K₂HfF₆ 5). Полученный раствор упаривают на водяной бане до начала кристаллизации. При этом получено 2,31 г KHfF₅ ˙ H₂O с выходом 86,3% П р и м е р 3. 3 г K₂ZrF₆ растворяют в 80 мл воды, содержащей 11,5 мл 0,5% -ной серной кислоты (мольное отношение H₂SO₄:K₂ZrF₆ 20). Полученный раствор упаривают на водяной бане до начала кристаллизации. Получено 2,12 г KZrF₅ ˙ H₂O c выходом 82,3% П р и м е р 4. 3 г Rb₂ZrF₆ растворяют в 70 мл воды и добавляют 11,8 мл 37% -ной соляной кислоты (мольное отношение HCl:Rb₂ZrF₆ 15). Процесс осуществляют, как указано в примере 1. Получено 1,71 г RbZrF₅ ˙ H₂O с выходом 79,1% Во всех примерах рентгенометрические данные свидетельствовали об отсутствии линий, относящихся к примесям. Таким образом, изобретение позволяет получить конечные продукты строго стехиометрического состава, повысить их чистоту и выход с 50% до 85-90%

Формула изобретения

Способ получения пентафторцирконатов и пентафторгафнатов щелочных металлов путем кристаллизации из водных растворов фтористых соединений циркония или гафния, отличающийся тем, что, с целью повышения продуктов стехиометрического состава, повышения их чистоты и выхода, в качестве исходных соединений используют гексафторцирконаты или гексафторгафнаты щелочных металлов и кристаллизацию ведут в присутствии сильной минеральной кислоты при мольном соотношении фторцирконата или фторгафната и кислоты, равном 1 5 20.