Способ очистки хлоридов щелочных металлов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 03 0378 (21) 2602822/23-26с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 15.0980,Бюллетень М 34Дата опубликования описания 150980 С 01 О 3714 Государственный комитет С,С С Р по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ХЛОРИДОВ 111 ЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВИзобретение относится к способам очистки хлоридовщелочных металлов, в частности их очистки от кислород- содержащих примесей перед кристаллигзацией, и может быть использовано в промышленном производстве кристаллов.Известен способ очистки хлоридов щелочных металлов от кислородсодержащих примесей путем пропускания инерт ного газа, насыщенного парами четырех- хлористого углерода через расплав соли., Укаэанный способ ввиду технической сложности его осуществления применяется при получении кристаллов 15 небольших размеров в лабораторныхусловиях. Очистка от кислородсодержащих примесных ионов в этом способе происходит в результате замещения их ионами хлора и удаления образовавшихся газообразных продуктов реакции потоком инертного газа 11.Недостатком способа очистки является длительность процесса в случае, когда очистке подвергают сильно эа грязненное сырье.Известен способ очистки хлоридов щелочных металлов,.используемых при производстве кристаллов, от кислбродсодержащих примесей путем расплавле ния исходного материала в проточной инертной атмосфере, насыщенной парами четыреххлористого углерода, выдержки расплава в течение 50-70 ч с последующей кристаллизацией расплава Очистка в этом способе происходит вследствие замещения примесных ионов ионами хлора и удаления образующихся при этом газообразных продуктов реакции потоком инертного газа-носителя. Данный способ применяют при получении кристаллов большого размера (диаметром до 100 мм) 21.Недостатком способа является также длительность процесса, из-за необходимости длительной выдержки расплава в потоке гаэоносителя до начала кристаллизации, которая обусловлена не только степенью загрязнения, но и поверхностным (а не объемным) харак- тером процесса замещения, При этом очистка материала в объеме является следствием перемешивания расплава и диффузионнбго выравнивания концентрации примеси в объеме и при поверхностном слое, что требует большей затраты времени, чем в случае продувания газовой смеси через объем расплава,763268 Формула изобретения Составитель Л. СитноваТехред Н.Барадулина Корректор С. Шекмар Редактор Г. Волкова Заказ 6568/7 Тираж 565 ПодписноеВНИИПО Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Цель изобретения - сокращение продолжительности процесса.Поставленная цель достигается темчто расплавление исходного материалаведут в поточной инертной атмосфере,насыщенной парами четыреххлористогоуглерода, с последующей кристаллизацией расплава, причем расплавлениеосуществляют в присутствии графита,не соприкасающегося с очищаемымхлоридом.,Отличие способа заключается в про- Оведении расплавления в присутствииграфита,Предложенный способ позволяетсократить продолжительность процессадо 0,5-1,5 ч. 15П р и м е р 1Кварцевую лодочкузаполняют солью или осколками кристал-.лов хлористого калия в количестве400-500 г. В кристаллизационную камеру помещают пластйнку размером 3 мм хх 30 мм х 200 мм (вес. 40 г) из графита, служащую в данном случае подставкой, и устанавливают на нее лодочку с сырьем. Камеру герметично закрывают и откачивают до остаточного давления 10 мм рт.ст. Затем через каеру пропускают газообраэный азот,увлажненный 4. В проточной атмосфере нагревают и расплавляют загрузку. Время, затрачиваемое на плавление, составляет от 30 мин до 1,5 ч, ЗОПо окончании плавления прекращаютпротекание газа через камеру и осуществляют направленную. кристаллизацию. После остыйания кристаллического слитка до комнатной температуры 35кристаллизационную камеру продуваютазотом или воздухом для удаленияследов хлора, открывают и вынимаютлодочку, извлекая иэ нее слиток. Дляэтого достаточно перевернуть лодочку и слиток свободно выпадает из нее.Оценка содержания отдельных примесей в исходном и очищенном материале показывает следующее. Содержание ОН -ионов (определяемое поспектрам логлощения) снижается 45от 5 х 10 смол.% до величины менее5 х 10 ф мол.Ъ. Содержание О ионов,присутствие которых в выращенныхна воздухе кристаллах проявляетсяжелто-зеленой люминесценцией, также 50 снижается до величины, не обнаруживаемой люминесцентным методом контроля,Суммарная концентрация кислородсодержащих примесей не превышает 10 моль.%.П р и м е р 2. Исходное сырье(осколки кристаллов калия хлористого) обогащенного кислородсодержащими примесями, в количестве 500 г.Используется графитовий вкладышразмером ЗхЗОх 175 (вес. 35 г). Времяплавления (время протекания процесса)1 ч. Условия проведения очистки хлоридов аналогичны примеру 1. Полученный слиток не прилипает к стенкамкварцевой лодочки, концентрация киспородсодержащих примесей не более10 4 моль %,П р и м е р 3. Исходное сырье(осколки кристаллов калия хлористого),обогащенного кислородсодержащими примесями, в количестве 500 г. Используется графитовый вкладыш размеромЗх 30 х 200 мм (вес, 40 г). Время плавления (время протекания процесса)1 ч. Условия проведения очистки хлоридов аналогичны примеру 1. Полученный слиток не прилипает к стенкамкварцевой лодочки, концентрация кислородсодержащих примесей не более10 моль.Ъ. Аналогичные опыты былипроведены с хлористым натрием. Способ очистки хлоридов щелочныхметаллов, используемых при производстве кристаллов, от кислородсодержащих примесей путем расплавления исходного материала в проточной инертной атмосфере, насыщенной парамичетыреххлористого углерода, с последующей кристаллизацией расплава, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью сокращения продолжительностипроцесса, расплавление осуществляютв присутствии графита, не соприкасающегося с очищаемым хлоридом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ЧССР У 12630,кл. 8 О О, 23.03.65.2. В.С.Раьйог апд Я,С.Раьсог,Май. Вез. Вц Р 1 ч. О, Р 2, 1975,р. 117-124.