Способ получения фосфорнокислыхсолей тантала или ниобия

1 г г 1 В 27382 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцггалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.05.8(71) Заявитель 4) СПОСОБ ОЛУЧЕНИЯ фОСфОРНОКИСЛЫХ СОТАНТАЛА ИЛИ НИОБИЯ леобразм, отмыереносят С в течеты отвесостава итал 2. Изобретение относится к способу получения фосфорнокислых солей тантала или ниобия общей формулы МОР 04, где М - ниобий, тантал, которые проявляют полупроводниковые свойства.Известен способ получения соединений состава МОР 04, где М - ниобий, тантал, основанный на высокотемпературном синтезе, включающем сплавление окислов ХЬОз или ТазОз с ангидридом фосфорной кислоты Р,05 при температуре 1000 - 1200 С пли взаимодействие водорастворимых соединений ниобия или тантала с избытком фосфорной кислоты с последующим прокаливанием образующихся гелеооразных гидратированных осадков при 1000 С и очисткой их выщелачиванием в воде от посторонних примесей Ц.Наиболее близким к предлагаемому является способ полученияфосфорнокислых солей ниобия и тантала, который включает предварительное переведение соединений ниобия или тантала в водорастворимую форму. Для этого окислы ХЬз 05 или ТаОв сплавляют с КОН при 800 - 900 С в мольном отношении М,О,: КОН = 1; 2,5. Плав переводят в течение 3 - 5 дней в водный раствор в виде ниобата или танталата калия и прибавляют к нему избыток фосфорной кислоты в мольном отношении М: Н,Р 04 -- 1:5. Образующиеся г пые осадки отделяют фильтровани вают от примеси фосфата калия, в тпглп и прокаливают при 1000 5 ние 3 - 5 ч. Образующиеся продучают кристаллическим соединения МОР 04, где М - ниобий или т Недостатками данного способа являются 10 высокая температура, используемая на стадии получения исходных реагентов и конечного продукта; многостадийность и длительность процесса получения конечного продукта.15 Целью изобретения является сокращениевремени процесса и снижение температуры плавления.Поставленная цель достигается способом,включающим обработку соединений нио бия или тантала реагентом - фтористоводородной и азотной кислотами при мольном соотношении металла, фтористоводородной и азотной кислот, равном 1: 7 -- 10: 2 - 5, а затем фосфорной кислотой 25 при мольном соотношении металл; фосфорная кислота, равном 1:2 - 5, далее выдерживают раствор при повышенной температуре до образования кристаллического осадка, Затем его отделяют и прокаливают 30 при 300 в 3 С в течение 1 - 5 ч.827382 Формула изобретения Составитель В. Гродзовская Техред И. ЗаболотноваКорректор Е. Осипова Редактор Т. Клюкина Заказ 1138/12 Изд.379 Тираж 530 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Сапунова, 2 Типография, пр.По данным химического анализа в каждом из соединений для ХЬОР 04.Найдено, /о: М 45,50; Р 15,21; 0 39,29.Вычислено, %: Ю 45,5; Р 15,19; 0 39,24.Для ТаОР 04Найдено, %: Та 61,91; Р 10,56; 0 27,53, Вычислено, %; Та 61,99; Р 10,61; 0 27,40, 1 ентгенографическое и ИК-спектроскопическое исследование позволило установить принадлежность синтезированных соединений к кристаллическим фосфатам пиобия и тантала состава КЬОР 04 и ТаОР 04.Предложенный способ позволяет вести прокаливание при более низких температурах и сократить длительность процесса за счет исключения стадий сплавления и выщелачивания,П р и м е р 1. К 10 г металлического ниобия или к 15 г М,Оз, помещенным в полиэтиленовый стакан, добавляют 34 мл 40%-ного раствора Н 1," и 16 мл 60/,-ного раствора НХОз (М: Н 1.; НМОз=1: 7: 2). После полного растворения металла или его окисла к образующемуся раствору добавляют 15 мл 85% -ного раствора НзР 04 (М: Н,Р 04 -- 1: 2) и нагревают содержимое стакана на водяной бане в течение 10 ч до выпадения белого кристаллического осадка. Осадок отделяют фильтрованием через воронку Бюхнера, промывают 100 мл 5%-ного раствора НМОз, переносят в фарфоровую чашку и подвергают термической дегидратации в муфельной печи при температуре 300 С в течение 3 ч. Выход продукта, отвечающего составу ХЬОР 04, равняется 2 1,3 г, что соответствует в пересчете на ниобий 97%.Пример 2. К 10 г металлического ИЬ или 15 г КЬ,Оз добавляют 48 мл 40%-ного раствора НР и 41 мл 60%-ного раствора НХОз (М: НГ: НМОз=1: 10: 5). К полученному раствору добавля;от 37 мл 85%-ного раствора НзР 04 (М: НзР 04= =1:5). Последующие операции аналогичны примеру 1. Выход ИЬОР 04 составляет21,1 г или 96/о.П р им е р 3, 10 г металлического Та или 12 г Та,Оз растворяют при нагревании в смеси 17 мл 40% -ного раствора НГ и 8 мл 60%-ного раствора НКОз (М: Н 1.: НИОз= 1: 7: 2). К полученному раствору добавляют 8 мл 85%-ного раствора НзРО 10 15 20 25 30 35 40 45 50(М: Н,Р 04 -- 1:2) и затем упаривают его па водяной бане в течение 20 ч до образования белого кристаллического осадка. Последующие операции аналогичны примеру 1. Выход составляет 15 г ТаОР 04 или 93% в пересчете на Та.П р и м е р 4, К 10 г металлического ниобия или к 15 г МзОз, помещенным в полиэтиленовый стакан, добавляют 34 мл 40%-ного раствора НР и 16 мл 60%-ного раствора НМОз (М; НР: НХОз=1:7:2). После полного растворения металла или его окисла к образующемуся раствору добавляют 15 мл 85%-ного раствора НзР 04 (М: НзР 04 -- 1; 2) и нагревают содержимое стакана на водяной бане в течение 10 ч до выпадения белого кристаллического осадка. Осадок отделяют фильтрованием через воронку Бюхнера, промывают 100 мл 15%-ного раствора НМОз, переносят в фарфоровую чашку и подвергают термической дегидратации в муфельной печи при температуре 350 С в течение 3 ч. Выход конечного продукта, отвечающего составу ИЬОР 04, равен 21,3 г, что соответствует в пересчете на ниобий 97%. Способ получения фосфорнокислых солей тантала или ниобия общей формулы МОР 04, где М - тантал, ниобий, включающий обработку соединений металлов сначала реагентом, а затем фосфорной кислотой, отделение осадка и прокаливание его, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени процесса и снижения температуры прокаливания, в качестве реагента берут фтористоводородную и азотную кислоты при мольном соотношении металла, фтористоводородной и азотной кислот, равном 1: 7 - 10: 2 - 5, а фосфорную кислоту берут в мольном соотношении металл: фосфорная кислота, равном 1:2 - 5, с последующим выдерживанием раствора при повышенной температуре до образования кристаллического осадка,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Ма 1. Кеэ. Кц 11., 6, 1157, 1971,2. Л, Агп, СЬет. Кос., 73, Мо 11, 509, 1951.