Способ получения фторида кальция

(я)5 С 01 Р 11/2 ВТ ся снижениекте.ется в следуС 2 Р 4 С+ СЕ аимодействует с месями в две стаисходит дофториР 2+СОСа Р 2+Спечивается 2однимается дотечение 1 ч, что ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР1 МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт химии им. В. И, Никитина иСпециальное конструкторско-технологическое бюро АН ТаджССР(56) Соколов В, А., Рохленко Д, АКононоваЛ. И., Бромберг А. В. Фториды кальция ибария для оптической керамики. / Сборник научных трудов ВНИИ люминофоров: Исследование материалов для,оптических покрытий. Ставрополь, 1977, вып. 15,с,62 - 67.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДА КАЛЬЦИЯ Изобретение относится к способу синтезафторида кальция высокой степени чистоты иможет быть использовано для световодовволоконной оптики, детекторов термолюминисцентной дозиметрии и выращивания монокристаллов при изготовлении оптическихсред,Целью изобретения являетсодержания примесей в прадуСущность способа заключающем., При взаимодействии пульпы карбонатакальция с фтороводородной кислотой фторид кальция образуется по реакции:СаСОз+2 -1 Р - Са Р 2+Н 20+СОДв виде трудноосаждаемого коллоида.Для получения легкоосаждающегося фторида кальция в реактор заливают фтороводородную кислоту и при перемешиваниидобавляют 10 - 20% насыщенного растворафторида аммония и затем вводят пульпукарбоната кальция, Смесь перемешивают,5 О 1699922(57) Изобретение относится к способам пол учения фторида кальция высокой степени чистоты, пригодного для изготовления оптических сред, Осуществляют взаимодействие карбоната кальция с фтороводородной кислотой концентрацией не менее 45% при их массовом соотношении 1:0,90 - 1,32 и добавлением 10 - 20 мас.% от массы продукта насыщенного раствора фторида аммония, сушкой при 100 - 130 С, прокалкой при 600 - 650 С в течение 1 ч и расплавлением полученного порошка во фторирующей атмосфере, Изобретение позволяет сниэитл содержание примесей: железа с 1 10 до 5 10 мас.%; алюминия с 1 10до 5 10 мас,%; кремния с 1 10 до 1 10 з мас.%, 2 з. и, ф-лы, 2 табл,отстаивают, осадок отделяют, сушат, прокаливают и расплавляют во фторирующей среде, Фторирующая атмосфера создается разложением политетрафторэтилена. В камеру печи плавления вне тигля помещают 3 - 3,5 гтетрафторэтилена на 100 дм объемаз камеры и . вакуумируют до 10 мм рт.ст. Температура поднимается со скоростью 500 С/ч. При достижении температуры печи 400 - 450 С политетрафторэтилен разлагается по реакции400 - 45 оос Образующиися СЕ 4 вкислородсодержащим придии, в результате чего прорование:СаО+СР 4 Са +СаО+Р 2+СО -Температура и1500 С и выдержипозволяет очистить фторид кальция от легколетучих примесей, Расплавленный фторид кальция имеет минимальную удельнуюПОВ 8 рхность, что эначит 8 льно снижает нех(елательно 8 взаимодействие вещества сОкружа:Ощей средой,П р и м 8 р 1. В раствор из фторопласта4 заливают 845 г 450.ной фтороводороднойкислоть и 62,4 г фторида аммония э Вид 8насыщенного раствора 82,5 мас,ф от массы проду;(та), 800 г карбоната кальция смешиеагот с 800 мл дистиллированной воды ихоро 1 О перемешанную однороднуюпензи;О медленно при постоянном перемеши Ва н и(л Вводят В реактор с кислотой,массовое соотношение СаСОз:НЕ=1:1,056,Реакционную смесь перемешивают в течение 3 ч и отстаиваот 6 ч, Осадок отделяютфил-трованиекл В нутч-фильтре, сушат во, Муфельной печи, футерованной никелевымлистом, при 600 С, Втечени 81 ч. Вы)(од 93От теоретического,Синтез(лрованный таким образом порошок фтооида кальция содержит микропримеси следующие, мас,0; аллюминий,магний "-, 10, кремний 1 10; молибден";-з.", -з,10 4: никель 2 10 ; маоганец 5 10желез-, хром, кобальт 5 10 ". 500 г полученногс порошка фторида кальция помещают Вмногоканал нь й графитовый тигель, которьъ лмеет ггятифооменное цилиндрическое, подконусное отверстие длиной 180 мм, диЯметоо;.:; 5-18 мм, Гигель с Веществом помегца;с э камеру печи плавленияиндукционного нагрева, В зоне нагрева внетигля также располагают политетрафторзтилен В когичестве б г, Камеру вакуумируютдо 10 З мм рт,ст., после чего поднимаюттемпературу по заданной программе со скоростью 500 С/ч до 1500" С, Затем температуру снижают плавно со скоростью 100 С/чдо комнатной температуры, При такой кривсталлизации многие микропримеси смещаются по направлению кристаллизации вниз,Основная часть расплава очищается на порядок От железа, никеля, меди, марганца,э "Ом нич магния кремния молибд 8 на атакх(8 к ,слородсодерх(аших микропримеСей.П р и м 8 р 2. В реактор из фторопласта Объемом на 4 л заливают 45,ь-ную фторводоропную кислоу и при перемешиваниивводят 93,6 г (15;4 От массы получаемойсоли СВЕЮ) фторида аммония в виде насыщенного раствора. 800 г карбоната кальциясмешивают с 800 мл дистиллирОВанной ВОды и перемешивают до однородной суспензии, Массовое соотношениеНЕ:СаСОз=1:1,32, При постоянном перемешивании эту суспензию вводят в реактор с5 кислотой. Реакционную смесь перемешивают в течение 3 ч и отстаивают 6 - 7 ч. Эксперименты показывают, что присутствиефторида аммония способствует легкому ибыстрому осаждению фторида кальция и10 полному отделению твердой фазы. Осадокотделяют декантацией или фильтрованиемв нутч-фильтре, сушат во фторопластовойванночке при 120 С до получения сыпучегопродукта, Прокаливают продукт в платино 15 вой или стеклоуглеродной чашке. с крышкойв муфельной печи, футерованной никелевым листом, при 600 С в течение 1 часа.Выход 590 г(93 - 95; от теоретического),Содержание микропримесей во фтори 20 де кальция, полученным таким способом, инаходится на уровне 10 - 10+5,Плавление ведут как в примере 1.Содержание микропримесей в расплаве на порядок меньше, чем в порошке.25 Данные по содержанию микропримесей в продукте до плавления, после плавления, а также сравнительные данные спрототипом приведены в табл. 1.К сырью для оптической керамики30 предъявляются жесткие требования по однородности химического и фазового и дисперсного состава.В табл, 2 приведены характеристики порошка продукта после сушки, после прокал 35 ки и расплава продукта.Иэ табл, 2 видно, что при соотношенииНР:СаСОз менее 1:0,90 полнота реакциивзаимодействия не обеспечивается, а приболее 1:1,32 скорость осаждения уменьша 40 ется и вещество получается вязким. При добавлении фторида аммония менее 10скорость осаждения уменьшается и расплавполучается некачественный, а при добавлении более 20 скорость осаждения умень 45 шается и качество материала существенноизменяется.При сушке менее 100 С продукт сушится долго и не обеспечивается полнота удапения адсорбированной воды, Повышение50 температуры сушки (более 130 С) приводитк быстрому испарению воды и продукт комкуется, При прокалке менее 600 С в оасплаве обнаруживаются микропримеси в видеоелой мути, а при более 650 С продукт на 55 чинает спекаться и образуются жесткиекомки.Процесс сушки (беэ добавления фторида аммония) осложняется из-за вязкости икомкования продукта, которые указываютна наличие адсорбированной воды, При1 б 9 ЯЯч 3 г Формула изобретения Баблица Продукт Содеряание микропримессйВа Предлагаемый способ Са порот + 4 иск 510 210 СаР расплав 01 О ь 2 10 5 10 ) О 5 1 О 5 Ог 5 1050 5 1 О 5 10 1101 О 5 1010""О5105 10 Известный способ1 10 1 О-з , -3 ОаБХ 1 10О 1 ИГз 1 10 110 1 г 0 г Соотноыение Осасдеиие СаСО гНГ н стделе(иас.ч.) ние тверей Фазыот азякойфазы 1019 Теблица 2 Внд порсока пссге.ррскал- пид псрсцрка посте суар кн карс грокалкч 1Продал"китель"ность, ч Вид расплава 600 Бегвгйрсыпучий мелкозернистый Белый р сыпУчнй, нелкозе иистьй Бегъй не гррозрачньв 1 содерчит кисгр)ссдсояесяацие примеси ь11 Не очень 100колосс 65 00 Бегрый, сл:.гка спекаетсдБел,йр сыпучий, мягкие комкиБелый, засткие комки Белые, мягкие комки 130 3-гг 600 Бегвгйррсается конки о"2 650 600 130 Плохое н 100 трудное00 130 11Прозрачный 1:1,32 Бегьрйр частицы слипаются,конкуотся 11 6-73 650 600 Бегыйр ыесткие комкиБелый. иягкие конки Бегьгйркснкуетсябыстро Прсзрачмьй, сойерарткисгорсдссдеркарциепримеси 650 Белмг,иесткие ксмкиртруднсирмельчаемыеБель 1 р сыпучийр мягИ 11 Е,ГОЧКИБегр:.йр комки местривЬзпыйр мягйие комки 1 г 1,05 Богач сыпучим слег 600 ка слипается Быстро и 1 РО а гко100 130 Прозрачный, чистый 6 3 с)0 600 Батый бгстрс конкувт "я бсо 620 и Белый, иесткрре хомки Г лырйрсыпучийрбез р,сиков 130 110 11Чистый и прозрачным 1 г 1,05 Беггыйрсыпрфч,г 11 бззконцов Быстро ирагкоОчень быстро 10и очени гагкс11 Оадганнс и 110не оценьхо рОьс со 20 3,5 Очень чистын и прозрачньч 620 620 20 25 3 3 Прозрачный, чистый П р и м е ч а н н е, Характеристика порезна попа сумки, выраяаацаяся сгсвами б з комков, означает, что а продукте отсутствует адсорбироааниая вода, сгагка слигается - на присутствие геспедр й плавлении этих материалов в результате пирогидролиэа адсорбированной воды появляются кислородсодержащие и римеси.Наличие кислородсодержащих примесей не позволяет полу .ить оптическую кера мику достаточной прозрачности,Изобретение позволяет снизить содержание пуимесеО: Ге с 1 10до 5 10; А 1 с 1 10 до 5 О масД; Я с 1 102 до 1 10 мас,01).10 1. Способ получения фторида кальция,включающий взаимодействие фтористоводородной кислоты с кальцийсодержащимсоединением, отделение продукционного осадка от рясвора, сушку и прокалку прод, к;-а, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ьтс, с целью сг-ижения содержания примесей в продукте, фтористоводороднуа кислоту с концентрац;,:.ег, 45 мас. ), подвергают взаимодейсйвгйю с суспензией карбоната кальция при массовом соотношении 0,9 - 11 Г 2 соответственно в пересчете на карбонаг кагьц:,".я в присутствии насыщенного рас гаера фторида аммония в количестве 10 - 20 . ас, Я от массы продукта,г. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я ,т:м. ч-) сушку ведут при 100 - 130 С, а прокал,",:; - пр600 - 650 С.3, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я теч, что после прокалки продукт расплавляют ва фгориррующей атмосфере.