Способ получения иодата циркония

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 833474(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ, ИОДАТА ЦИРКОНИЯ 1Изобретение относится к способам получения иодата циркония, который может применяться в лабораторной практике, а также при выращивании монокристаллов иодата лития в качестве добавки, ускоряющей рост кристаллов.Известен способ получения иодата циркония путем взаимодействия растворов иодноватой кислоты и азотнокислого циркония. Реакцию осуществляют в среде азотной кислоты с концентрацией 0,5 - 1,75 М. Полученный при этом аморфный гидрооксииодат циркония переводят в средний иодат путем выстаивания осадка с маточным раствором в течение 1 - 2 мес. Соотношение иодат-иона на атом циркония в полученном продукте составляет 3,94 - 4,1 1.Недостатком этого способа является большая продолжительность процесса (1 - 2 мес),Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения иодата циркония, включающий обработку гидро- окиси циркония 10 - 15%-ным раствором иодноватой кислоты при 20 - 30 С, Полученный раствор, содержащий 1 - 2% ХгОе, отфильтровывают от нерастворимого остат 2ка и нагревают до 45 - 55 С для осаждения кислого иодата циркония, который переходит в средний иодат при нагревании реакционной суспензии до 80 в 1 С, Кристаллы иодата циркония отфильтровывают и сушат 2.Недостатком данного способа является низкий выход продукта (44%) и большая продолжительность процесса (50 ч). Цель изобретения - повышение выхода 1 О продукта и сокращение продолжительностипроцесса.Поставленная цель достигается тем, чтов способе получения иодата циркония, заключающемся в обработке гидроокиси циркония раствором иодноватой кислоты при 1 а 20 - 30 С, нагревании реакционной массыи отделении продукта от раствора, иодноватую кислоту берут с концентрацией 60 - 70% а перед нагреванием реакционной массы ее разбавляют водой до концентрации иодно,о ватой кислоты 2 - 4%.Кроме того, нагревание реакционноймассы ведут до 60 - 80 С.Способ осуществляется следующим образом.центрации иодноватой кислоты в реакционной массе выше 4% осадок представляет смесь среднего и кислого иодата циркония и для получения продукта стехиометрического состава требуется нагревать реакционную смесь выше 60 - 80 С, что также приводит к частичному гидролизу иодата циркония и снижению выхода продукта.Пример. Готовят 66%-ный раствор иодноватой кислоты путем растворения продаж 50 55 Готовят свежеосажденную гидроокись циркония путем обработки аммиачной водой раствора хлорокиси циркония и отмывают полученный осадок от хлора. В 60 в 70%- ный раствор иодноватой кислоты, взятой с 50%-нм избытком по отношению к теоре тически необходимому количеству для образования иодата циркония, при 20 - 30 С небольшими порциями добавляют гидроокись циркония. Общее время добавления гидроокиси циркония и перемешиванияпульпысоставляет 1 - 2 ч. Содержание ЭО в растворе после этого должно быть "20%. Пульпу разбавляют дистиллированной водой в 5 раз и быстро нагревают до 60 - 80 С и при перемешивании выдерживают в течение часа. Концентрацию иодноватой кислоты в раство ре поддерживают равной 2 - 4%. Кристаллы иодата циркония отделяют от маточного раствора и сушат при 70 - 80 С до постоянного веса.Выход иодата циркония (относительно взятой для синтеза гидроокиси циркония)20 составляет 98 - 99%. Общая продолжительность процесса 3,5 ч.Содержание в препарате циркония и иодат-иона отвечает формуле среднего иодата циркония Хг(ЭО). Обработка гидроокиси циркония 60 - 70 Чо-ный иодноватой кислотой при 20 - 30 С обеспечивает быстрое и количественное образование в твердой фале кислого иодата циркония без перевода гидроокиси циркония в раствор, а последующее разбавление пульпы водой до остаточ- ЗО ного содержания в растворе иодноватой кислоты 2 - 4% и нагревании до 60 - 80 С приводит к образованию среднего иодата циркония.При концентрации иодноватой кислоты ниже 60% полученный продукт имеет отношение Хг/30 - 3,0 и для получения среднего иодата циркония требуется длительное выстаивание осадка с раствором, что приводит к увеличению продолжительности процесса. Верхний же предел концентрации иодно О ватой кислоты ограничен растворимостью иодноватой кислоты в воде.При концентрации иодноватой кислотыв реакционной массе после разбавления водой менее 2% уменьшается выход готовогопродукта за счет растворимости иодата циркония в большом объеме раствора и засчет гидролиза среднего иодата с образованием более растворимых продуктов, При конного препарата в воде. Всего берут 225 г кислоты (в пересчете на 100%) из расчета 50% против теоритечески необходимого для получения иодата циркония. В полученный раствор при перемешивании небольшими порциями добавляют свежеосажденную гидроокись циркония, следя, чтобы реакционная масса не нагревалась выше 30 С, Затем пульпу перемешивают при 20 - 30 С. Общее время обработки гидроокиси циркония кислотой составляет 2 ч. Пульпу разбавляют водой в 5 раз по объему, нагревают до 75 С и выдерживают при этой температуре 1 ч. Анализ маточного раствора показывает конечную концейтрацию иодноватой кислоты 3%. Кристаллы иодата циркония отфильт ровавывают и сушат при 70 - 80 С, в течение Зч, Получают 169 г иодата циркония, выход продукта (относительно взятого для синтеза циркония в виде гидроокиси) составляет 98,5%,Содержание в продукте, %: Уг 11,50;50 з 89,1. Мольное отношение 30 з/Хг = = 4,01. Вычислено для Хг(30) . %; У.г 11,53;50 р 88,47.В табл. 1 приведена зависимость выхода продукта и продолжительности процесса от исходной концентрации НГОРО и от концентрации НРОу в реакционной массе после разбавления водой.Так как продолжительность опытов была во всех примерах одинаковой, то о действительно необходимом времени процесса, судят по мольному отношению 30/Хг в конечном продукте. Видно, что при исходной концентрации кислоты менее 60% (опыт 3) мольное отношение меньше 4, что указывает на образование оксииодатов циркония. Для получения продукта с мольным отношением 4 в условиях этого примера необходима выдержка осадка с раствором в течение нескольких суток.Опыты 5 - 8 показывают влияние конечной концентрации иодноватой кислоты на выход продукта и его качество. При конечном содержании кислоты менее 2% (опыт 7) выход уменьшается, а отношение ЭОу/Хг менее 4. В этом случае даже длительное выстаивание осадка с раствором не приводит к получению иодата циркония. При конечном содержании кислоты более 4%. (опыт 8) почученный продукт представляет смесь среднего и кислого иодата циркония. Опыты 9 - 10 показывают влияние температуры нагревания реакционной массы после разбавления. При температуре выше 80 С проходит гидролиз иодата циркония и мольное отношение 90 /2 г меньше 4.Для проведения сравнительного анализа воспроизводят известный способ, Для этого к 100 мл 15%-ного раствора иодноватой кислоты добавляют свежеосажденную гидроокись циркония в количестве 3 г. Растворение гидроокиси циркония проводят в,5 течение 50 ч при 25 С, Раствор отфильтровывают от нерастворив шейся гидроокиси циркония и анализируют: он содержит свободной иодноватой кислоты 10% и 1,1% ХгОа. Прозрачный раствор нагревают до50 С и выдерживают при этой температуре в течение 5 ч для полноты осаждения кислого иодата циркония, Затем температуру реакционной массы повышают до кипения раство ра и выдерживают в течение Зч, Осадок иодата циркония отфильтровывают, отмывают от маточного раствора и сушат при 80 С. Из взятой для синтеза Хг(ОН) получают 6,5 г иодата циркония, что отвечает выходу циркония в целевой продукт 44%. В табл. 2 приведены сравнительные данные по продолжительности процесса и выходу иодата циркония по предлагаемому н известному способам. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход иодата циркония в 2, раза (с 44% до 98 - 99%) и сократить продолжительность процесса более чем в 15 раз (с 50 - 58,5 ч до 3,5 ч).,5 звес1 й 5 О 4 8 реакционной ма концентрации и2. Способ по нагревание ре 60 - 80 С. бавляю кислот чающий массы ссы ее ра одноватой п, 1, отли кционной т водои до2 - 4%.ся тем, чтоведут до Истопринятые в 1, Журнал с 1901,ники инфо внимание общей хи мации ри эк ии, 1 2. Реавч 1 деэ, Й Койтег. -С 1 ив. Ггапсе. 1968,2, р. 521 Составитель Л,о. Техред А. Бойкас Тираж 505 ПИ Государственного ко о делам изобретений и Москва, Ж - 35, Раушс П сПатент, г. Ужгородитнова Ред Зак каренк Корректор Ю.Подписноемитета СССРоткрытийкая набул. Прое 4 д. 4/5 ктная,Формула изобретения 1. Способ получения иодата включающий обработку гидроок ния раствором йодноватой кислот 30 С, нагревание реакционной м деление продукта от раствора, от ся тем, что, с целью повышения в дукта и сокращения продолж процесса, иодноватую кислоту бе центрацией 60 - 70%, а перед н циркония, иси циркоы при 20 - ассы и от- личающийыхода проительности рут с кон- агреваниемор С. Тараненк3879/1 5ВНИИп13035,Филиал ПП Таблица 2 пертизе,954,24, Вц 1, Яос.1 прототип) .