Способ получения германатов четырехвалентных металлов iу группы

Способ получения германатов четырехвалентных металлов iу группы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕРМАНАТОВ ЧЕТЫРЕХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ IV ГРУППЫ, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с соединениями четырехвалентных металлов, фильтрацию, сушку и прокалку образовавшегося продукта, . о тличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и повышения чистоты целевого продукта, в качестве соединений четырехвалентных металлов используют их карбонатные соединения и процесс ведут при соотношении германия к металлу IV группы, равном 1,1-2,0:1. 2. Способ ло п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве карбонатных соединений используют основные карбонаты циркония, гафния и карбонизованный гидроксид титана и процесс ведут при рН 2,3-9,0. а te

i%9!

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 G 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Аа ТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3442484/26 (22) 24.05.82 (46) 15,09.91. Бюл. 1t 34 (71) Физико-химическйй институт

АН УССР (72) А.А.Ермаков и А.M.Àíäðèàíoâ (53) 546.289.83.05(088,8) (56) Тананаев И.В. и Шпирт N.ß.

Химия германия. М., Химия, 1967, с. 150.

Compt:. rend, 251, 1016, 1960. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕРХАНАТОВ ЧЕТЫРЕХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ

IV ГРУППЫ, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с соединениями четырехвалентИзобретение относится к способам получения германатов четырехвалентных металлов IV группы и может быть использовано для получения концентратов германия из производственных растворов.

Известен способ получения германатов четырехвалентных металлов IV группы состава ИеГеО (где Ме-Zr, Hf, Th, Се, Ра, Ц, Np, Pu, Am) путем прокаливания при 1050 С смесей диоксида германия с диоксидами циркония, гафния или тория.

Недостатки спосооа состоят в высокой трудоемкости и больших энерго-. затратах, а также невозможности получения германатов определенного химического состава.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к изобретению является способ получения

„„SU„„1067773 А 1

2 ных металлов, фильтрацию, сушку и прокалку образовавшегося продукта, о тличающийс я тем, что, с целью ускорения процесса и повышения чистоты целевого продукта, в качестве соединений четырехвалент-. ных металлов используют их карбонатные соединения и процесс ведут при соотношении германия к металлу IV группы, равном 1, 1-2,0: 1.

2. Способлоп. 1, о тлич аюшийся тем, что в качестве карбонатных соединений используют основные карбонаты циркония, гафния и карбонизованный гидроксид титана и процесс ведут при рН 2,3-9,0. ерманатов четырехвалентных металлов IV группы, включающий взаимодействие водного раствора диоксида германия с солью четырехвалентного металла при введении гидроксида щелочного металла, фильтрацию смешанных гидроксидов, сушку и прокаливание.

Взаимодействие реагирующих веществ осуществляют в течение 12-16 ч. Скорость фильтрации гидроксидов составляет 0,01-0,03 л.м -.с - . Целевой продукт загрязнен гидроксидами металлов.

Цель изобретения состоит в ускорении процесса и повьппении чистоты целевого продукта.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что осуществляют взаимодействие водного раствора диоксида германия с карбонатными соединениями четырехвалентных металлов

1067773 при соотношении между германием и металлом IV группы, равном 1,12,0:1, образовавшийся продукт фильтруют, сушат и прокаливают.

Целесообразно при этом в качестве карбонатсодержащих соединений использовать основные карбонаты циркония, гафния, тория и карбонизированный гидроксид титана и процесс вести при рН 2,3-9,0, Установлено, что карбонаты четырехвалентных металлов обладают по сравнению с их гидроксидами повышен.ной химической активностью, что приводит к ускорению процесса взаимодействия и повышению чистоты целевого продукта за счет отсутствия в нем примесей исходных соединений.

Кроме того, карбонаты четырехвалентных металлов выступают в процессе в роли подложки, на которой образуются германаты, что, учитывая кристаллическую структуру и малую обводненность карбонатов, обеспечивает легкую фильтруемость образовавшихся соединений. Проведение процесса при недостатке против стехиометрии исходных карбонатсодержащих соединений ведет к снижению загрязненности целевого продукта. При соотношении Ge :Ме 4 11, 1: 1 конечный продукт загрязняется исходными карбонатами. При Ge:Ме ") 2,0:1 чистота целевого продукта не увеличивается, но снижается его выход.

Пример 1. К 1 л 0,0465 М раствора диоксида германия при комнатной температуре прибавляют при перемешивании 7,7 r основного карбоната циркония, содержащего 0„0285 М диоксида циркония (молярное отношение Ge ":Zr = 1,6). Доводят рН

1М раствором хпористоводородной .кислоты до 2,5. Перемешивают суспензию в течение 8 ч и после одночасового отстаивания фильтруют под вакуумом, промывают осадок 50 мл дистиллированной воды. Скорость фильтрации V составляет 0,42 л.м с

Сушат при комнатной температуре. По данным химического анализа получают

ЕгСе04 3Н<0. Для полУчения безводного германата его прокаливают в о течение 2 ч при температуре "00 С.

Выход 99,9Х (по цирконию) .

Рассчитано,X: ZrOg 54,09, ГеО

45,91.

Найдено,Х: ZrO< 54,00, e0< 46,00 °

Пример 2. Получение ортогерманата ZrGeOy проводят аналогич- но примеру t при рН 2,3 и молярном соотношении Gel:Zr = 1,1:1. И

iv

= 0,41 л.м ° с . Выход 98 1Х.

Найдено,Х: ZrO< 53,99,:ГеО 45,97.

Пример 3. Получение ортогерманата 7гГе04 лроводят аналогично примеру 1 при рН 4,5 и молярном соотношении Ge :Zr = 2; 1. M

Ч, IV

= 0,44 л м с . Выход 99,9Х.

Найдено, : ZrO< 54,08, ГеО 46,01.

15 - Пример 4. Получение тригерманата Кг (eq 0 Iq проводят аналогично примеру 1 при рН 5,3 и молярном соотношении Zr:Ge = 1:1,6. И

Ф

0 43 л м ° с . Выход 99 ЗХ.

20 Рассчитано,Х: Zr02 44,00, GeO

56,00.

Найдено,X: Zr02 43,82, ГеО 56,01.

Пример 5. Получение германата Zr. -e>0< проводят аналогично при25 меру 1 при рН 8 и молярном соотношенииГе . Zr. =2:1. И =0,45лм л

Найдено, Х: ZrO< 43,96 ГеО 56,00.

II р и м е р 6. Получение германа30 та /rKGe50

Се :Zr = 1,8:1. V = 0,43 л м . с

Выход 99,6Х.

Найдено, .: ZrO< 44,01, Ge0 55,98.

Пример 7. Получение германата HfGe04 проводят аналогично примеру 1 при рН 2,5 и молярном соотношении Ге :Hf = 1,2:1. В качестве кар1Ч. Й бонатсодержащего соединения исполь40 зуют основной карбонат гафния. M =

= 0,47 л м с . Выход 99,7Х.

Рассчитано,X.: Hf0 66,81; ГеО

33, 19.

Найдено,X: HfO< 66,73, ГеО... 33,26.

45 Пример 8,. Получение германата HfGeO@ проводят аналогично примерам 1 и 7 при рН 4,5 и MoJIHpHoM соотношении Ге " : Hf, = 1,9: 1, М

= 0,49 л м с . Выход 99,6Х.

Найдено,/.: HfO< 66,79; GeOg 33,17.

Пример 9. Получение германата HfGe04 проводят аналогично примеру 1 при р Н 3, 5 и моляр ном coo ТНошении Ге:Hf = 1,7:1, W = 0,46 лХ

Ч

55 и с . Выход 99 7 ..

Найдено, X HfO 66, 76, GeO< 33,20.!

II p и м е р 10. Получение германата ThGeO< проводят аналогично примеру 1 при рН 2,5 и молярном соот10677

Найдено,Х: Т1О2 43,29", Се0 56,71

П р и и е р 15. Получение германата TiGeO g проводят аналогично примеру 1 и 13 при рН 7 и молярном

° (Ч

Ф соотношении Ge(: Ti = 1,6:1. W =

= 0,,37iл и с, Выход 99,8X.. .Найдено,%: TiOg 43,31, GeO 56,69.

Техред А.Кравчук, Корректор C,LiIeKMBp

Редактор ТЛарганова

Заказ 3725 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 ношении Се(":Th = 1,3:1. В качестве карбонатсодержащего соединения использован основной карбонат

-2 -1 тория. W = 0,5 л м с . Выход !

99;4%.

Рассчитано Х,: ThO> 71,63, GeO<

28,37.

Найдено,X: Th02 70,96; GeOg 29,01.

Пример 11. Получение германата ThGeO проводят аналогично примерам 1 и 10 при рН 4 5 и моляр-. ном соотношении Се(, Th " = 2: 1, = 0,54 л м -с . Выход 99,9%.

Найдено, X: ThOg 70, 9 1 СеО, 28, 40.

Пример 12. Получение германата ТЬСеО((. провор(т аналогично примерам 1 и 10 при рН 3,5 и молярном соотношении Ge ": Th = 1,7:1. W

= 0,53 л м ° с . Выход. 99,4Х. 20

Найдено,X: тЬ02 70,94; Сеог 2Е,39.

Пример 13. Получение германата Т СеО(проводят аналогично примеру 1 при рН 8 и молярном соотно- шении Ge : Ti = 2: 1. В качестве 25

° (М карбонатсодержащего соединения используют карбонизированный гидрок-2 сид титана. W = 0,39 л м г . Вы ход 99,4Х.

73 6 ассчитано %: ТЫ 43 31 СеО

56,69.

Найдено,X: Т О 43,28; СеО 56,70 .

Т СеО плавится при температуре

900-950 С, а при охлаждении обраа зует стекло.

Пример 14. Получение германата TiGe0 проводят аналогично примерам 1 и 13 при рН 5,5 и молярном соотношении Се: Ti а1, 1: 1, (Ч . ° (Ч

=. 0,34 л ° и 2 с" . Выход 99,7Х.

Таким образом, осуществление изобретения позволяет интенсифицировать процесс за счет сокращения времени взаимодействия с 12-16 до 8 ч и повышения скорости фильтрации с 0,010,03 до 0,34-0,54 л .м -с, а также (повысить чистоту целевого продукта.