Способ получения алюминатов двухвалентных металлов

Способ получения алюминатов двухвалентных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНАТОВ ДВУХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий смешение соединения алюминия с нитратом двухвалентного металла в эквимолярном соотношении с последующей их термообработкой, о т ли ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения процесса, в качестве соединений алюминия используют алюминат натриг и термообработку смеси ведут в рас1шаве нитрата натрия при 315-330°С в течение 1-2 ч.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5() 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3661067/22-02 (22) 05,11.83 (46) 07.09.85. Бюл, № 33 (72) В.A.Кобзарь-Зленко и О,M.Конова.лов (53) 661.862.22(088.8) (56) Патент США № 3300277, кл. 23-52, 1967.

Патент США ¹ 3702882, кл, 423-600, 1971 ° (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНАТОВ

ДВУХВАЛЕНТНЫХ METAJIJIOB, включающий смешение соединения алюминия с нитратом двухвалентного металла в эквимолярном соотношении с последующей их термообработкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения процесса, в качестве соединений алюминия используют алюминат натри и термообработку смеси ведут в расилаве нитрата натрия о при 315-330 С в течение 1-2 ч.

1 ) 177273 2

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве алюминатов.

Цель изобретения — снижение энергозатрат и упрощение процесса 5

Предлагаемый способ обеспечивает проведение процесса синтеза в среде легкоплавкого расплава нитратов щелочных металлов по обменным реакциям с использованием исходного соеди-1О нения алюминия, содержащего структурный компонент химической формулы, общий с получаемым соединением (А О

2 или А (ОН) 1 . 3 о обстоятельство не

4/ требует разогрева исходных компонентов до температуры 900-1100 С и больших энергетических затрат.

Исходное соединение — алюминат натрия и нитрат двухвалентного металла взаимодействуют в эквимолярном соотношении в температурном интервале 310-330 С по обменной реакции о

2NafA1 (ОН)„Д +Не (НО 1) — 11е (AZO ) +

+2Иа110 +4Н О 2

25 или

2NaAP0 + Ие(ИО ) Ие(А О ) +

+2NaNO

Образование шпинели происходит при замене щелочного металла алюмината двухвалентным металлом используемого нитрата щелочного металла, в расплаве которого осуществляется термообработка.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным является более простым, так как исключает многостадийность операций и снижает температуру термообработки более чем в

40 два раза, а следовательно, и энергоз атраты.

При температуре, которая ниже о, точки плавления нитрата натрия 310 С, и времени менее 1 ч процесс образования алюминатов в твердой фазе проте- "5 кает очень медленно, так как диффузионные процессы массообмена протекают с малой скоростью, а конвективное перемешивание отсутствует. Условия реализации этих процессов резко увеличиваются с образованием жидкой фазы — расплава нитрата щелочного металла,где перемешивание осуществляется на молекулярном у овне.

Дальнейшее повышение температуры выше 330 С и времени выдержки взаимоО действующих компонентов в расплаве нитрата натрия свыше 2-2 5 ч в боль) шей степени способствует разложению нитрата натрия, чем интенсификации процесса синтеза после образования жидкой фазы — расплава нитрата натрия.

Завершение процессов синтеза ппи

315-330 С в расппаве нитрата натрия свидетельствует о высокой химической активности компонентов в расплаве, которая при твердофазном синтезе достигается при 200-1100 С, что обеспечивает существенное снижение термических параметров синтеза.

При использовании для синтеза других соединений двухвалентных металлов, например хлоридов или сульфатов, которые по сравнению с нитратами имеют более высокую температуру плавления, кроме увеличения энергетических затрат, увеличение температуры термообработки приводит к снижению активности алюминатов.

Использование в предлагаемом способе соединений нитратов щелочных металлов, кроме натрия, химические свойства которых подобны, в экономическом отношении нецелесообразно, потому что стоимость их гораздо выше.

Пример 1. Алюминат магния синтезируют по обменной реакции

I1g (N0 >) z+2Na (АУ(ОН)1) 118 (АУО ) >

+2Иа110 + 4Н О, Для получения 0 „1 г алюмината магния берут нитрата магния 14,832 r и алюмината натрия 23,6 г. Навески алюмината натрия и нитрата магния помещают в алундовый тигель и нагреО, вают на электроплитке до 315 С в течение 1 ч. В этих условиях происходит cáìåííàÿ реакция синтеза — вода испаряется, а в расплаве нитрата натрия образуется твердая фаза алюмината магния. Сплавленную массу растворяют в дистиллированной воде и отмывают нитрат натрия от осадка при кипячении в течение 5-10 мин. В результате синтеза получают порошкообразный продукт белого цвета, имеющий структуру шпинели алюмината магния в количестве 14,083 r, теоретический выход — 14,227 г, П р и м e p 2. Алюминат цинка синтезируют по обменной реакции

Zn(N0q)< + Na (АХ(ОН),,1 — гЕп(А70 ) +

+ 2NaNO> + 4Н 01, 77273

Составитыть Н.Целикова Редактор Г.Волкова Техред А.Ач

Корректор Л.Обручао

Заказ 5460/21 Тираж 462

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб,, д.

Подписное

4/5

Филиал ИПЛ "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4

3 11

Для получения 0,1 r алюмината цин ка берут нитрата цинка 18,938 г и алюмината натрия 23,6 г. Синтез и термообработку осуществляют при 320 С в течение 1,5 ч (аналогично примеру

1). В результате синтеза получают

18,216 г белого порошкообразного вещества со структурой алюмината цинка, теоретический выход алюмината цинка составляет 18,333 r.

Пример 3. Алюминат никеля синтезируют по обменной реакции

Ni (NO ) q + 2Ha (Al (OH) <) Ni(AIO ) + 2NaN0q + 4Н Ot, Для получения 0,1 г алюмината никеля берут нитрата никеля 18,272 г, алюмината натрия 23,6 r. Синтез и термообработку осуществляют при о.

330 С в течение 2 ч. В результате синтеза получают 17,584 r порсшкообразного светло-зеленого соединения со структурой алюмината HH келя.

Предлагаемый способ по сравнению с известным является более простым эа счет исключения многостадийности прбцесса и обеспечивает снижение энергозатрат °