Способ получения сульфидов щелочноземельных металлов

Способ получения сульфидов щелочноземельных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам получения сульфидов щелочноземельных металлов , используемых преимущественно в качестве основы люминофоров различных типов, и позволяет увеличить выход целевого продукта. Для реализации способа шихту , содержащую оксид или карбонат щелочноземельного металла, серу и роданид аммония при их молярном соотношении 1:2:(0,3-0,5), подвергают термообработке при 800-960°С в течение 3-4 ч в потоке азота или инертного газа, насыщенного парами серы, После завершения процесса охлаждение полученного продукта до комнатной температуре ведут также в инертной атмосфере. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 С 01 В 17/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Е.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765963/26 (22) 07.12,89 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов АН

СССР (72) И, Я. Буштрук и А. В. Вишняков (53) 661.842.511(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1476877, кл. С 01 В 17/43, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДОВ

ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЬ!Х МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к способам получения сульфидов щелочноземельных меИзобретение относится к способам получения неорганических сульфидов, в частности сульфидов щелочноземельных металлов (магния, кальция, стронция, бария), используемых преимущественно в качестве основы люминофоров различных типов.

Цель изобретения — увеличение выхода п родукта.

Пример 1. Шихту, составленную иэ

150 г карбоната кальция, 96 r серы и 36 г роданида аммония, засыпают в кварцевую лодочку, помещают в трубчатый кварцевый реактор, который в течение 0,5-1,0 ч продувают. осушенным аргоном или азотом. 3атем, не отключая потока газа, его нагревают до 960 С, момент достижения которой принимают эа начало прокаливания. Одновременно с нагреванием шихты в отдельном сосуде, соединенном с газопроводом и реактором, расплавляют серу, в дальнейшем температуру расплава поддерживают равной 400-420 С. Таким образом, газ на пути к реактору проходит над поверхностью расплава, захватывает пары серы и доставляет

SU 1740314A 1 таллов, используемых преимущественно в качестве основы люминофоров различных типов, и позволяет увеличить выход целевого продукта, Для реализации способа шихту, содержащую оксид или карбонат щелочноэемельного металла, серу и роданид аммония при их молярном соотношении

1:2:(0,3 — 0,5), подвергают термообработке при 800-960 С в течение 3 — 4 ч в потоке азота или инертного газа, насыщенного парами серы, После завершения процесса охлаждение полученного продукта до комнатной температуре ведут также в инертной атмосфере. 4 табл. их в зону реакции. Избыток серы на выходе из реактора конденсируется в заполненном. стекловолокном холодильнике с водяным охлаждением. В этих условиях прокаливание ведут в течение 3 ч, после чего отключают подогрев расплава серы и охлаждают реактор до комнатной температуры, продувая его аргоном или азотом.

Таким образом получают 95 г сульфида кальция в виде розоватого кристаллического порошка с содержанием основного вещества не менее 90 — 95 .

Пример 2. Готовят шихту, состоящую из 147,6 г карбоната стронция, 64 г серы и

23 г роданида аммония. Термическую обработку шихты производят по примеру 1. Длительность прокаливания при 920 С составляет 4 часа.

В результате получают 120 r сульфида стронция с содержанием основного вещества не менее 90 — 95 .

Пример 3. Готовят шихту следующего состава, г: карбонат стронция 73.8; сера

32,0; роданид аммония 11,4, Далее процесс

1740314

Экспериментальные данные по реализации предлагаемого способа представлены в табл. 1-4, в которых приведены характеристики опытных партий сульфидов

5 магния, кальция, стронция и бария.

Формула изобретения

Способ получения сульфидов щелочноземельных металлов, включающий термообработку шихты, содержащей оксид или

10 карбонат щелочноземельного металла, серу и роданид аммония, в течение 3-4 ч и последующее охлаждение полученного продукта в инертной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода продук15 та. термообработку проводят при 800 — 960 С в потоке азота или инертного газа, насыщенного парами серы при следующем молярном соотношении компонентов шихты

МО или МСОз: S: NH4CNS - 1:2:(0,3 — 0,5), 20 где M Mg, Са, Sr, Ва.

Таблица 1

Характеристика опытных партий сульфидв магния

Опыт, г

Иолярное соотноаение компонентов вихты

И80:S:BII составпенной в расчете на получение 60 r MSS

1:2:0,5 900 (4) Температура

С (длительность прокаливанмя, 4) дтноск>епл, ирине няемвя при нагревании и прпкэливэнии

Фазовый состав продукта по данным РФА

Примечание

HgS, И80, HSSO

ИОSOq„ Mgs О

900(4) 2 1.2.0 5

3 1.2;0>6

4 1:2:0,2

Ar+ Sз

900 (4) Ar a Sa

Ат+ 8»

900 (4) И88, HgSO

5 1;2:0,5

6 1:2:0,5 ж

800 (2) Ат+ Sr

Hg8. Mg0. И880, 800(6) 8»

К88

HgS

И88, MgO, И88ОЭ

800 (4)

960(2) 7 II2:0,5

8 1>2:0,5

Ar + S»

Ar + S»

Ar+S

At + S»

Ar+S

Ar + 8»

1:2:0,5

1>2>0,5

1:2>0,5

1>2:0,5

10

960 (5)

960(3)

-750(4)

I0Q0(4) MgS

HsS

HgS, Hg0, HgSOЭ

"188

То же, что в опытах IP 2 и 7

То жв, что а опытак 8 5 и 8

То же, что а опыта (Р 3

II

Таблице 2

Характеристика опытных ttaDT>IA сульФида кальция

Нолярное соотноыение конпонентов вихты

СаО:Б:NN

Фазовый состав продукта по данным РФА

АтмосФера применяемого при нагревании н про" квпиванин

Опыт, С jt

Тем >ерзтура

С, (длительность прокепнвания, ч) Примечание

1:2:0,4

900 (4) Ат

Св8. Свб

Са80», Са80э, CaSrO S

cas

2 I:2>0,4

3 1;2!0,8

4 1;2:0,2

900(4)

900(4)

900(4) Ar + $»

100 r Cas в виде розоватого кристаллического поровка

100 r CaS е вида темно серого пороека (загрлэненне граФитом)

Получение 100 r Сэ8 невозможно, T,ê. образуется смесь соединеннд, СОдаажавэю много Се80з

Получение 100 r Са8 невозможно, т,к. образуется смесь соединений

Ar+ S

Са8.

Ат a S„

Са8, Саэбз

5 1>2:0>4

800(2) hr + Sr

CaS, СзО, Сэ80В ведут по примеру 1, прокаливая шихту в течение 4 ч при 800 С.

Получают 60 r сульфида стронция в виде розового порошка с содержанием основного вещества не менее 90 — 95 .

Пример 4. Шихту, содержащую 60,4

r окиси магния, 96,0 r серы и 57,0 r роданида аммония прокаливают по примеру 1, выдерживая при 850 С в течение 3 ч, Получают 84 r сульфида магния с содержанием основного вещества не менее 9095 .

Пример 5, Состав шихты, г: карбонат бария 118,4; сера 38,4; родаНид аммония

13,7. Далее процесс ведут по примеру 1.

После прокаливания при 800 С в течение 3 ч получают 102 r сульфида бария с содержанием основного вещества не менее

90 — 95оь.

Получение 60 г И88 невозможно, т.к. образуется смесь соединений, содержащая много MgO

60 г И88 е виде розового кристаллического лоромкв

60 r HgS е виде темно-серого порот>ка (загрязнение графитом)

Получение 60 r HgS невозможно, т,к. образуется смесь соединения, содержащая нного HSSO<

Полу ение 60 г HgS невоэножно, т.к. обраэуется смесь соединений

60 r MgS в аиде розового порожка; увеличение длительности прокаливания не приводит к улучвенир

Фазового составе

60 r Mg в виде розового норовив

Получение 60 г И88 невозможно, т.к, обраэуетсю смесь соеднненив

То we, что. в опыта к 6

Получение 100 r Саб невозможно, т.к. обрэзуетса смесь соединеннд, содержадая много Свб

1740314

Прмнечание

Фазовый спста| продукта по данным РФЛ

Атносаеря ориненяемого прч нагрев*нни и ïð11капиванин

Теипература C, (ппнтепьность пронапивания, н) Нопярное соотноыение компонентов винты

Сн01$1NH CNS, состьеь пенной в расчете на попучемне 100 r CaS

Опыт, 1Г

800(6) 6 1,2!0,4

Са5

Аг+ S

800 (4)

960(2) 7 1:210 ° 4

8 1:2:0,4

Аг+$2

А + 2

СаЗ, СаО, СлзОЬ

Са$

Аг,+ $

CaS

Аг+ Sr

Ar+S

Аг + Sa

Са$. Cao, CaSOa

Сяз

Т а б п и ц а 3 ктнристика опытных партий супьбипа стронция

Хара

Примечание

Фазовый состав продукта по данным РФА

Температура

С, (дпитепьность прокапиеания, ч) Нопярное соотноыение компонентов винты, згСО,1S:NH

Опыт, N

Атносаеря,приненяенэя при нагревании и пппкапивании

$гз, SrCO5 Srsoa

Згзоэ, Stsaoa

900 (4) И

1 I:2:0,3

900(4) $rS

Na+ $2

900(4) е 52

Sr5

И + 5 згз. Згзп

900(4) 800(2) 5 112:0,3

6 11210, 3

5rS, 5rCO>, St5Oa Получение 120 г Srs невоэмокно, т.к. образуется снесь соединений

N2+ 5

З ь$2

800 6) SrS

7 1:2:0,3 800(4)

8 1:2 0,3 960(2) N2+5, И + $2

SrS згз, SrCOa, Srsoa Поручение 120 г SrS не|оэмокно, т.к. образуется спесь соединений

То ме, что ° опыта 81 6

Sr$

SrS

S 5tCOa, згзоь

То ке, что ° опыте 1Р 3

Sr5

Таблица

Характеристика опытных партий супьфида бария

Нопярное соотновение компонентов внхты

ВаСОЗ1 8:NbaCNS. составленной е расчете иа попученне 100 г Ваз

Фазовый состав продукта по данньнн

РФА

Температура, С, (дпитепьность проньпивания, ч) Принечание

Атмосрера ° применяемая при нагревании и прокапнеаннн

920 (4) 112ь0,3

3aS, 3aSO$, Вазон, ВЬЗО5, ВЬЗ,ОЗ

920(4 ) Ha+$2 и +з

920(4) BaS, вазо

920(4) "2+ 52

5 1:210,3

6 1:2:0 3

800(2) ВЬЗ, В СО, ВаЗОЬ н

Ваз

N2+ $2

2+ Е

900 (6) 800 (4)

960(2) 11210,3

I:210,3

Ь ввз

"2+ 52

N2 + S2

Ваз, ВаСОЭ, basoe

Ва8

+ 5, + $2

BaS

Ваз, зэСО11 Вазов

ВЬ5

+ Зт

+ 5

То ае, что в опыте IP 3

9 11210 ° 4

10 112 0,4

11 I;2:0,4

12 1:2.0,4 ь

2 112: 0,3

3 1:2:0,8

1:2:0,2

9 1:2:0,3

10 1 .2:0,3

1l 1:2:0,3

12 1 З 21013

2 11210 ° 3

3 1:2 10,8

4 112: 0,2

112:0,3

1:2:0,3

11210,3

1:210,3

960(5)

960(3)

750(4) .

1000(4) 960(5)

960(3)

750 (4)

1000(4) 960(5)

960(3) 760(4)

1000(4) "2 82

N2 + .Зз

N2 б $1

82 $2

Ие

° И

И

Продолжение табл. 2

100 r Cas e гиде розоватого нрнстаппнческого порочна; уеепичемие дпнтепьностм пронэпиеяння не приводит к упучвениа Фээового состава

100 г Саз а «мде оозоеатого норовив

Поручение 100 r CaS иевоэнонно, т.к. образуется снесь соединений

То ка, что ° о1июте и 6

То we, что е опытак IP 2 и 7

То ве, что в опытах я 5 и &

To we> чтп е опыте и 3

Попучеиие 120 г Srs невоэмонмо, т.к. образуется спесь соединений, содеркацая нного згС01

120 г Srs e виде розового коистеппнчаского поРс1е1кв

120 r SrS ° виде черного яорокна (загрязнение граФитон) Поручение 120 г Згз наеоэнохно, т.к. образуется сиесь соединений содержащая иного Згзоь

120 г SrS я виде розового пороына1 увеличение дпитепьностм прокапиеения не приводит к упучаению Фаэо

° ого состава

120 г SrS ° вида розового пооовна

То we, что ° опытах IP 2 и 7

To we, что а опытах IP 5 и 8

Получение 100 г Bas неаознокно, т.к. образуется спесь соединений, содеркацая нного ВЬСОЬ

100 r. BaS в виде розового пороыка кристаппического

100 r ÇaS ° виде серого поровка (загрязнение граритон) Поручение 100 г baS невоэноино, т.к. образуется смесь соединений, содерка1ЗЬЯ нного basoa

Поручение 100 г ЬаЗ нееоэиокно, т.к. оР7рлзуется смесь соединений, 100 r Ваз в виде роаового повозка увеличение дпитерьности прокапива-. ннд не приводит к упучвениа Фазового состава

100 г BaS в виде розового норовив

Получение 100 r baS невоэнокно, т.к. обраэуатся смесь соединений

То ке, что в опыте 1Р 6

То ве, что е опытах B 2 н 7

То ае, что ° onvtax IP 5 н 8