Файл: Синтез и свойства соединений ниобия, тантала и титана..pdf

Т а б л и ц а 2 (окончание )

Ж идкая фаза

Остатки

Твердая фаза

ТІО.

Р.о5

Т і0 2

1

Р А

н2о

8,9-10-=

47,10

16,40

!

53,1

30,41

1 ТЮ..-Р„06-Н.,0

2,0-10—1

49,23

6,0

51,02

42,98

1

2,34-10 -1

51,05

—

—

—

2,31-10-1

54,64

Осадка нет

Рис. 6. Определение

состава твердых фаз в системе

ТіОо — Р20 5 — Н20 .

Химический

анализ отмытых

ацетоном

осадков показал,

что

для

растворов

ниже

18%

Р20 5

отношение Ti02:P 2Os близко к

2:1,

что отвечает брутто-составу

2Ті02-Р20

5-хН20 . С

учетом

во­

ды, входящей в состав воздушносухого осадка, выделенной

соли

можно приписать формулу 2ТЮ2-Р20 6-6Н20.

отношение

Для растворов, содержащих

28% Р20 5

и более,

ТЮ.2:Р 20 5 в осадках

соответствует 1:1. Химический

состав

со­

что выделенное соединение можно

представить

в виде

фосфата

Ті02-Р20 5-Н20 . Состав

растворов

и

твердых

фаз

в

системе

ТЮ2 — Р20 5 — Н20 представлен в табл.

2

и отложен

на

плоско­

сти концентрационного

треугольника (рис.

6). Ввиду

небольшого

чающего

составу

фосфата

ТЮ2 • Р20 5 • НоО.

Известные

по

данным

[5,

7]

фосфаты

ТЮ НР04-2,5Н.0 и

Ті (НР04)2

были

получены

препаративным

путем.

Правильность написания

формулы

фосфата

Т і(Н Р 04)2

устанавливали

по

реакции

с

Рис. 7. Зависимость содержания

NaF,

описанной

для обнару­

жения

ионов цирконила

[22].

титана в жидкой фазе

от концен­

Отсутствие

окраски

фенолфта­

трации фосфорной

кислоты.

леина свидетельствовало о на­

личии в фосфате иона Ті4+. Окрашивания

фенолфталеина

при

кипячении

Ті0 Н Р 0 4-2,5Н.,0

в

растворе

NaF также не наблюда­

ли. Фосфат

ТЮ НР04-2,5Н20

является

аморфным веществом [5].

ниобия и тантала

[23], связано с комплексообразованием

по схеме

Т і02• хН20

-г 6Н3Р 04 = Н2 [Ті (Н.,РО4)0] + (х + 2) Н20

.

(1)

Н2 [Ті (Н2РО4)0] = Ті (НР04), + 4Н3Р 0 4

(2)

Н2 [Ті (H2P 0 4)G] + хН20 = ТЮ НР04• 2.5Н.О + 5Н3Р 04 +

+ (х — 3,5) Н20.

(3)

Процесс образования ортофосфатов титана

в растворах фос­

форной

кислоты

различной концентрации

можно представить

также

реакциями

Т а б л и ц а

3.

Интенсивность линий (/)

и величина

О

межплоскостных расстояний (d, А)

соединения

Nb^Oj-PoOs

1

d

/

d

/

d

I

1d

I .

4,7

І

3

1,99

11

1,426

’ 1

11,010

3

4,5

4

1,87

і

9

1,335

2

0,989

2

3,58

О

1,84

!

2

1,256

4

0,965

О

5

3,42

2

1,79

1

4

1,216

i

0,932

3

3,29

1

I

1,71

1

1

1,198

1

0,925

5

3,17

1

1,64

і

2

1,171

1

0,903

3

3,02

:

3

1,61

1

1,127

2

0,884

2

2,32 .

3

1,59

1

1,080

1

0,856

2

2,23

!

1

1,498

3

1,065

2

0,833

т

2,03

4

1,438

2

1,026

3

0,825

2

0,812

бия

Исследовали

влияние концентрации

Н3Р 04 на

выделение нио­

и тантала.

Содержание ниобия

в

растворах

оставалось

по­

стоянным (2-10~3 г-атом/л). Исследования показали, что

в

рас­

творах с невысокой концентрацией

фосфорной

кислоты

(0,2—

1,5

моль/л) при

стоянии наблюдалось выделение аморфных

осад­

твора с содержанием 4-10~3 г-атом/л Nbv

и

0,5

моль/л

Н3Р 04

промывкой

осадка смесью ацетон — вода (1: 1),

показало, что про­

каленный

при 1000° С продукт приближается

по составу

к фос­

фату ниобия

Nb20 r,-P20 5.

Найдено,

%: Nb„Ö5 65,02; Р20 5 34,85.

Вычислено, %: Nb20 5 65,19; Р20 4

34,81.

ранее

при

обра­

Фосфат ниобия такого состава был получен

ботке раствора ниобата избытком азотной

и фосфорной кислот [2]

и из сернокислого раствора (5—7,5 моль/л H2S04)

при

действии

фосфата аммония

[3].

кристаллическое

строение,

Прокаленная

соль имеет сложное

следствием чего является большое число линий

на

рентгенограм­

ме (табл. 3).

Расположение линий на

дебаеграмме

фосфата нио­

дебаеграмме фосфата ниобия, выделенного Ханом [2].

3 г-атом/л

В фосфорнокислых

растворах, содержащих

2,5 -10

Таѵ, выделения осадков не наблюдали. Концентрацию

Н3Р 04 из-

2 Заказ № 1-М

!

Гос.

п блинная

на' '• но-тфх,ч

тантала не выделяются. Полученные

результаты находятся в со­

ответствии с рядом устойчивости комплексов

ниобия

и

тантала

[25, 26] и согласуются с данными

[27]

по

отделению

фосфата

урана (IV) от ниобия и тантала при

наличии последних в рас­

творе в виде щавелевокислых или

лимоннокислых

комплексов.

Исследовали действие других фосфатов на

растворы солей ниобия

и тантала. В сульфатных растворах

в исследуемых условиях пи­

серной кислоте при нагревании,

но при разбавлении

таких рас­

творов до 2 моль;л

H.2SO.j и ІО-2 г-атом/л Nbv наблюдали

образование осадков.

Более

устойчивые растворы

состава

5-10_3 г-атом/л Nbv

или 2,3-10_3 г-атом/л Таѵ

в

2 моль/л

осадки подвергали анализу (табл.

4) [32, 33]. Содержание

воды

рассчитывали

по разности до 100%, а также непосредственно

Т а б л и ц а 4.

Состав фосфатов ниобия и тантала

Найдено,

%

Молярное

Найдено,

%

Молярное

н о

;

КЬ2О2:Р 2О0:Н 2О

I

і

отношение

Nb20 6

Р20 2

Та20 5

Р 20 2

T a ,0 s :P 20 ü:H 20

1

Н 20

і

!

67,33

! 18,07

13,931

2:1:6,07

77,84

!

12,71

9,55

1,97:1:5,93

68,1

1 17,95

13,951

2,02:1:6,1

78,0

1 12,45

9,60

2,02:1:6,10

Примечания,

1. Для

2 N b ,0 i-P „ 0 s-6H 20

вычислено. %: Nb2Os

68,02;

Р .О Б

18,16;

Н ,0 13,82.

77,95;

Р 20 5

12,52;

Н 20 9,52 .

2.

Для 2Та: О і-Р :0 5, 6IT.0 вычислено, %; Ta2Os