Московский технологический университет, Институт тонких химических технологий, Москва, Россия:

М. М. Садыкова, аспирант, эл. почта: sadykova.mm@mail.ru
М. В. Цыганкова, старший научный сотрудник
Г. В. Зимина, ведущий научный сотрудник

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия:
Ф. М. Спиридонов, доцент

Исследования выполнены под руководством профессора, докт. хим. наук В. В. Фомичева. В работе принимал участие студент VI курса А. М. Нарымбетов.

Исследован ряд химических реакций, позволяющих разложить анион [SiF₆]^2– с получением простых фтористых солей и силикатов. В качестве агентов для разложения были использованы Na₂CO₃, K₂CO₃, NH₄OH и H₂SO₄. Исследовано взаимодействие Na₂SiF₆ с Na₂CO₃ в растворе. Продуктами этого взаимодействия являются NaF, SiO₂·nH₂O и CO₂. Использование K₂CO₃ в тех же условиях приводит к образованию NaF и K2SiF6 как промежуточного продукта. Повторная обработка полученного осадка раствором K₂CO₃ приводит к образованию KF и SiO₂·nH₂O. Последний, как и в случае с Na₂CO₃, удаляют промывкой щелочью. Выявлено, что при использовании K₂CO₃ в качестве агента для разложения Na₂SiF₆ необходим его избыток. Продуктом этого взаимодействия является смесь NaF и KF. Взаимодействие NH₄OH с Na₂SiF₆ приводит к образованию осадка фторида натрия и SiO₂·nH₂O. После промывки продукта реакции щелочью на рентгенограмме присутствуют только рефлексы фторида натрия. Водная фаза содержит такие продукты взаимодействия кремнефторида с водным раствором аммиака, как фторид аммония и кремниевая кислота. Упаривание водной фазы и обработка полученного осадка раствором гидроксида натрия приводит к выделению NH₄F и очистке его от SiO₂·nH₂O. Использование концентрированной серной кислоты в качестве агента для разложения приводит к образованию осадка Na₃H(SO₄)₂ и выделению смеси HF и SiF₄ в газовую фазу. В работе подтверждена возможность синтеза фторидов редкоземельных металлов и иттрия с использованием фторида аммония — продукта переработки гексафторсиликата натрия. Для синтеза фторидов был использован метод, заключающийся во взаимодействии растворов нитратов неодима и иттрия с раствором фторида аммония. Показано, что в результате термической обработки (200 ^оС) в вакууме осадка, полученного из раствора нитрата неодима, образуются NdF₃ и NH₄F. В случае использования нитрата иттрия в результате термической обработки (200 ^oС) осадка в вакууме был получен комплекс NH₄Y₂F₇. Предложена принципиальная технологическая схема переработки гексафторсиликата натрия с получением товарных продуктов — NaF и LnF₃ (Ln — La – Sm), а также промежуточных продуктов: Na₂SiO₃ и NH₄NO₃, которые могут быть использованы в химической промышленности и в производстве удобрений.

1. Позин М. Е. Технология минеральных солей. В 2 кн. — Л. : Химия, 1974. Кн. 2. — 1556 с.
2. Коровин С. С., Зимина Г. В., Резник А. М. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология : учебник для вузов. В 3 кн. / под ред. С. С. Коровина. — М. : МИСиС, 1996. Кн. 1. — 376 с.
3. Гольдинова А. Л., Копылев Б. А., Абрамов О. Б., Дмитревский Б. А. Комплексная азотнокислотная переработка фосфатного сырья. — Л. : Химия, 1982. — 208 с.
4. Локшин Э. П., Иваненко В. И., Тареева О. А., Корнейков Р. И. Новый подход к извлечению лантаноидов из азотно-фосфорнокислотного раствора переработки хибинского апатитового концентрата // Тез. докл. Всероссийской научной конференции «Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов». Ч. 1. — Апатиты, 8–11 апреля 2008. — Апатиты : Изд-во Кольского научного центра РАН, 2008. С. 122.
5. Singh S., Vanaja J., Rughunathan V. S., Balasubramanian K. Process Optimization for the Synthesis of Nanocrystalline and Anhydrous Lanthanide Fluoride // International Journal of ChemTech Research. 2015. Vol. 7, No. 3. P. 1537–1543.
6. Malinovskaya T. D., Nefedov R. A., Sumbueva O. B., Sachkov V. J. Advanced of Rare Earth Fluorides Technology // Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1085. P. 229–232.
7. Раков Э. Г., Тесленко В. В. Пирогидролиз неорганических фторидов. — М. : Энергоатомиздат, 1987. — 152 с.
8. El Guendouzi M., Rifai A., Skafi M. Properties of Fluoride in wet Phosphoric Acid Processes: Fluorosilicic acid in an aqueous solution of H₂SiF₆–H₂O at temperatures ranging from 298.15 K to 353.15 K // Fluid Phase Equilibria. 2015. Vol. 396. P. 43–49.
9. Чепелевецкий М. Л., Бруцкус Е. Б. Суперфосфат. Физико-химические основы производства. — М. : Госхимиздат, 1958. — 279 с.
10. Шаяхметов Д. И., Мустафин А. Г., Шарипов Т. В. Переработка фторокремниевой кислоты с получением фторида натрия // Башкирский химический журнал. 2013. Т. 20, № 2. С. 12–15.
11. Наголов Д. Г., Голубкова Н. Н., Кременецкая Е. В., Овчинников Г. Н. Получение неорганических фторов при пере работке фосфорных руд // Труды НИУИФ : сборник научных трудов. — М. : НИУИФ, 1991. С. 108–112.
12. Браун Д. Галогениды лантаноидов и актиноидов. — М. : Атомиздат, 1972. — 272 с.
13. Рысс И. Г. Химия фтора и его неорганических соединений. — М. : Госхимиздат, 1956. — 718 с.
14. Mukherjee A., Mishra S., Krishnamurthy N. Thermogravimetric studies and kinetics of decomposition of ammonium yttrium fluoride // Reaction Kinetics Mechanisms and Catalysis. 2011. Vol. 103, No. 1. P. 53–70.
15. Malinovskaya T. D., Nefedov R. A., Sachkov V. I. Calculation of thermodynamic functions of fluorammonium complexes of 4f elements // Russian Physics Journal. 2013. Vol. 56, No 8. P. 937–941.