Сергей Василенко, начальник лаборатории технологии синтеза галогенидных солей редких и редкоземельных элементов АО "Гиредмет", рассказал на конференции CREON "Хлорная химия" о различных способах получения безводных хлоридов редких и редкоземельных металлов.
Одним из методов является хлорирование газообразным хлором в присутствии углерода. Преимуществами являются высокий выход годного; низкие безвозвратные потери; высокая скорость реакции; очистка от примесей. К недостаткам относятся сложность подготовки сырья и конденсации продукта.
Другой способ - хлорирование газообразным хлором металлов - представляет собой одностадийный процесс, который обеспечивает очистку от примесей. Недостатками являются высокая стоимость сырья, а также потери продукта с примесями.
Еще одна альтернатива - хлорирование тетрахлорметаном (CCl4) оксидов. Тетрахлорметан обладает способностью хлорировать оксиды без предварительной подготовки сырья и без добавки углерода. При температуре 400-800 оС CCl4 разлагается на углерод, хлор и побочную хлорорганику, таким образом, механизм хлорирования схож с хлорированием гранул хлором. Крайне эффективный хлорирующий агент.
Однако побочным продуктом реакции является COCl2 и продукты деструкции CCl4, которые являются крайне токсичными и трудноотделимыми от целевого продукта. Необходима дополнительная очистка продукта после хлорирования.
Хлориды РЗМ могут быть получены всеми перечисленными ранее методами с разной эффективностью. Ввиду отличия свойств элементов в ряду Sc,Y, La-Lu, в зависимости от доступных ресурсов, под каждый РЗМ может быть выбран оптимальный метод хлорирования. Однако в последнее время в АО «Гиредмет» для всех РЗМ, кроме Sc, освоен способ хлорирования с помощью хлорида аммония.
К числу способов также относится хлорирование тетрахлоридом титана. В небольших объемах для синтеза некоторых хлоридов возможно использование AlCl3, TiCl4, SiCl4, PCl5, SOCl2 и др. Их использование технологически сложно и, по возможности, мы стараемся выбирать иные методы. Однако сейчас внедрен и используется способ хлорирования титановой губки тетрахлоридом титана.
В целом хлорные технологии в цепочках синтеза высокочистых редких и редкоземельных элементов являются неотъемлемой частью. С развитием электроники потребность в высокочистых хлоридах постоянно растет, что повышает требования к чистоте хлорирующих агентов.
