Хлориды ErCl3x6H2O в Минске

Хлориды ErCl6HO — гексагидрат хлорида эрбия

ErCl6HO — гексагидрат хлорида эрбия(III), кристаллическая соль розового цвета, относящаяся к группе редкоземельных хлоридов. Соединение характеризуется высокой гигроскопичностью и полной растворимостью в воде и полярных органических растворителях. В промышленных условиях материал поставляется в герметичной таре с инертным газом, поскольку на воздухе гексагидрат постепенно поглощает влагу с образованием насыщенных растворов на поверхности кристаллов.

Технически значимые свойства ErCl6HO определяются электронной конфигурацией иона Er (4f), обеспечивающей характерные полосы поглощения в видимой и ближней ИК-области спектра. Для инженерных расчётов важны следующие параметры:

• молярная масса — 381,71 г/моль;
• содержание ErO в пересчёте на прокалённый продукт — не менее 47,5 %;
• температура плавления кристаллогидрата — 110 C (с частичной дегидратацией);
• полная дегидратация до безводного ErCl — при 230–250 C в токе HCl;
• растворимость в воде при 20 C — 620 г/л;
• pH 5 %-ного водного раствора — 4,5–6,0.

Получение и квалификация

Промышленный гексагидрат хлорида эрбия получают растворением оксида ErO квалификации не ниже 99,9 % в соляной кислоте с последующей кристаллизацией и центрифугированием. Для оптических и лазерных применений используется продукт с чистотой 99,99 % и контролем примесей других редкоземельных элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Суммарное содержание примесей Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Tm, Yb в квалификации 99,99 % не превышает 100 ppm.

Применение в производственных процессах

ErCl6HO выступает исходным реагентом в ряде технологических переделов:

• синтез эрбиевых лазерных стёкол и кристаллов для волоконно-оптических усилителей EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier);
• получение металлического эрбия кальциетермическим восстановлением безводного хлорида в вакуумных печах при 850–950 C;
• производство керамических материалов на основе ErO для ядерной энергетики — поглощающих стержней и защитных покрытий;
• осаждение тонких плёнок эрбия методом золь-гель и MOCVD для оптоэлектронных компонентов;
• каталитические системы полимеризации и процессы органического синтеза, требующие кислот Льюиса на основе лантаноидов.

В металлургии редкоземельных элементов ErCl6HO служит промежуточным продуктом при разделении концентратов иттриевой группы методом экстракции трибутилфосфатом. В аналитической практике соединение применяется для приготовления стандартных растворов эрбия при атомно-эмиссионном и масс-спектрометрическом анализе.

Условия хранения и меры безопасности

Материал относится к III классу опасности (умеренно опасные вещества). При работе с гексагидратом необходимо исключить контакт с кожей и слизистыми — соединение проявляет раздражающее действие. Рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты: перчатки из нитрила, защитные очки и вентиляцию на рабочем месте. Хранение — в плотно закрытой полиэтиленовой таре при температуре не выше 25 C и относительной влажности менее 60 %. Срок годности при соблюдении условий — 36 месяцев.

Особенности обращения в технологических линиях

При проектировании дозирующих систем и реакторов необходимо учитывать коррозионную активность растворов ErCl6HO по отношению к углеродистым сталям. Оборудование, контактирующее с растворами хлорида эрбия, должно изготавливаться из стали 12Х18Н10Т, титановых сплавов или футероваться фторопластом. Для перекачивания растворов применяются мембранные насосы с проточной частью из полипропилена или PVDF.

В процессах золь-гель синтеза концентрация ErCl6HO в прекурсорных растворах обычно составляет 0,1–0,5 моль/л. При введении в шихту для варки оптического стекла гексагидрат предварительно прокаливают при 400 C для удаления кристаллизационной воды, что предотвращает вспенивание расплава и образование газовых пузырей в готовом изделии.

Вопросы и ответы