СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОЙ СЕРЕБРЯНОЙ ГУБКИ ИЗ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК C22B11/00 C22B3/04 C22B3/46 

Описание патента на изобретение RU2413778C1

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к способам выделения благородных металлов из отходов, в том числе аффинажного производства.

Известен способ получения серебряного порошка [патент РФ 1605419]. Способ включает восстановление содержащего сульфат серебра водородом, в качестве исходного соединения берут измельченный сплав сульфата серебра с сульфатом щелочного металла, выбранного из группы: натрий, калий, литий, а после восстановления остатки сульфата щелочного металла удаляют промывкой водой с последующей фильтрацией и сушкой.

Способ имеет существенные недостатки: крупность серебряного порошка зависит от степени измельчения исходных материалов, а полученное серебро, несмотря на промывку его водой, все равно будет содержать вплавленный в него сульфат щелочного металла.

За прототип выбран способ получения серебряного порошка [заявка на ИЗ № 2000111932/02]. Способ включает растворение серебра на аноде, осаждение металлической губки на катоде, сушку и просев порошка. В электролит вводят химические соединения, способные окисляться ионами металлов и регенерироваться на катоде, комплексообразователи и коллоидные растворы металлов в качестве центров кристаллизации металла. Порошки дополнительно обрабатывают, а также производят их прогрев в водном разбавленном растворе соли металла для расширения спектра дисперсности порошка. После промывки порошок смачивают насыщенным раствором углекислого аммония, отжимают и смачивают этиловым спиртом.

Недостатки способа - скорость осаждения серебряной губки на катоде весьма ограничена, из-за чего получить качественную губку таким способом вообще невозможно, так как в основном образуется порошок. Из-за развитой поверхности губки в процессе осаждения постоянно меняется плотность тока и, как следствие, губка в начале осаждения будет отличаться по свойствам (плотность, удельная поверхность) от губки в конце осаждения. Способ не предлагает эффективного удаления вводимых в электролит поливалентных ионов.

Задачей является ускорение процесса получения серебряной губки, повышение качества осажденной губки за счет улучшения ее чистоты и получения стабильно-высокопористой поверхности.

Предложены 2 варианта способа получения высокопористой серебряной губки из серебросодержащих материалов.

Первый вариант способа включает приготовление раствора серебряной губки, осаждение серебра из раствора введением цинка. В качестве серебросодержащих материалов выбирают серебряные соли. Предварительно готовят концентрированный хлоридный раствор хлорида кальция или цинка, в котором растворяют серебряную соль в соответствии с ее растворимостью при температуре кипения раствора, с последующим введением в приготовленный раствор серебряной соли хлорида свинца в количестве, равном количеству растворенного серебра. Серебро осаждают в виде металлической свинцово-серебряной губки, и после промывки из свинцово-серебряной губки удаляют загрязняющие вещества и свинец растворением в соляной кислоте с получением высокопористой серебряной губки.

Второй способ получения высокопористой серебряной губки заключается в том, также готовят раствор серебряной соли и осаждают серебро из раствора введением цинка. В качестве серебросодержащих материалов выбирают сплавы серебра, которые растворяют в азотной кислоте, добавляют растворимый в воде хлорид до полного осаждения хлорида серебра, из которого готовят раствор серебряной соли. Перед приготовлением раствора серебряной соли готовят концентрированный раствор хлорида кальция или цинка, в котором растворяют хлорид серебра в соответствии с его растворимостью при температуре кипения раствора. В приготовленный раствор серебряной соли вводят хлорид свинца в количестве, равном количеству растворенного серебра. Серебро осаждают в виде металлической свинцово-серебряной губки, и после промывки из свинцово-серебряной губки удаляют загрязняющие вещества и свинец растворением в соляной кислоте с получением высокопористой серебряной губки.

В качестве солей поливалентных металлов могут быть использованы и любые соли свинца, так как при введении в концентрированный хлоридный раствор любая свинцовая соль будет вступать в реакцию обмена с образованием хлорида свинца.

В предлагаемых вариантах способа существенным отличием является то, что предварительно создают особые условия для контактного электролиза (цементации) - осаждение губки цинком. В качестве инертного материала, соосаждаемого с серебром и удаляемого впоследствии, выступает структурированная свинцовая губка. Серебро, соосаждаемое совместно со свинцом, также имеет структуру губки. Для получения свинцовых губок с высокоразвитой поверхностью их осаждение необходимо осуществлять из концентрированных хлоридных растворов. В качестве подобных растворов можно использовать растворы хлорида кальция и растворы хлорида цинка.

Растворы хлорида цинка позволяют получить большее количество серебряной губки, так как в концентрированном (близком к насыщенному) растворе хлорида цинка растворимость хлорида серебра значительно выше, чем в концентрированных растворах хлорида кальция.

Варианты способа позволяют ускорить процесс получения серебряной губки за счет уменьшения времени осаждения губки со стабильно-высокопористой поверхностью, так как степень цементации (осаждения) свинца и серебра цинком составляет порядка 95% в течение первых 30 секунд, то есть протекает практически мгновенно и повысить ее качество за счет чистоты исходных материалов. Таким образом, отличительные признаки являются существенными и необходимыми для решения поставленной задачи.

Для приготовления хлоридного раствора хлорида серебра, в котором серебро находится в виде устойчивых растворимых хлоридных комплексов, может быть использована любая серебряная соль. Растворение в концентрированном хлоридном растворе будет происходить за счет реакции обмена:

CaCl2+Ag2SO4=CaSO4+2AgCl

CaCl2+2AgNO3=Са(NO3)2+2AgCl и т.д.

Тем не менее, предпочтительнее вводить серебро в виде свежеосажденного хлорида серебра (AgCl).

В качестве источников серебра для получения серебряной губки могут использоваться серебряные сплавы, а также чистое серебро. В этом случае металлический сплав или серебро растворяется в азотной кислоте, к полученному раствору постепенно добавляется раствор какого-либо хлорида (NaCl, KCl, CaCl2 и др.) до полного осаждения хлорида серебра. Свежеосажденный хлорид серебра отделяется от раствора и далее - растворяется в концентрированном хлоридном растворе (например, в растворе хлорида кальция (CaCl2) или хлорида цинка (ZnCl2) за счет комплексообразования:

AgCl+CaCl2=Ca[AgCl3]

Использование растворов CaCl2, а тем более растворов ZnCl2 для растворения AgCl - гораздо предпочтительнее растворов NaCl и KCl, так как позволяет достичь в растворе большей концентрации хлорид-ионов и следовательно - достичь гораздо большей растворимости хлорида серебра.

Для осуществления предлагаемого способа получения серебряной губки необходимо взять подогретый до температуры 60°С раствор хлорида кальция или хлорида цинка с рН1-0, необходимо растворить в данном растворе серебряную соль, например хлорид серебра. Растворимость соли определяется расчетным методом [Мейтис Л. Введение в курс химического равновесия и кинетики. М.: Мир, 1984. - 484 с.]. После чего добавить в раствор свинцовую соль, например хлорид свинца (PbCl2) так, чтобы количество свинца в растворе равнялось количеству растворенного серебра (в молях) и провести осаждение свинцовосеребряной губки. Для чего в раствор при температуре 60°С ввести в 2-3 приема распульпированный в горячей 1% HCl цинковый порошок (Ж/Т=5-20), взятый с 20% избытком для осаждения серебра и свинца. Образовавшуюся свинцово-серебряную губку необходимо отделить от раствора, промыть горячей подкисленной водой и растворить свинец губки в концентрированной HCl при нагревании. В результате растворения свинца останется чистая серебряная губка. Кратность подачи активированного цинка обусловлена более полным и эффективным осаждением серебра на новой, только что образованной поверхности свинцовой губки. Несмотря на то, что обычный, плавленый свинец растворяется в HCl достаточно медленно, растворение свинцовой губки происходит за несколько минут, при этом для оптимизации данного процесса необходимо использовать концентрированную HCl, так как в такой кислоте выше растворимость образующегося PbCl2.

Пример 1

По известной методике [П.И.Воскресенский. Техника лабораторных работ. М.: Химия, 1973. - 717 с.] готовится хлоридно-кальциевый раствор с содержанием CaCl2 3,4 М и рН 1.0. В 1 дм3 хлоридно-кальциевого раствора при нагревании до 108°С (температура кипения раствора) растворяется 1,2 г AgCl и 2,8 г PbCl2. Раствор охлаждают до температуры 60°С, после чего проводится осаждение свинцово-серебряной губки, для чего в него вводится в 3 приема 1,5 г цинковой пыли, предварительно распульпированной в 30 мл 1% HCl при температуре 80°С. Образовавшаяся свинцово-серебряная губка отфильтровывается, промывается 1% горячей HCl и нагревается в 100 мл 39% HCl до полного растворения свинца. Образовавшаяся серебряная губка отделяется от раствора, промывается сначала чистой 39% HCl, а затем - дистиллированной водой и сушится. Микрофотография образца серебряной губки, полученной из хлоридно-кальциевого раствора, представлена на фиг.1А.

Пример 2

По известной методике [П.И.Воскресенский. Техника лабораторных работ. М.: Химия, 1973. - 717 с.] готовится хлоридно-цинковый раствор с содержанием ZnCl2 10 М и рН 1.0, аналогично примеру 1. В 1 дм3 хлоридно-цинкового раствора при нагревании до 136°С растворяется 12 г AgCl и 28 г PbCl2. Раствор охлаждается до температуры 60°С, после чего проводится осаждение свинцово-серебряной губки, для чего в него вводится в 3 приема 15 г цинковой пыли, предварительно распульпированной в 100 мл 1% HCl при температуре 80°С. Образовавшаяся свинцово-серебряная губка отфильтровывается, промывается 1% горячей HCl и нагревается в 1000 мл 39% HCl до полного растворения свинца. Образовавшаяся серебряную губку отделяется от раствора, промывается сначала чистой 39% HCl, а затем - дистиллированной водой и сушится. Микрофотография образца серебряной губки, полученной из хлоридно-цинкового раствора, представлена на фиг.1 В.

Пример 3

1.0 г серебряного сплава с содержанием серебра 87,5% растворяется в 10 мл растворе HNO3 (63%), подогретом до 50-60°С, в полученный раствор добавляется 200 мл воды, 5 мл 10% раствора NaCl, 5 мл 1% раствора полиакриламида, раствор нагревается и кипятится 5 минут, затем охлаждается до 20°С и отфильтровывается образовавшийся хлорид серебра. Полученный хлорид серебра растворяется в 1 дм3 хлоридно-кальциевого раствора с содержанием CaCl2 3,4 М и рН 1.0 (приготовленного аналогично примеру 1) при нагревании до 108°С, затем в этом же растворе растворяется при нагревании 2,26 г хлорида свинца (PbCl2). Раствор охлаждается до температуры 60°С, после чего проводится осаждение свинцово-серебряной губки, для чего в него вводится в 2 приема 1,0 г цинковой пыли, предварительно распульпированной в 30 мл 1% HCl при температуре 80°С.

Образовавшаяся свинцово-серебряная губка отфильтровывается, промывается 1% горячей HCl и нагревается в 100 мл 39% HCl до полного растворения свинца. Полученная серебряная губка отделяется от раствора, промывается сначала чистой 39% HCl, а затем - дистиллированной водой. Такая промывка необходима для того, чтобы сначала в HCl растворились малорастворимые в воде хлориды: AgCl, CuCl, PbCl2 и др., а заключительная промывка в чистой воде позволяет удалить растворимые в воде примеси и остатки самой HCl. Сравнительные результаты примеров представлены в таблице.

Выход и свойства серебряных губок в зависимости от способа их получения Способ получения Масса губки Насыпная плотность губки, г/см3 Из AgCl и раствора CaCl2 (пример 1) 0,789 г 1,46 Из AgCl и раствора ZnCl2 (пример 2) 8,516 г 1,21 Из сплава и раствора CaCl2 (пример 3) 0,824 г 1,45

Как видно из таблицы, применение хлоридно-цинковых растворов позволяет получить из 1 дм3 практически в 10 раз больше серебряной губки, чем в случае применения хлоридно-кальциевых растворов. Незначительная плотность образцов объясняется их высокой пористостью (так, обычное серебро имеет (при 20°С) плотность 10,50 г/см3), что полностью отвечает решению поставленной задачи - получению серебряной губки со стабильно-высокопористой поверхностью. Микрофотографии полученных губок представлены на фиг.1. Из таблицы и фиг.1 видно, что как в случае хлоридно-цинковых растворов, так и в случае хлоридно-кальциевых растворов размер микрочастиц губки стабильно одинаковый для данного типа раствора. Кроме того, время непосредственного получения свинцово-серебряных губок контактным электролизом (осаждением с цинком) составляет порядка 5 минут, что позволяет значительно интенсифицировать данный процесс по сравнению с электролитическим методом, используемым в прототипе, так как обычный электролиз может длиться часами или даже сутками.

Ускорение процесса получения серебряной губки за счет уменьшения времени осаждения губки со стабильно-высокопористой поверхностью достигается за счет цементации (осаждение) свинца и серебра цинком, который протекает на уровне 95% в течение первых 30 секунд, то есть практически мгновенно.

Похожие патенты RU2413778C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ СВИНЦОВЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА И СВИНЦА В ВИДЕ ПРОДУКТОВ 2009
  • Наторхин Максим Игоревич
  • Гаршин Анатолий Петрович
RU2397259C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ СЕРЕБРА 1995
  • Патрушев В.В.
  • Холмогоров А.Г.
  • Пашков Г.Л.
  • Горбань О.В.
RU2086680C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ 2009
  • Наторхин Максим Игоревич
  • Гаршин Анатолий Петрович
RU2399687C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АФФИНИРОВАННОГО СЕРЕБРА ИЗ ПРОМПРОДУКТОВ 1993
  • Голубова Е.А.
  • Мамонов С.Н.
  • Золотов А.Ф.
RU2049131C1
Способ получения аффинированного серебра из промпродуктов драгметального производства, содержащих серебро в форме хлорида 2021
  • Ласточкина Марина Андреевна
  • Ершов Сергей Дмитриевич
  • Востриков Владимир Александрович
  • Курдояк Светлана Сергеевна
  • Ракитин Владимир Александрович
RU2779554C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ ПРОМПРОДУКТОВ АФФИНАЖА, СОДЕРЖАЩИХ ХЛОРИД СЕРЕБРА 1993
  • Крылов В.В.
  • Орлов А.М.
  • Татаринцев А.Н.
  • Звонцов Б.Ф.
  • Драенков А.Н.
RU2038394C1
Способ селективного извлечения свинца и серебра и карбонатный концентрат свинца и серебра, полученный вышеуказанным способом 2014
  • Альварес Карреньо,Карлос
  • Оканья Гарсия,Нурия
  • Печарроман Меркадо,Эмилио
  • Пинедо Гонсалес,Майте
  • Фрадес Тапия,Мария
RU2670117C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА 2012
  • Шипачев Владимир Алексеевич
RU2514554C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЕБРА 2008
  • Сидоренко Юрий Александрович
RU2378398C2
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА 2002
  • Мойз Джон
  • Хоуллис Фрэнк
RU2298585C9

Иллюстрации к изобретению RU 2 413 778 C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОЙ СЕРЕБРЯНОЙ ГУБКИ ИЗ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)

Группа изобретений относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Предложены 2 варианта способа получения высокопористой серебряной губки с использованием в качестве источника серебра серебряные соли или серебряные сплавы с последующим переведением их в соли. Они включают подготовку концентрированного хлоридного раствора, в котором растворяют серебряную соль в соответствии с ее растворимостью при температуре кипения раствора. В приготовленный раствор вводят соль поливалентного металла - хлорида свинца в количестве, равном количеству растворенного серебра. Затем осаждают цинком металлическую свинцово-серебряную губку. Из осажденной губки удаляют загрязняющие вещества и свинец растворением в соляной кислоте, затем ее промывают и сушат. Техническим результатом является ускорение процесса получения серебряной губки за счет уменьшения времени ее осаждения, при этом серебряная губка обладает качественной стабильно-высокопористой поверхностью. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 413 778 C1

1. Способ получения высокопористой серебряной губки из серебросодержащих материалов, включающий приготовление раствора серебряной соли, осаждение серебра из раствора введением цинка и промывку осадка, отличающийся тем, что в качестве серебросодержащих материалов выбирают серебряные соли, перед приготовлением раствора серебряной соли готовят концентрированный раствор хлорида кальция или цинка, в котором растворяют серебряную соль в соответствии с ее растворимостью при температуре кипения раствора, с последующим введением в приготовленный раствор серебряной соли хлорида свинца в количестве, равном количеству растворенного серебра, серебро осаждают в виде металлической свинцово-серебряной губки и после промывки из свинцово-серебряной губки удаляют загрязняющие вещества и свинец растворением в соляной кислоте с получением высокопористой серебряной губки.

2. Способ получения высокопористой серебряной губки из серебросодержащих материалов, включающий приготовление раствора серебряной соли, осаждение серебра из раствора введением цинка и промывку осадка, отличающийся тем, что в качестве серебросодержащих материалов выбирают сплавы серебра, которые растворяют в азотной кислоте, добавляют растворимый в воде хлорид до полного осаждения хлорида серебра, из которого готовят раствор серебряной соли, перед приготовлением раствора серебряной соли готовят концентрированный раствор хлорида кальция или цинка, в котором растворяют хлорид серебра в соответствии с его растворимостью при температуре кипения раствора, с последующим введением в приготовленный раствор серебряной соли хлорида свинца в количестве, равном количеству растворенного серебра, серебро осаждают в виде металлической свинцово-серебряной губки и после промывки из свинцово-серебряной губки удаляют загрязняющие вещества и свинец растворением в соляной кислоте с получением высокопористой серебряной губки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2413778C1

US 4753782 А, 28.06.1988
Способ извлечения серебраиз PACTBOPOB 1979
  • Нагирный Виктор Михайлович
  • Симонкович Виктор Михайлович
SU829704A1
RU 94028189 A1, 20.05.1996
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТОВ СЕРЕБРА ИЗ ХЛОРИДНЫХ И СУЛЬФАТНО-ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ТЯЖЕЛЫЕ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ 1992
  • Грейвер Т.Н.
  • Попков Е.В.
RU2068451C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНСЕРВОВ "МЯСНОЙ САЛАТ С ГРЕЙПФРУТОМ" 2007
  • Квасенков Олег Иванович
RU2351178C1
Жидкокристаллическая термоиндикаторная смесь 1980
  • Винокур К.Д.
  • Джапаридзе К.Г.
  • Лисецкий Л.Н.
  • Чилая Г.С.
  • Элашвили З.М.
SU886496A1

RU 2 413 778 C1

Авторы

Наторхин Максим Игоревич

Гаршин Анатолий Петрович

Даты

2011-03-10Публикация

2009-11-30Подача