СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСМУТ ЛАКТАТА Российский патент 2019 года по МПК C01G29/00 C07F9/94 C07C51/41 C07C59/08 

Описание патента на изобретение RU2692370C1

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, а конкретно к способу переработки висмутсодержащих материалов с получением соединений висмута.

Известен способ получения висмут лактата BiC6H9O6 кипячением молочной кислоты с углем, добавлением к раствору порциями свежеприготовленного висмут оксида при молярном отношении молочной кислоты к висмуту, равном 6,1, и при температуре 45°С с получением висмутсодержащего раствора, его последующей фильтрацией и кристаллизацией при охлаждении раствора, промывкой продукта водой, спиртом, эфиром и сушкой в вакууме при 70-80°С (1. Кирхгоф Г.А., Спектор М.О. Молочнокислый висмут // Химико-фармацевтическая промышленность. 1933. №4. С. 122).

Недостатком способа является большой расход молочной кислоты, а также сложность процесса, связанная с загрязнением продукта непрореагировавшей молочной кислотой и необходимостью проведения ряда промывок от нее различными растворителями.

Известен способ получения висмут лактата BiC6H9O6 путем добавления к свежеосажденному (при температуре ниже 5°С) висмут гидроксиду воды, молочной кислоты при молярном отношении молочной кислоты к висмуту, равном 3,87, и пятикратного объема спирта, фильтрации продукта, промывки его спиртом и высушивания на воздухе (2. Яворский Н.П., Туркевич Н.М. Растворимые соединения висмута // Украинский химический журнал. 1951. №4. С. 371-375).

Недостатком способа является сложность процесса, связанная с необходимостью предварительного получения свежеосажденного гидроксида висмута при температуре ниже 5°С, в результате чего продукт загрязняется нитрат-ионами, а также затрат большого количества этилового спирта, необходимого как на стадии осаждения продукта, так и для удаления непрореагировавшей молочной кислоты.

Наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту к предполагаемому изобретению является способ получения висмут лактата BiC6H9O6 путем добавления висмут оксида Bi2O3 в раствор молочной кислоты при ее небольшом избытке и кипячении с обратным холодильником в течение 4,5 ч с последующей фильтрацией раствора, его кристаллизацией упариванием при 100°С, охлаждением полученного раствора, отделением выпавших кристаллов продукта фильтрацией, промывкой продукта ацетоном и эфиром с последующей сушкой продукта на воздухе (3. М. Devillers, F. De Smet, О. Tirions Bismuth and mixed bismuth-lanthanide carboxylates as precursors for pure and Ln-promoted bismuth molybdate catalysts // Thermochimica Acta. 1995. №260. P. 165-185).

Недостатком способа является сложность процесса, связанная с необходимостью получения висмутсодержащего раствора в результате кипячения с обратным холодильником раствора молочной кислоты с висмут оксидом в течение 4,5 ч, концентрирования полученного раствора упариванием при температуре 100°С с последующим охлаждением, а также низкий выход висмута в конечный продукт в связи с его потерями как с маточным раствором на стадии фильтрации продукта, так и с раствором после кристаллизации.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в упрощении процесса и повышении степени извлечения висмута в конечный продукт.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения висмут лактата, включающем взаимодействие оксида висмута с раствором молочной кислоты с последующей промывкой продукта органическими растворителями и его сушкой, получение висмут лактата проводят в результате обработки висмут оксида водным раствором молочной кислоты при температуре 50-70°С при молярном отношении молочной кислоты к висмуту, равном 2,1-3,5 и при весовом отношении раствора молочной кислоты (Ж) к твердому (Т) висмут оксиду, равном 2,1-4,0, с получением пасты, ее последующей промывкой ацетоном, этиловым или изопропиловым спиртом и сушкой продукта при 60-100°С.

Новым является получение висмут лактата состава BiC6H9O6⋅5Н2O в результате обработки висмут оксида водным раствором молочной кислоты при температуре 50-70°С при молярном отношении молочной кислоты к висмуту, равном 2,1-3,5 и при весовом отношении жидкого к твердому, равном 2,1-4,0 с последующей сушкой продукта.

Из данных таблицы видно, что синтез висмут лактата целесообразно проводить при молярном отношении молочной кислоты к висмуту, равном 2,1-3,5. При молярном отношении молочной кислоты к висмуту менее 2,1 реакция протекает не полностью и продукт загрязнен примесью висмут оксокарбоната, а при данном отношении более 3,5 имеет место повышенный расход молочной кислоты и, как следствие, повышенный расход растворителя для ее удаления.

Обработку висмут оксида водным раствором молочной кислоты следует проводить при весовом отношении водный раствор молочной кислоты к висмут оксиду, равном 2,1-4,0. При данном отношении менее 2,1 продукт содержит примеси висмут оксида и оксокарбоната, а при данном отношении более 4,0 большой объем получаемого раствора требует повышенных энергозатрат при его переработке кристаллизацией.

Процесс синтеза висмут лактата следует проводить при температуре 50-70°С. При температуре процесса ниже 50°С продукт загрязнен примесью висмут оксокарбоната, а повышение температуры выше 70°С, не давая дополнительных преимуществ, приводит к повышенному расходу электроэнергии.

Сушку продукта следует проводить в диапазоне температур 60-100°С. При температуре менее 60°С процесс сушки продолжителен по времени, а при температуре выше 100°С имеет место удаление воды из соединения с изменением его состава.

Промывку продукта можно проводить ацетоном, этиловым или изопропиловым спиртом при массовом отношении спирта к висмут лактату, равном 2:1. Промывка продукта дистиллированной водой способствует переводу части висмута в раствор (концентрация висмута в растворе после промывки составляет 40,8 г/л), что снижает выход продукта до 91%. Промывки продукта ацетоном или этиловым спиртом (концентрация висмута в растворе после промывки составляет 0,105 и 0,225 г/л соответственно) также показали меньшую эффективность по сравнению с обезвоженным этиловым или изопропиловым спиртом (концентрация висмута в растворе после промывки составляет менее 0,03 г/л)

Получение висмут лактата по предлагаемому способу позволяет упростить процесс, а также повысить степень извлечения висмута в конечный продукт до 99,7%.

Условия и результаты опытов приведены в таблице, а сравнение разработанного способа и прототипа проведено на примерах 1 и 2.

Способ осуществляется следующим образом:

Пример 1. 1,0 кг висмут оксида квалификации «хч», содержащего 99,7% висмут оксида, обрабатывают при перемешивании 2,60 л раствора молочной кислоты с концентрацией 5,0 моль/л при температуре (55±5)°С в течение 3 ч, молярное отношение молочной кислоты к висмуту 3,03, весовое отношение жидкого к твердому 2,86. Продукт промывают 2,60 л этилового спирта, сушат при 100°С в течение 3 ч и получают 2,04 кг висмут лактата. Прямое извлечение висмута в продукт из висмут оксида составляет 99,7%.

Пример 2. (условия прототипа для сравнения) 1,0 кг висмут оксида обрабатывают при перемешивании 9,44 л раствора молочной кислоты с концентрацией 0,5 моль/л, молярное отношение молочной кислоты к висмуту 1,1, весовое отношение жидкого к твердому 10,1, и кипятят с обратным холодильником в течение 4,5 ч. Раствор фильтруют (выход по висмуту при этом составляет 80%) и концентрируют при 100°С, охлаждают, фильтруют, продукт промывают ацетоном, сушат на воздухе в течение 1 часа и получают 734 г висмут лактата. Прямое извлечение висмута в продукт из висмут оксида составляет 55%.

Из примеров 1 и 2, а также таблицы видно, что благодаря отличительным признакам достигается указанная цель. Техническим результатом является упрощение процесса, повышение степени извлечения висмута при переводе оксида висмута в висмут лактат с 55 до 99,7%.

Похожие патенты RU2692370C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСОФУМАРАТА ВИСМУТА 2020
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Мищенко Ксения Владимировна
  • Лунёва Евгения Евгениевна
RU2735921C1
Способ получения металлического висмута с получением висмута нитрата основного 2021
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Коледова Екатерина Сергеевна
RU2774508C1
Способ получения висмута цитрата 2019
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Щербаков Владимир Петрович
  • Найденко Екатерина Сергеевна
  • Рогулева Татьяна Владиславовна
RU2701013C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСМУТА НИТРАТА ОСНОВНОГО 1997
  • Юхин Ю.М.
  • Архипов С.М.
  • Даминова Т.В.
  • Трубицын М.Ю.
RU2125020C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСМУТ АММОНИЙ ЦИТРАТА 2014
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Найденко Екатерина Сергеевна
  • Афонина Любовь Игоревна
RU2570610C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО ВИСМУТА 2002
  • Юхин Ю.М.
  • Бохонов Б.Б.
  • Тухтаев Р.К.
  • Удалова Т.А.
RU2225282C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСМУТА ГАЛЛОВОКИСЛОГО ОСНОВНОГО 2001
  • Юхин Ю.М.
  • Логутенко О.А.
  • Удалова Т.А.
  • Евсеенко В.И.
RU2193013C2
Способ переработки металлического висмута с получением висмута карбоната основного 2023
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Коледова Екатерина Сергеевна
  • Мищенко Ксения Владимировна
RU2817099C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСМУТ КАЛИЙ ЦИТРАТА 2012
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Найденко Екатерина Сергеевна
  • Афонина Любовь Игоревна
  • Найденко Наталья Михайловна
RU2496719C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСМУТА НИТРАТА ОСНОВНОГО 2017
  • Даминов Артем Сергеевич
  • Юхин Юрий Михайлович
  • Даминов Владимир Сергеевич
RU2657673C1

Реферат патента 2019 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИСМУТ ЛАКТАТА

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Для получения лактата висмута проводят обработку оксида висмута водным раствором молочной кислоты при температуре 50-70°C, молярном отношении молочной кислоты к висмуту 2,1-3,5 и весовом отношении жидкого к твердому 2,1-4,0. Полученную пасту промывают ацетоном, или этиловым, или изопропиловым спиртом и сушат при температуре 60-100°С. Изобретение позволяет упростить получение лактата висмута, повысить степень извлечения висмута в конечный продукт до 99,7%. 1 табл., 2 пр.

Формула изобретения RU 2 692 370 C1

Способ получения висмут лактата, включающий взаимодействие оксида висмута с раствором молочной кислоты с последующей промывкой продукта органическим растворителем и его сушку, отличающийся тем, что получение висмут лактата проводят в результате обработки висмут оксида водным раствором молочной кислоты при температуре 50-70°C при молярном отношении молочной кислоты к висмуту, равном 2,1-3,5, и при весовом отношении жидкого к твердому, равном 2,1-4,0, с получением пасты, ее последующей промывки ацетоном, этиловым или изопропиловым спиртом и сушки продукта при температуре 60-100°C.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2692370C1

DE 102010005868 A1, 28.07.2011
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОДЕРЖАЩИХ СОЛИ ВИСМУТА КОМПОЗИЦИЙ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ В КАТОДНО ОСАЖДАЕМЫХ ЛАКАХ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛАКИРОВАНИЯ ПОГРУЖЕНИЕМ 1994
  • Роланд Феола
  • Бригитте Бургманн
  • Франц Курцманн
RU2137866C1
EP 3124564 A1, 01.02.2017
US 6541120 B1, 01.04.2003
WO 1999063013 A1, 09.12.1999
JP 2012116805 A, 21.06.2012.

RU 2 692 370 C1

Авторы

Найденко Екатерина Сергеевна

Юхин Юрий Михайлович

Даты

2019-06-24Публикация

2018-10-29Подача