Способ получения арсенатов металлов Советский патент 1983 года по МПК C01G28/02 

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ мышьяка, а точнее к способу получения арсенатов металлов, которые широко применяются в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов и фунгицидов, а также в производств стекла особого назначения. Известен способ получения арсена tOB металлов Щ , в частности магнийаммониевого арсената, включающий взаимодействия гидроарсената натрия с водными растворами соли магния и аммиака по реакции fAgCe2 NH40H + Na-,HAs04- v М МН4 504 2МаСе Н-гО. Наиболее близким к предлагаемому по.технической сущности и достигаемому результату является способ получения арсенатов металлов, включающий обработку мышьяксодержащего материала окислителем с последующим взаимодействием с соединением метал ла ио реакции а13Аз20 + 4ННО,47Н,0-бНзАз04МНО 6)2H3As04 4CaO Ca,(As04,-Ca( в качестве мышьяксодержащегоматериала используют мышьяковистый ангидрид, в качестве окислителя азотную кислоту, а в качестве соедкнений металла берут или окиси или соли г . Недостатком известных способов является невысокий выход продукта (84%). Цель изобретения - повышение выхода продукта (до 94,5-98,6%) и повышение содержания основного вещества в продукте (до 99,1%). Поставленная цель достигается тем, что согласно сйособу получения арсенатов металлов, заключающемуся в обработке млпьяксодержащего материала окислителем 5 последующим взаимодействием с соединением металла, причем мьпиья к со держащий материал предварительно обрабатывают алифатическим спиртом общей формулы , где R - СдН или HiO Су Н , а в качестве окислителя используют концентрированную перекись водорода. В качестве мышьяксодержаицеххэ материала используют мышьяковистый ангидрид или отходы и полупродукты производства цветных и благородных металлов. С целью получения арсената кальция в качестве соединения металла используют хлорид или ацетат кальция а с целью получения магнийаммониевого арсената, в качестве соединенин металла используют водорастворимую соль магния с последующей обработкой гидроксидом аммония при рН-9-11. С целью получения арсетана цинка в качестве со€ динения металла используют ацетат цинка. Сущность способа заключается в следующем. Мышьяковистый ангидрид или отходы и полупродукты производства цветнь1х и благородных металлов, содержащих 66,14-74,68% трехвалентного мышьяка, обрабатывают алифатическими спиртами ROH, где или Uio (При TBivmepaType кипения суспеизии 130-150 С с последующим окислением образующихся соединений концентрированной перекисью водорода и взаимодействием с солями металлов A. ГэЯОН- 2(Ro)-iА-о гЧ,0 + H,0,(.RO),As При получении арсената кальция процесс осуществляется по следующим реакциям2СйО%М500НИСаСе244Н20 ,(As6), + 4ROH46HCe 4RObA5004t3Ca(CH,COO|,HH,0-. ,(Ac,04),MROH + 6CH3COOH ри получении магнитаммониевого арсеэтэЗUO);|AsOOH 2M Xlt2NH40H- - 2V gNH4As04 6Н,044НХ46КОН, ГАЕХ-СС-ц /250 при получении арсената цинка: CRO), ASOOH + (,.5м,о i ,(,As04l,.8H,0 + 6CH-jCOOH Пример 1. Получение арсената кальция из полупродукта производства с пририенением амилового спирта. В круглодонной колбе с насадкой Дина-Старка и обратным холодильником, защищенным хлоркАльциевой трубкой, загружают 30,0 г полупродукта производства, который содержит 66,14%, мышьяка, 114,0 г (140 мл) амилового спирта и 0,5-0,7 мл концентрированной серной кислоты (d 1,84). Суспензию кипятят 6 ч (до прекращение выделения воды) . Реакционную смесь после охла кдения фильтруют под рпкуумом, а ос.адок промывают несколько раз 30 мл амилового спирта.

К объединенному фильтрату при перемешивании и охлаждении медленно (10-12 мин) добавляют 37,8 г 28%-ной перекиси водорода. После 5-минутного нагревания (с целью удаления следов перекиси Ьодорода) и охлаждения, в колбу загружают насыщеннь1й водный раствор 77,2 г ацетата кальция Са (CHiCOO)j2H20 И перемешивают 1015 мин. Водный слой отделяют, а спиртовый 3 раза экстрагируют дистиллированной водой (всего 50 мл), добавляют к основному раствору и затем упа1ривают на водяной бане, осадок промы|вают водой и сушат до постоянного ве|са. Получают 58,5 г (97,7%) арсената

КсШЬЦИЯ.

Найдено %: Са 26,13, As 32,,87,

Ga,5(As04)7 3 H/jO.

Вычислено % Са 26,60; As 33,14.

Примеры 2-6 осуществляют аналогично прймеру 1. Данные по количеству исходных реагентов и выходу целевого продукта приведены в табл. 1.

Пример 7. (получение магнийаммониевого арсената). В 250-миллитровую круглодонную колбу с.насадкой Дина-Старка и обратным холодильником помещают 20,0 г белого мышьяка, содержащего 98,6% мышьяковистого ангидрида, добавляют 120,0 мл амилового спирта и кипятят 7 ч до полного прекращения выделения воды. После охлаждения раствор фильтруют под вакуумом к фильтрату при постоянном перемешивании и охлаждении добавляют 25,3 г 32%-ной перекиси водорода, нагревают 5-10 мин. при температуре 60-80 С с целью завершения реакции, затем охлажденную однородную смесь при комнатной температуре обрабатывают 50 г насыщенным водным раствором MgS047H20. Водный слой отделяют, спиртовый тщательно экстрагируют водой, добавляют к основному раствору, а затем нейтрализуют концентрированным гидроксидом аммония. После фильтрации и сушки получают 57,1 г (99%) магнийаммониевого арсената.

Найдено %: As,Og 39,27/ 39,51..

MgNH As04 fiHjO

Вычислено %: As 39,74.

Примеры 8-12 осуществляют при рН раствора 10-11, аналогично методике.

приведенной в примере 7, а примеры 13-15 при рН .7-9.

Данные сведены в табл. 2.

Из таблицы следует, что выход целевого продукта максимальный при рН 9-11, снижение. рН до 7-8 приводит к уменьшению выхода целевого продукта

Пример 16. В круглодонную колбу, снабженную,насадкой Дина-Старка и обратным холодильником, защищенным хлоркальциевой трубкой, помещают 19,8 г мышьяковистого ангидрида (99,9%-ный), добавляют 120 мл (97,73 амилового спирта и кипятят 6-7 ч до прекращения выделения воды. Полученную однородную смесь при постоянном перемешивании и охлаждении обрабатывают 24,5 г 32%-ным раствором перекиси водорода, нагревают в течение 5-10 мин при температуре 60-80с с целью удаления следов .перекиси, а при комнатной температуре (21°С) к .охлажденному продукту окисления добавляют (при перемешивании) насыщенный водный раствор 65,8.г ацетата цинка. Сразу же образуется белое кристаллическое вещество, водно-спиртовый слой декантируют, а осадок тщательно промывают водой и сушат (сначала на воздухе) в вакуум-эксикаторе над пятиокисью .фосфора до постоянного веса. Получают арсенат цинка с выходом 60,0 г (97%),

Найдено %: As,jOg 37,07/ 37,29. Q 23,51.Вычислено %: As,0c 37,19j Н.О 23,30..

Примеры 17-19 осуществляют аналогично методике, приведенной в примере 16. Данные по количеству исходных реагентов и выходу продукта приведены в табл. 3.

Таким образом, данный способ позволяет повысить выход продукта с 90% до 93-10р% и повысить содержание осHOBHord вещества в продукте с 84% до 99,1% и, кроме того, позволяет удешевить процесс за счет использования в качестве мышьяксодержащего материала отходов и полупродуктов производства цветных и благородных металлов и еде лать его непрерывным за счет повтор ного использования регенерированного спирта.

Таблица

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРСЕНАТОВ МЕТАЛЛОВ, включающий обработку ышиьяксодержсццего материала окислителем с последующим взаимодействием с соединением металла, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и содержания основного вещества в продукте, ьмшьяксодержащий материал предварительно обрабатывают алифатическим спиртом общей формулы ROH, где R - CgHjj или , а в качестве окислителя используют концентрированную перекись водорода. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мышьяксодержащего материала используют мшьяковистый ангидрид или отходы и полупродукты производства цветных и благородных металлов. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения арсената кальция, в качестве соединения металла используют хлорид или ацетат кгшьция. 4.Способ по п. 1, о тл ич аю щ и и с я тем, что, с целью получения магнийаммониевого арсената, в качестве соединения металла используют Водорастворимую соль магния КЛ с последующей обработкой гидроксидом аммония при рН 9-11. 5.Способ по.п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения арсената цинка, в качестве соединения мэталла используют ацетат цинка. Приоритет по пунктам: 14.04.82 по пп. 1-3, ел 02.06.82 по п. 4; СХ) 01.07.82 по п. 5. 00 с 00

22566,14 «yi-CsH,, 105,7 130 31,5 33051,9 C,HH122,2 ISO 30,0 43051,97 ,Н„ 121,9 150 29,7 .72,5 7,996 сГ 6 68,4 44,594,5 2 60,6 44,795S2074,6в ,7 120 29,0 «2074,68 HM-CjH,, . 97,5 120 28,5

Продолжение табл, 1

Тавя«п Э 2 5il,l 43,797 Cl« 65,в 44,296