Способ получения металлического свинца Советский патент 1985 года по МПК C22B13/04 

Изобретение относится к способам получения металлического свинца высокой чистоты. Известен способ получения свинца металлического из его соединений, в частности карбоната-свинца,-путем восстановления водородом под высоким давлением при высокой температуре Недостатками способа являйтся сложность, обусловленная использованием автоклава для работы под давлением 100-200 атм, опасность применения водорода под высоким давлением и при высокой температуре (330-340 0 загрязнение целевого свинца металлического примесями многих элементов, в том числе железа, олова, висмута. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ полу чения мeтaJmичecкoгo свинца, включаю щий обработку соли свинца (П) химическим реагентом, выделение осадка карбоксилата свинца и его последующее восстановление до металлического свинца при термообработке 2. Исходный раствор ацетата свинца, содержащий 200 г соли в 100 мл воды, обрабатывают металлическим свинцом и нагревают смесь 12-24 ч с целью очистки от примеси висмута цементацией. Количество металлического свинца составляет 1 г/100 г свинца в растворе. Операцию повторяют 5 раз, причем при каждом повторении заменяют использованный металлический свинец свежим. Далее раствор ацетата свинца обрабатывают тиомочевиной с целью очистки от меди, серебра и таллия. Операцию проводят при нагревании и повторяют 4 раза. Примеси осаждает ся на обраччующемся сульфиде свинца. Для разложения избытка тиомочевины раствор ацетата свинца в конце стйдии нагревают 12-24 ч. Очищенный раствор ацетата свинца выпаривают, выделяют твердый ацетат свинца и подвергают его термо обработке при температуре 700 С. В процессе нагревания часть свинца (2+) восстанавливается до keтaллического свинца, часть ацетата разлагается до оксида свинца РвО. Для увеличения выхода, металлического свинца к нагревающемуся, ацетату свин ца добавляют по каплям раствор ацетата свинца. При этом оксид свинца восстанавливается до металличес- кого свинца, выход которого -возрастает.. Заключительной стадией является дистилляция свинца при 700-800 с и давлении 10 мм рт.ст. Недостатками известного способа . являются многостадийность процесса предварительной очистки раствора ацетата свинца; длительность.очистки раствора ацетата свинца, достигакмцая 75-150 ч; необходимость использования глубокого вакуума и .сложность аппаратурного оформления стадии дистилляции свийца в глубоком вакууме; введение в раствор ацетата свинца примеси серы (с тиомочевиной) на стадии очистки раствора ацетата евин- ца; необходимость добавления раство- . ра ацетата свинца к твердому ацетату свинца на стадии термоо,бработки для увеличения.выхода металлического свинца. . , Цель изобретения - упрощение процесса и повышение степени чистоты свинца. , Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения металлического свинца, включающему обработку раствора соли свинца (П) химическим реагентом,- выделение осадка карбоксилата свинца (П) и его последующее восстановление- до металличес.кого свинца при термообработке, в качестве реагента использую.т раствор лимонной кислоты в молярном отйошенйи 3:2г2,3 по отношению к свинцу при рН 6-7, а термообработку ведут при 570-650 С, предпочтительно при 600-б25с. При этом в качестве соли свинца (П) используют нитрат или ацетат, Далее, рН раствора создают введением раствора аммиака.. Повышение качества свинца металлического по сравнению с исходной солью свинца (2-ь) установлено в опытах . с использованием легированного нитрата свинца. В этих опытах в раствор нитрата свинца ос .ч. вводят лримеси металлов в количестве % каждого элемента..Далее легированныйпримесями нитрат свинца перерабатывают в свинец металлический по предложенному способу так же, как В примере 1. Результаты определения содержания примесей в полученном свинце свидетельствуют о повьшении

311599584

степени чистоты свинца в 15-20 раз в 50 раз по примеси марганца и по примесям , никеля, ванадия в ЮОграз по примеси олова, и висмута, в 25 раз по примеси меди,- Результаты представлены в табл.

Введено в раст- Содержание примеси, %

вор нитрата свинца --т-1 т -| Г

Bi V Мп Си Сг . Ni Sn

.™ - . .

5-10- 3 5-10-3 5-10-3 510-з 5-10-з 510-5

Найдено в свинце „А / v -4 -ч металла 3-10 2-Ю 3 -Ю 5-10

- . . . - . .- t . В процессе термообработки цитрата ,сферической формы со следующими разсвинца выделяются углеродсодержащиемерами фракций (см..табл. 2), восстановители в количестве, доет а- 20.Т а б л и ц а 2

точном для практически полного вое- -- - ---------

становления свинца (2+) до металлического свинца. В процессе превращег; Граничные размеры Содержание, фракций

НИН исходной соли свинца (нитратачастиц фракций мм -т-- ---

или ацетата) в нитрат в условиях 25 I

эксперимента часть примесей остается----,.-,4,.

в растворе и не переходит в цитрат, - «ч Я что объясняет повьшенйе качества

свинца металлического 55 57 9

П р и м е р 1. Ползгаениё свинца ,«

металлического на основе нитрата„9 д s Я

свинца. Растворяют М7 г нитрата

свинца ос .4. в 50 мл водь и 8 г„ о ; Q л QQ лимонной кислоты ос- .4. в 35 Mrt воды. ;Навеска, г J,: ч,и yJ Раствор лимонной кислоты нейтрализ5ют Частицы свинца металлического не

водным аммиаком до рН 6,5 и смещйва- взаимодействуют со стенками-и дном

ют с раствором нитрата свинца. Оса-.тигля и свободно из него извлекаются, док цитрата свинца отделяют на фильт- Сопоставление результатов анализа

ре, промывают водой и подвергают тер-полученного свинца металлического

мообработке при . Получают 9,5 ги исходного нитрата свинца приведено

свинца металлического в виде частиц в табл. 3. .

, ;Та. блицаЗ Анализируемыйобра- ; зец Сви-. нец ме- .. талли-. .ческий 0,3 10,30,5 0,5 0,1 Исходныйнитрат свинца 0,5 5-10 0,3-0,5 0,5 30 0,5

Т а б л и ц Найдено примесей, х 10 , % 0,3 0,5 . 20-30 0,8 10 1 Определение примесей проведено химико-спектральньод методом, включаю щим растворёнйб свинца в азотной кислоте, отделение основы в входе PbClj, упаривание фильтрата досуха и спектральный анализ осадка с ие пользованием дугового разряда и квар .цевого спектрографа. Метод позволяет определить примеси с чувствительностью 1-5 и ошибкой 20-30%. Результаты анализа показывает, что в полученном по предложенному способу свинце металлическом содержится меньше примесей ванадия, зкелеза, никеля, висмута, серебраi меди, марганца, алюминия, чем в исходном нитрате свинца. Содержание примесей в полученн рм свинце металлическом отвечает требованиям, предъявляемым к свинцу высокой чистоты марки СООО по ГОСТ 22861-77. В свинце СбОО содержание железа, серебра, меди, алюминия, магния лимитируется на уровне 110 %, висмута 5-10 %. Содержание примеси никеля в полученном свинце соответствует допустимой концентрации никеля в свинце еще более чистой марки СОООО (гаСТ 22861-77). П р и м е р 2. Получение свинца металлического на основе ацетата свинца. Растворяют.24,8 г ацетата свинца ос.ч. в 65 мл врдб1 и 10 г лимойной кислоты ос.ч, в 40 мл воды. Раствор лимонной кислоты нейтрализу ют водным аммиаком до рН 6. Далее получают свинец металлический так же, как указано в примере 1, при тем пературе термообработки 5 . Шход 12,7 г..Свикец образуется в в де гранул сферической формы с Диаме ром частиц от 0,2 до 3 мм. Сопостав ление содержания примесей, в получен ном свинце металлическом и исходном ацетате свинца привед«1н р в табл. 4. Т а б л и ц а 4 Свинец метал1 0,5 0,5 0,5 0, лический Исходный ацетат свинца 25 8 Концентрация примесей в получен-. ном свинце металлическом меньше, чем в исходном ацетате свинца, и . . соответствует свинцу марки СООО. П р и м ё р 3. Получение свинца металлического на основе нитрата свинца. Получают цитрат свинца так же, как в примере 1. Навеска нитрата свинца 21 г, навеска лимонной кислоты 8,1 г.. Раствор лимонной кислоты нейтрализуют до рН 7. Температура термообработки цитрата свинца Выход свинца 11,9 г. Свинец вьщеляется в ввде частиц сферической фррмы с размером 0,2-3 мм. По качеству отвечает свинцу марки СООО. П р и м е р 4. Получение свинца металлического на основе нитрата свинца. Получают цитрат свинца так же, как в примере 1. Навеска нитрата свинца 16,2 г, навеска лимонной кислоты 7,8 г. Молярное отношение нитрат свинца: лимонная кислота 3;2,3. Раствор лимонной кислоты нейтрализуют до.рН 7. Температура термообработки цитрата свинца 625С, Выход свинца. 9,3. Свинец выделяется в виде частиц сферической формы с размером 0,2-3 мм. По качеству отвечает свинцу марки СОрО. П р и м е р 5. Получение свицца металлического на основе нитрата свинца. Получают цитрат свинца так , как в примере 1. Навеска нйтраTa свинца 14,4 г, навеска лимонной кислоты 6,2 г. Молярное отношение иатрат свинца: лимонная кислота 3:2. Раствор лимонной кислоты нейтрализуют до рН 6. Температура термобработки цитрата свинца . Выход свинца 8,4 г. Свинец выделяется в виде частиц сферической формы с размером .0,2-3 мм. По качеству отвечает свинцу марки СООО. ТакРШ образом, предложенный способ позволяет повысить Степень чистоты свинца и упростить процесс за счет сокращения числа стадий очистки раствора срл.и свинца от двух до одной; сокращения числа стадий термообработки от двух до одной; сокращения длительности технологического процесса получения свинца металлического, от более 75.-150 ч дои12 ч; исключения использования глубокого вакуума ( рт.ст.) при высокой температуре 700-800 С) и соответствующей аппаратуры для работы в глубоком вакууме при высокой

71159958 8

температуре; снижения температурымости повышать выход металлического.

стадии термообработки отv700свинца при термообработке введением

до 570-650 0; исключения необходи-раствора соли свинца.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СВИНЦА, включающий обра.ботку раствора соли свинца (П) хи- . мическим реагентом, выделение осадка карбоксилата свинца (П) и его последующее восстановление до металлического свинца при термообработке, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повьпаения степени чистоты свинца, в качестве химического, реагента используют раствор лимонной кислоты в молярном отношении 3:2-2,3 ,по отношению к свинцу при рН 6-7, а термообработ-. ку ведут при 570-650 С, предпочтительно при 600-625С. 2.Способ по П; 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, в качестве .соли свинца (li) используют нитрат или ацетат. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а 3 щ и и с я тем, что рН раствора создают введением раствора аммиака. (Л