Способ получения моносульфида мышьяка Советский патент 1993 года по МПК C01G28/00 

V зобретение относится к области химической промышленности, в частности к способам получения сульфидов мышьяка, например моносульфида мышьяка,из отходов или других смесей.

Общеизвестны реакции восстановле- 1гсших сульфидов мышьяка до низших льфидов металлическими восстановиния в его с

и такими как железо или медь.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому (прототипом) явля - ется способ получения моносульфида мышьяка из элементарных составляющих

сплавления мышьяка и серы в эваку- нных ампулах 1.

путем иров,

Основными недостатками, прототипа являются: использование дорогих товарных веществ, предлагаемых по специальной технологии; трудность использования отходов.

Цель изобретения - удешевление процесса .

. Прставленная цель достигается тем, что готовится шихта при массовом соотношении PbS:As 5-6:1. Компонентами шихты могут быть сульфиды мышьяка, например, в виде Природных соединений, сульфидные

возгоны мышьяка, сульфидные осадки мышьяка, являющиеся отходами производства и сульфиды свинца илитиоарсениты на их основе. Соотношение Pb:As 5-6:1 регулируется путем добавления недостающего компонента. Затем температуру шихты поднимают до температуры кипения серы - 450 ± 10°Си выдерживают до прекращения выделения серы в газовую фазу.

При получении моносульфида мышьяка необходимо учитывать возможность его отдельной конденсации, для чего конденсацию осуществляют в отдельном аппарате.

Пример 1. Навеска природного минерала - РЬА$2$4 (4 г) и сульфида свинца (8,44 г) смешивались в ступке (массовое соотношение PbS:As 5:1). Затем шихта в кварцевой лодочке помещалась в трубчатую печь, откуда воздух вытеснялся очищенным аргоном. Температура печи поднималась со скоростью 10-12°С в минуту до достижения значения 450 ± 10°, при которой шихта выдерживалась в течение 30 мин, По истечении указанного времени печка отключалась и охлажденный огарок-1 с лодочкой переставляли в другую такую же печь с темпера(Л

С

VJ

Ю

СО О О

турой 500°С. Через чае печь отключалась и конденсат анализировался на мышьяк и серу, содержания которых, соответственно, составляли 70,2 % и 29,8%, что отвечает составу моносульфида мышьяка.

Пример 2. Температура прокалки гомогенизированного огарка-1 равна 600°С. Остальные условия и полученные результаты такие же, как и в примере 1.

Прим е р 3, Соотношение PbS:As 4:1, температура прокалки огарка-1 550°С. Остальные условия такие же, как и в опытах (примерах) 1 и 2. Состав возгона состоял из 68,7% мышьяка и 31,3% серы, что соответствует смеси моно- и полуторного сульфидов мышьяка.

Пример 4. Соотношение PbS:As 6:1, температура прокалки огарка-1 550°С, остальные условия произведения, как в примерах 1 и 2. Состав возгона содержал 70,2% мышьяка и 29,8% серы.

Пример 5. В качестве исходного сырья взят сульфидный возгон мышьяка, содержащий 63,5% мышьяка и 36,5% серы. Соотношение сульфида свинца и мышьяка в шихте составило 7:1, температура прокаливания огарка-1 равна 550°С, .Другие усло- 1 вия, как в примерах 1-4. Возгон содержал 70,2% мышьяка и 29,8% серы.

Повышение соотношения сульфида свинца и мышьяка (как в примере 5) не влияет на качество получаемого продукта, но снижает производительность установки по массе шихты.

Приме р 6. Исходное сырье - сульфидный осадок мышьяка, осажденный из сернокислого раствора сероводородом, содержал в %:35,3% мышьяка, 2,1% меди, 1,3 свинца, 61,1 серы. Добавлен сульфид свинца до соотношения в шихте к мышьяку 6:1. Остальные условия, что и при других опытах. Возгон содержал в %: мышьяка - 70,2, серы 29,8.

Итак, из примеров 1 и 3 следует, что минимальный расход сульфида свинца определяется соотношением к мышьяку - 5:1 и увеличение расхода первого не влияет на состав получаемого сульфида, как это доказано примерами 1 и 2 и 4-6. Однако, опти- мал ьным соотношением следует взять предел 5-6:1, ибо чрезмерное увеличение снижает производительность процесса.

За оптимальную температуру прокаливания гомогенизированного огарка-1 целесообразно взять температуру интенсивного кипения моносульфида мышьяка, т,к. разложение промежуточного соединения происходит уже при 500°С.

Понижать температуру ниже 500°С не имеет смысла, потому что не происходит разложение промежуточного соединения и образование мрносульфида мышьяка. Поэтому за оптимальный температурный интервал нужно взять 500-600°С. Поднимать выше нет необходимости, ибо точка кипения моносульфида мышьяка - 550°С. Температуры разложения промежуточного

соединения и кипения моносульфида мышьяка установлены дополнительно методом дифференциального термического анализа шихты (пример 1).

Использование предлагаемого способа получения моносульфида мышьяка обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: получение моносульфида мышьяка из .отходов или других смесей, т.е. позволяет

перерабатывать грязные сульфидные отходы; расширение и удешевление сырьевой базы для получения моносульфида мышьяка за счет использования бросовых материалов (отходов); исключение потери товарных

реагентов.

Формула изобретения Способ получения моносульфида мышьяка, включающий взаимодействие мышьяк- и серусодержащих компонентов при нагреваним, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса, взаимодействию подвергают сульфид или тиоарсенит свинца с сульфидом мышьяка при массовом соотношении PbS:As 5-6:1 соответственно при

5 температуре кипения серы с последующими отгонкой целевого продукта из реакционной смеси при 500-600°С и конденсацией его,

Изобретение может быть применено в области химической промышленности для получения сульфидов мышьяка специально; го назначения. Моносульфид мышьяка получают из различного сырья, содержащего смеси сульфидов мышьяка и сульфида свинца. Способ заключается в том, что предварительно готовят шихту при весовом соотношении PbS:Hs 5-6:1, гомогенизируют ее при 450 + Ю°С с последующей отгонкой моносульфида мышьяка при температуре 500-600°С и конденсацией его.