Способ очистки раствора нитрата свинца
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскик
Социалистическия
Республик
L фЬ г
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 231181 (21) 3354947/23-26
Р М К, з
С 01 6 21f18 с присоединением заявки ¹Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 150383. Бюллетень № 10
1ЩУДК 546.815 (088 .8) Дата опубликования описания 150383
Л.В.Васильева, В.И.Морозов, Г.М.Серебренникова.
Н.A.Áåëÿåâà и В.К.Малашенкова („,-, ". " 1
1!;";-", ;;. ., 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА HHTPATA СВИНЦА или р (14(3 1 +2р +ти р
- РЬ(ОИ)РЬ(НО,>,РЬ(ио,), 4
Изобретение относится к очистке раствора нитрата свинца, используемо. го в мйкроэлектронике, оптическом. стекловарении, технологии оптических волокон.
Присутствие примесей железа, меди марганца, кобальта, хрома в растворе нитрата свинца приводит к снижению качества изделий за счет оптической и электрической неоднородности, неактивных поглощений энергии и др.
Примеси висмута, алюминия, сурьмы, кремния существенно не.влияют на качество иэделий, содержащих в ка честве компонента нитрат свинца.
Известен способ 11очистки раствора нитрата свинца от примесей меди, железа, алюминия, висмута, сурьмы, кремния путем обработки его неорганическим соединением, в частности окисью или металлическим свинцом 13-.
При этом получают свежеосажденные малорастворимые основные нитраты свинца, которые играют роль коллекто» ра: 25
Pb(HO>l<+P®O+ H O — (0н ) Ph(Oy 4
Недостатком этого споеоба являет- ся невысокая степень очистки раствора нитрата свинца от указанных приме» сей (в 2-8 раз) .
Остаточная концентрация примесей в очищенном 40-30В-ном растворе нитрата свинца составляет,Ъ|
А1 1,5 10
Ы 1810
F е 5 10
ЬЬ 7,5 10 (и, 5 10
Наиболее близким по технической .сущности и достигаемому результату является способ очистки раствора нитрата, свинца от .примесей переходных металлов реактивным основным карбонатом свинца при температуре 8570 С. В этом процессе происходит очистка от примесей переходных металлов более чем в 10-100 раз123.
Недостатком этого способа явля« ется достаточно высокий расход основного карбоната свинца (12,6-10,0% к свинцу азотнокислому) и значительное время обработки (0,5-2,0 часа) раствора нитрата свинца коллектором.
Цель изобретения — интенсификация процесса и повиаение степени очистки по ионаМ кобальта, хрома .и меди
1004265
Поставленная цель достигается описываемым способом очистки раствора нитрата свинца от примесей переходных металлов путем обработки карбонатом аммония в количестве
0,75-3,25 мас.% от содержания в раст- 5 воре нитрата свинца процесс ведут при повышенной температуре в течение
5-15 мин.
Способ осуществляют следующим образом. 10
Для очистки раствора нитрата свинца от примесей железа, меди, марганца, кобальта, хрома его обрабатывают карбонатом аммония при 75-85 С при . соотношении Pb(NOy)g, (NHg)g СО
= 100: (0,75 - 3,25 ) мас.ч
РЬ(14О ) +(14н4) СΠ— РЬС0 2ИИ4КО после чего раствор с выделившимся свежеосажденным малорастворимым осадком карбоната свинца, играющего роль коллектора, выдерживают в течение
15-5 мин при указанной температуре и затем фильтруют.
Пример 1. В 100,0 мл 30%-ного раствора азотнокислого свинца, нагретого до 80 С, с плотностью
1,333 г/см и рН = 3,2, вводят при ъ перемешивании 5 мл раствора угле- 30 кислого аммония (0,1 г/мл) до рН = 4, 05 (соотношение Pb(NO%)
,(КН ) СО 100:1,25 и выдерживают при указанной температуре при перемешивании в течение 10 мин, после. З5 чего р аствор отфильтровывают от осадка карбоната свинца.
Получают 98,1 мл 30%-ного раство.ра нитрата свинца и 0,61 г карбоната свинца (1,53% к исходному содер- 4 жанию нитрата свинца).
Содержание примесей в исходном растворе по отношению .к нитрату свин% 2. ца состаьляет, мас.%; «re — 1 1(7
- 3
Cu - 2 "10,,Nn — 1 10,, Co — 1 ° 10
Cr — 1 ° 10 а в отфильтрованном раст-45 воре составляет, мас.1 .. 7е — 4 ° 10 ;
Cu - 2"10; Мп- 1 10,.; Cr - б ° 10 6;
Со — 5 10 . °
Выход — 98,1%.
Пример 2. В 100,0 мл 30%-ного раствора азотнокислого свинца, нагретого до 70 С с плотностью
1,333 г/см и pH = 3,2, вводят при перемешивании 3 мл раствора углекислого аммония (0,1 г/мл) до рН
4,00 (соотношение РЬ(ЙО )д: (ЙН4) (Оэ =, 100 : 0,75) и выдерживают при указанной температуре при перемешивании в течение 15 мин, затем раствор отделяют от осадка карбона-, 60 та свинца.
Получают 98,8 мл 30%-ного раствора нитрата свинца и 0,40 r карбоната свинца {1,00% к исходному содержанию нитрата свинца). 65
Содержание примесей в исходном растворе по отношению к РЬ(МО ) составляет мас.%: %е — 1 О
° 3
Cu — 2 104; Мп — 1. 10; Со — 1 -10, )
Сг — 1 10, а в отфильтрованном растворе составляет, мас.%: F81 -1; Cu — 2 -10; Мп — 1 10
Со — 1 10 ; Cr — 1 10 . Выход
-5 а ь
98,75%.
Пример 3.. В 100,0 мл 30%-лого раствора азотнокислого свинца, нагретого до 85 С, с плотностью
1,333 г/см э и рН = 3,2, вводят 7 м.т раствора углекислого аммония(0,1 г мл) до рН = 4,10 (соотношение Pb(NO ),<. (NH4)< СО,= 100 : 1,75) и выдерживают" при укаэанной температуре п>и перемешивании в течение 5 мин, после чего раствор отфильтровывают от осадка карбоната свинца. Получают
97,5 мл 30%-ного раствора азотнокислого свинца и 0,81 г карбоната свинца (2,03% к исходному содержанию нитрата свинца). Содержание примесей в исходном растворе по отношению к нитрату свинца составляет, мас.%: F е - 1 ° 10 ; Cu — 2 ° 10.4 :, Мп — 1 ° 10 ; Co — 1-10 ; Cr — 1 10 а в отфильтрованном растворе составляет, мас.%| Fe - 4 10 ; Си
2- 10 ; Мп — 1.10; Со - 7 10.Cr — б;10 6 Выход — 97,5%.
П р .и м е р 4. В 100,0 мл 30%-Foro раствора азотнокислого свинца, нагретого до 80 С и содержащего и большое количество азотной кислоты, с плотностью 1,333 г/см и рН = 1,7 (возможны подкисленные маточные растворы, вводят при перемешиванки
10 мл раствора углекислого аммоник (0 1 — г/мп) до рН = 4,05 соотношение РЬ(НО ) (ИН4 Q СО, 100,0:2, 5 и выдерживают при указанной температуре при перемешивании в течение
10 мин, после чего раствор отфиль..ро вывают от осадка карбоната свинца
Получают 93,3 мл 30%-ного раствор» аэотнокислого свинца и 1,20 г карбоната свинца (3,00% к исходному со-держанию нитрата свинца).
Содержание примесей в исходном растворе по отношению к нитрату свинца составляет, мас.%: Fe — 1.10 :
Cu — 2 1(7; Мп — 1 ° 10 ; Со 1 .10" ;
Cr — 1 ° 10, а в отфильтрованном ра:творе составляет, мас.%: Fe — 4. LÎ
Си 210 ; Nn †.1 ° 10 Cr 610 -
Со — 5 i10 . Выход — 96,25%.
Пример 5. В 100,0 мл 30%-ного раствора азотнокислого свинца, нагретого до 70 С и подкисленного аэот8 ной кислотой, сплотностью 1,,333 z/ñì и pH — 1,7, вводят при перемешивании 8 мл раствора углекислого амм>ния (0,1 — г/мл) до рН = 4,00 (со>тношение Pb (NO )<:(НН+) СО = 100, 0: 2, 0) и выдерживают при укаэанной температуре при перемешивании в течениэ
1004265
15 мин, после чего раствор отфильтровывают от осадка карбоната свинца.
Получают 97,4 мл 30%-ного раствора азотнокислого свинца и 0,83 г карбоната свинца (2,08% к исходному соцержанию нитрата свинца).
Содержание примесей в исходном растворе по отношению к РЬ(МОф составляет мас.%: Fe — 1- О";
Cu — 2 104; Мп — 1 ° 10; Со — 1 10;
Cr — 1-10, а в отфильтрованном, 1Î растворе составляет,мас.%:Fe — 1 10 .4.
Cu — 2.10 ; Mn — 1 ° 10 ; Со — 1 ° 10 ;
Cr — 1:10 . Выход — 97,42%.
Пример 6. В 100,0 мл 30%-ного раствора азотнокислого свинца, нагре- того до 85оС и подкисленного азотной кислотой, с плотностью 1,333 г/см
3 и pH =, 1,7, вводят при перемешивании
13 мл раствора углекислого аммония (0,1 r/мл) до pH = 4,10 (соотношение О
РЬ(МОа)е (МН4)д СО 100,0 :3,25 и выдерживают при указанной температуре при перемешивании в течение
5 мин, после чего раствор отфильтровывают от осадка карбоната свиица.
Получают 95.0 мл 30%-ного раствора азотнокислого свинца и 1,63 г карбоната свинца (4,08% к исходному содержанию нитрата свинца) ..
Содержание примесей в исходном растворе по отношению к PЬ(МО )<составляет, -мас.%: Ре —. 1 ° 10 ; Cu
2 ° 1Ф; Мп — 1:10 ; Со - -1 "10 ; Cr
1 10, а в отфильтрованном растворе
Mac.% s fe — 4 -10,;
Cu — 2 10," Мп — 2. 1б Со - 7 10
Cr - 6 10 . Выход .- 94,95%.
В табл.1 представлена зависимость степени очистки раствора. нитрата свинца (рН = 3,2) от времени выдержки раствора посл1З обработки-его
0,5 r.óãëåêèñëoão аммония И= 80 С/.
,Таблица 1
Наименование примеси.Содержание примеси, мас.% к Pb(NQ ) Время выдержки раствора нитрата свинца после обработки (МН4) СО., мин
В исходном . растворе
В отфильтрованном растворе
3 10
F e
4 10
4 10
4, 10-6
4,10-6
6 10 . . 1 10 "
2 ° 10
3 10 3
10
1 10
120
5
- 3 10-4
1 10
110 5
1 10
4 ° 10 Ф
1 10 3
Мп
4,10-6
5 10-Ь
5 . 10 6
5 ° 10
3
Со
1 10
6 ° 10
6106 е 10
6 ° 10
5 10
5.
1 "10
5 "10
2 10-6
2 ° 10-6
2 10-6
6 10
5
2,1Р 4
Со
1004265 углекислого аммония время обработки .10 мин, . температура раствора
80 :. Таблица 2
Наименование Количество добавляемого примеси карбоната аммония
Q8Nox gpss
3,2 рН Исаа р-ро
=1,7
В исходном растворе
В профильтрованном растворе
0,2
0,7
0,8
0,3
1. 10
1,0
0,5
0,7
1,3
0,8
1,5 (2,0, 1,0
3 ° 10-4
1110 6
0,7
0,2
: Nn
0,8
0,3
1-10
1. 10",5
1 10
1;10
1,0
0,5
1,.3
0,7
0,8
1,5
0,2
0,7
0,3
0,8
Со
5 ° 10
5 10
5 ° 10
1;0
0,5
1,3
0,7
0,8
1,5
0,2
0,7.
0,8
0,3
1 10
1,0
0,5
1,3
0,7
0,8
1,5
0,7
0,2
0,3
0,8
2 10
1,0 0,5
Си
1,3
0,7
0,8
1.5 способом возвращаются (не менее
100 раэ) в первоначальный цикл для последующей кристаллизации, при этом выход особо чистого продукта воэра<:та ет с 40% до 663.
Формула изобретения
Способ очистки раствора нитрата свинца от примесей переходных металлов путем обработки углекислой солью при повышенной температуре, о т л ич а ю щ и и сятем,,что,,с целью
В табл.2 представлена зависимость степени .очистки раствора нитрата свинца от Количества добавляемого
Таким образом, данный способ позволяет интенсифицировать процесс очистки (время проведения процесса сни- 55 жается с 2 ч до.5-15 мин) и повысить степень очистки по ионам кобальта, хрома и меди на порядок.
Изобретение целесообразно применить в народном хозяйстве при орга- gg низации безотходного производства нитрата свинца особой чистоты методом кристаллизации иэ кислых и нейтральных растворов. Очищенные маточные растворы после обработки предложенным
Содержание примеси мас.Ъ к ГЬ(НН ) 4 10
4 10
4 10
4 10
4 10
4 10
-6
6%10
6.10
6110
4 ° 10
2 ° 10
2. 10-6
2 ° 10
2 10
1004265
Составитель.Т.Беренштеиы
Техред М.Тепер Корректрр В.Бутяга
Редактор М.Товтин
Заказ 1776/25 Тираж.469 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 интенсификации процесса и повышения степени очистки::по ионам кобаль- та, хрома и меди, в качестве углекислой соли используют карбонат аммония в количестве 0,75-8 25 мас.В от содержания в растворе нитрата свинца и процесс ведут в течение 5-15 мнн.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 3423169, кл.23- 102, 1967 .
2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2980665, кл. С 01 Ь 21/18, 1980;
