Способ получения металлического 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН (l9) (> l) 4(51) С 22 В 13/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

GflHQAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц "iхА (21) 3610548/22-02 (22) 22.06.83 (46) 07.06.85. Вюл. Р 21 (72) Л.П.Щкловер, Г.П.Чичерина, Г.M.Ñeðåáðåííèêoíà и В.З.Красильщик .(53) 669.43(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 127413, кл. С 22 В 13/02, 1955.

2. Hughes R.Ñ.Preparation of

high purity lead — "J.Electrochem.

$ос."., 1954, 101, рр, 267-270. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ METAJI-.

ЛИЧЕСКОГО СВИНЦА, включающий обработку раствора соли свинца (П) химическим реагентом, выделение осадка карбоксилата свинца (П).и егo последующее восстановление до металлического свинца при термообработке, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения 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, предпбчтительно при 600-625 С.

2. Способ по п; 1, о т л и ч а юшийся тем, что, в качестве ,соли свинца (II) используют нитрат или ацетат.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что рН раствора создают введением раствора аммиака, 1159958

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 Ц

Недостатками crroco6a являйтся сложность, обусловленная использова. нием автоклава для работы под давлением 100-200 атм, опасность применения водорода под высоким давлением и при высокой температуре (330-340 С) 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 металлического свинца, включающий обработку соли свинца (П) химическим реагентом, выделение осадка карбоксилата свинца и его последующее восстановление до металлического свинца при термообработке j2) .

Исходный раствор ацетата свинца, 1 содержащий 200 r соли в lOO мл воды, обрабатывают металлическим свинцом и нагревают смесь 12-24 ч ЗО 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 повто- 35 ренин заменяют использованный металлический свинец свежим.

Далее раствор ацетата свинца обрабатывают тиомочевиной с целью очистки от меди, серебра и таллия. 40

Операцию проводят при нагревании и повторяют 4 раза. Примеси осаждаются на образующемся сульфиде свинца.

Для разложения избытка тиомочевины раствор ацетата свинца в конце ста- 45 дин нагревают 12-24 ч.

Очищенный раствор ацетата свинца выпаривают, выделяют твердый ацетат свинца и подвергают его термообработке при температуре -700 С. 50

В процессе нагревания часть свинца (2+) восстанавливается до металлического свинца, часть ацетата разлагается до оксида свинца РвО. Для увеличения выхода металлического 55 свинца к нагревающемуся ацетату свин ца добавляют но каплям раствор ацетата свинца. При этом оксид свин-, ца восстанавливается до металлического свинца, выход которого .возрастает.

Заключительной стадией является о 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, достигающая

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 свин ца; необходимость добавления раствора ацетата свинца к твердому ацетату свинца на стадии термообработки для увеличения выхода металлического свинца.

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение степени чистоты свинца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения метал" лического свинца, включающему обработку раствора соли свинца (П) химическим реагентом,- выделение осадка карбоксилата свинца (П) и его последующее восстановление- до металлического свинца при термообработке, в качестве реагента используют раствор лимонной кислоты в молярном отйошении 3:2-.2,3 по отношению к свинцу при рН 6-7, а термообработку ведут при 570-650 С, предпочтительно при 600-625 С.

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+) установлено в опытах с использованием легированного нитрата свинца. В этих опытах в раствор нитрата свинца ос. ч. вводят примеси металлов в количестве 5 10 Х 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 повьппении

3 1159958 4 степени чистоты свинца в 15-20 раз . в 50 раз по примеси марганца и по примесям хрома, никеля, ванадия в 100. раз по примеси олова. и висмута, в. 25 раз по примеси меди,. Результаты представлены в табл.

Таблица1

Содержание примеси, 7

1 1- I Г 1 !

Введено в раст.— ( вор нитрата свинца

Cu Cr . Ni Sn

5 10"з 5..10 з 5 ° 10"э 5.10 з 5 10 3 5 10 з 5 10

У Найдено в свинце металла

310 . 3104 110 210»

3 ° 10 3 10 5 ° 10 сферической формы со следующими раз" мерами фракций (см. табл. 2).

20 Таблица2

В процессе термообработки цитрата свинца выделяются углеродсодержащие . восстановители в количестве, достаточном для практически полного восстановления свинца (2+) до металлического свинца. В процессе превраще". ния исходной соли свинца (нитрата или ацетата) в нитрат в условиях эксперимента часть примесей остается в растворе и не переходит в цитрат, что объясняет повышение качества свинца металлического.

Пример 1. Получение свинца металлического на основе нитрата

30 свинца. Растворяют F47 r нитрата свинца ос: . ч. в 50 мл воды и 8 г лимонной кислоты ос..ч. в 35 мл воды. .Раствор лимонной кислоты нейтрализуют водным аммиаком до рН 6,5 и смешива- 5 . ют с раствором нитрата свинца. Осадок цитрата свинца отделяют на фильтре, промывают водой и подвергаот термообработке при 600 С. Получают 9,5 .r свинца металлического в виде частиц

Граничные размеры Содержание, фракций частиц фракций, 1-3

1,5 15,8

5,5 57,9

2,4 25,3

0,3

Навеска, г 9,5 9,4 99

Частицы свинца металлического не взаимодействуют со стенками.и дном тигля и свободно из него извлекаются.

Сопоставление результатов анализа полученного свинца металлического и исходного нитрата свинца приведено в табл. 3.

Таблиц а 3

Найдено. примесей, z 10, X

Анализируе мый образец

V Fe . Ni

Bi . Ag Cn Nn А1Цп Hg

Свинец мета,плический 0,3. 1

Исходный нитрат свинца 0,5 5-10

05 05 01 03 05. И5

0,3

0,3-0,5 0,5 30 0,5 20-30 . О,S 60<10 10

1159958

Найдено примесей, х10, %

Pe со ) cr tgi jgg.

Анализируемь образец

Свинец металлический 1 0,5 (0,5 0,5 0,5

Исходный ацетат свинца 25 3 30 1 1

Определение примесей проведено химико-спектральным методом, включают, щим растворение свинца в азотной кислоте, отделение основы в виде

РЬС1»,, упаривание фильтрата досуха 5 и спектральный анализ осадка с использованием дугового разряда и квар. .цевого спектрографа. Метод позволяет определять примеси с чувствительностью 1-5 10 % и ошибкой 20-30%, 1©

-б

Результаты анализа показывают, что в полученном по предложенному способу свинце металлическом содержится меньше примесей ванадия, железа, никеля, висмута, серебра, меди, 13 марганца, алюминия, чем в исходном нитрате свинца. Содержание примесей в полученном свинце металлическом отвечает требованиям, предъявляемым к свинцу высокой чистоты марки СООО 20 по ГОСТ 22861-77, В свинце СОСО содержание железа, серебра, меди, алюминия магния лимитируется на уровне

1 10 %, висмута 5. 10 %. Содержание примеси никеля в полученном свинце И соответствует допустимой концентрации никеля в свинце еще более чистой марки СОООО (ГОСТ 22861-77).

Пример 2. Получение свинца металлического на основе ацетата Зр свинца. Растворяют.24,8 г ацетата свинца ос.ч. в 65 мл водй и 10 г лимонной кислоты ос.ч. в 40 мл воды.

Раствор лимонной кислоты нейтрализуют водным аммиаком до рН 6. Далее получают свинец металлический так зе, как указано в примере 1, при температуре термообработки 570 С.

Выход 12,7 г,. Свинец образуется в виде гранул сферической формы с диамет- ром частиц от 0,2 до 3 мм. Сопоставление содержания примесей в полученном свинце металлическом и исходном ацетате свинца приведено в табл. 4.

Та блица 4

Концентрация примесей в получен-. ном свинце металлическом меньше, ° чем в исходном ацетате свинца, и, . соответствует свинцу марки СООО.

Пример 3, Получение свинца металлического на основе нитрата свинца. Получают цитрат свинца так же, как в примере 1. Навеска нитрата свинца 21 r, навеска лимонной кислоты 8,1 г., Раствор лимонной кислоты нейтрализуют до рН 7. Температура термообработки цитрата свинца 650 С

Выход свинца 11,9 г. Свинец выделяется в виде частиц сферической формы с размером О, 2-3 мм. По качеству отвечает свинцу марки СООО.

Пример 4. Получение свинца металлического на основе нитрата свинца, Получают цитрат свинца так же, как в примере 1. Навеска нитрата свинца 16,2 r, навеска лимонной кислоты 7,8 r. Молярное отношение нитрат свинца: лимонная кислота

3:2,3. Раствор лимонной кислоты нейтрализуют до. рН 7. Температура термообработки цитрата свинца 625 С.

Выход свинца. 9,3. Свинец выделяется в виде частиц сферической форьы с размером 0,2-3 мм. По качеству отвечает свинцу марки СООО.

Пример 5. Получение свинца металлического на основе нитрата свинца. Получают цитрат свинца так же, как в примере 1. Навеска нитра" ,та свинца 14,4 r, навеска лимонной кислоты 6,2 г. Молярное отношение натрат свйнца: лимонная кислота 3:2.

Раствор лимонной кислоты нейтрализуют до рН 6. Температура термобработки цитрата свинца 600 С. Выход свинца 8,4 r.. Свинец выделяется в виде частиц сферической формы с размером .0,2-3 мм. По качеству от. вечает свинцу марки СООО.

Таким образом, предложенный спо-. соб позцоляет повысить степень чистоты свинца и упростить процесс за счет сокращения числа стадий очистки раствора соли 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 до м12 ч; исключения использования глубокого вакуума (10 мм рт.ст.) при высокой температуре 700-800©С) и соответствующей аппаратуры для ра боты в глубоком вакууме при высокой

Составитель Л.Рякина

Редактор П.Коссей Техред T.Ôàíòà Корректор В.Синицкая

Заказ 3696/24 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIW "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 температуре; снижения температуры стадии термообработки от л 700 до 570-650 С; исключения необходи Э1

1159958 8 мости повышать выход металлического. свинца при термообработке введением

° раствора соли свинца.