Способ получения металлов высокой чистоты из их солей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (t9) О!) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯФЮ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4г 1", К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4765228/02 (22) 05. 12.89 (46) 07.10.92. Бюл tk 37 (71) Кемеровский государственный универсигег (72) Ю. Ю. Сидорин, В. 8. Крылов, И. А.

Кирил ова (56) Патент Польши И 77840 кл, С 22 В

13/02. 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕИИЯ МЕТАЛЛОВ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ ИЭ ИХ СОЛЕЙ (57) Изобретение касзется получения дисперсных металлов, применяемых е качестве

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению высокочйстых дйсперсных металлов, которые могут быть использовзны, например, для получения сплавов с заданными свойствами. а также в качестве эталонных веществ для нужд спектрального анализа.

Известен способ получения свинца высокой чистоты, включающий растворение высокочистой соли свинца, предпочтительно азотнокислого свинца, очистку, кристаллизацию и термическое разложение в среде. не содержащей кислорода.

Недостатком способа является возможность получения только одного металла— свинца, При получении других металлов каждый раз требуется разработка специальной технологии.

Целью изобретения является возможность получения различных высокочистых металлов по одной технологии — из азидов металлов.

Поставленная цель достигается тем. что при получении металлов высокой чистоты из (йи С 22 В 9!00 /! С 22 В 11:00. С 22

8 13, С 22 В 17/00, 3, ",, ;! л комлонентов полупроводниковых материалов. а также в качестве эталонных веществ в спектральном анализе. Азид. металла (свинца, кадмия; серебра и др.) нагревают до разложения нз 1-5 . Полученный продукт растворяют е аммиаке, отделяют осадок примесей. Из очищенного раствора кристаллиэуют эзид металла. Подвергают термическому разложен@в нацело при 290340 С. Получают дисац сный порошок металла с содержанием примесей(1-3) 10 4%. их солей путем растворения, очистки, кристаллизации и термического разложения азидов метвляое, исходный азид металла перед растворением подвергают термической обработке при 150-170 С до степени разложения 1-5$ с образованием агрегатов примесей, после растворения проводят отделение осадка, содержащего агрегаты примеСей, и термическое разложение соли проводят в герметически закрытом объеме при 290-340 С.

Известно, что при термической обработке заиды метаизое разлагаются с выделением rase и дисперсного металла. При зтом дисперсный металл тем чище, чем чище исходный азид металла. Экспериментально установлено, что зарождение реакции твердофазного превращения в азиде металла начинается на примесях инородных веществ, входящих в состав соли, 8 ходе реакции примесные .центры оказываются захваченными выделяющимися частицами металла и образуют агрегаты молекул, которые, если прервать реакцию и раство1766996

4 рить соль, можно выгнать в осадок. В ре- тодом из нитрата серебра (ч.д.э.) и азида зультэте получают очищенную от примесей натрия (4.д.а.), полученный порошок промысоль металла, разлагая которую получают вали ацетоном (ч.д.а,) и высушивали, Навевысокочистыйдисперсный металл. Установ- ску азида серебра делили нэ шесть равных лено. что эффективная очистка азидов ме- 5 частей и помещали поочередно в термоталлов происходит уже при однократном шкаф, нагретый до 150 С, выдер>кивали в термолизе соли при 150-170ОС до степени нем порции порошков в течение времени, разложения (количество разложившегося необходимого для разложения порошка до азидаметалла)1-5%, Пристепениразложе- глубин 0.1. 0,5, 1, 3. 5. 10%. Минимальное ния менее 1% часть примесей еще остается 10 время разложения определялось, из расчев веществе, а при степени разложения бо- та, что при 150 С скорость разложения солев 5% суммарное содержание оставшихся ставляет 10 ед/см с, а и ри 5, 10%

15 примесей не изменяется, Дальнейшее по- разложение проверялОсь по потере веса нижение содержания примесей можно до- аэида металла, Затем порции разложенного стигйуть путем повторения всего цикла 15 азида серебра растворялись отдельно водоперацййотпредварительного разложения ным раствором аммиака, полученного отна 1-5% до полного разложения азидэ ме- гонкой (примеси были эа пределами талла.,: . -" . чувствительности эмиссионного спектральПоскольку азиды металлов являются ного анализа). Отцентрифугировэнный расвзрывчатыми веществами. операция полно- 20 твор азида серебра отделялся от осадка, r0 их разложения проводится в герметиче- . кристэллйзовался и затем полностью разлэски закрытом обьеме при те14пературах гался,послечегопроводилосьанэлизировэ290-340ОC. близких к температурам взрыв- "." .ние примеси в серебре. Все результаты ного разложения, йри которых разложение .: анализа по: суммарному содержанию припроисходит в течение 1-2 мин,: 25 месей сведены в табл, 1.

Способ осуществляется следующим об-::: :. Пример 1. Прбводили получение разом.: : " . чйстого серебра . Для этого брали 1 г азида

Азид металла, синтезированный любым серебра, делили на 3 части, две части помеизвестным методом, в виде порошка поме- щали в термошкаф и при 150ОС в течейие 4 . щаютвтермошкафинагреваютдотемйерэ.- 30 ч разлэгэли до глубины около 1%. затем тур, при которых начинает активно,.: растворяли в водном растворе эммйака, „ протекать реакция разложения (150-1.70ОС). центрифугировали и отделяли раствор от

При этих температурах в .изотермическом осадка и из раствора крйстэллизбвали азид- . режиме азид металла выдерживают до тех . серебра. При этом одну часть оставили не- .. :. пор, пока он не разложится до глубины 1-5 35 изменной, а с другой повторйли операции :,.

%. За это время примеси, находящйеся в разложения, растворения и кристаллиза- соли, образуют агрегаты. Затем производят - ции. После этого поочередно в автоклаве растворение соли. В качестве растворите- -:: все порции подвергэлиСь полйому разложелей используют воду, водный раствор амми -:.:-- : нию путем кратковременнбго (1-2 мин) наака, уксусный эммоний. тетрагидрофурэн и 40 грейэ автоклава до 300ОС, В результате был др. Очистку раствора от агрегатов примесей: получен порошок серебра с размером чэсосуществляют центрифугированием иди-: тиц 0,1-10 мкм, который проверялся на фильтрацией. После очистки производят .; примеси с помощью лазерного микроаналикристаллизацию раствора..Затем кристал- .. затора и были выявлены следующие примелы (порошок) очищенной соли помещают в 45 си Fe. 8, Su, Mg, Мп, At, Cu, РЬ, Bi; М. Сг, из герметичную камеру (автоклав) и прОводят нйх установлвны основные примеси и опреее термическое разложение при 290-340 С,. делено их содержание. Чувствительность

8 результате получают порошок чистого ме- анализатора не позволяет определять при. талла с суммарным содержанием примесей,: месь-содержанием ниже 10 %. В таблице не превышающим 10 %. Дальнейшее пони- 50 прй фиксировании основных* спектральных жение содержания примеси возможно- за айний элемейтэ, содержание которого месчет повторного выполнения всех пербчис- нее Ю-4%, обозначено"- следы. ленных операций.:: "- ": - ": Результаты знализое све@ейы в таблицу, Эффективность очистки эзида металла . Пример 2. Получение чистого свинца. при реакции термолиэа проверялась на 55 СинтезировалиЗ г ээида свинца. После этопримере азида серебра. В качестве прибо- " го полученный аэидсинца делили на 3 части, ра,определяющегоэлементнййсоставпри- две"части помеаали в термошкаф; и при меси, использовали лазерный 170 С в течение 4 ч разлагали до глубины микроанэлизэтор(ЛМА-10).Для этогоэзид около 1%, растворяли в водном растворе серебра синтезировали двухструйным ме- ацетата аммония, центрифугировали, отде1766996

Таблица1 ляли от осадка и кристаллизовали азид свинца. При этом одну часть оставляли неизменной, а с другой повторно проводили . операции разложения, растворения и кристаллизации, В дальнейшем все порции поочередно подвергались разложению в автоклаве путем кратковременйого (1-2 мин) нагрева автоклава до 340 С. В результате был получен пооошок свинца, в кото. ром были выявлены следующие примеси;

Fe, В. Mg, Ni, Tt. At. Sn. Si, Bi, Cv, и определено их содержание. Результаты анализа сведены в табл. 3.

Пример 3, Получение чистого кадмия.

Синтезировали 3 г азида кадмия. После этого полученный азид кадмия делили на 3 части, две части помещали в термошкаф и при 160 С в течение 4 ч разлагали до глубины около 1%, растворяли в воде, центрифугировали, отделяли от осадка и кристаллизовали аэид кадмия. При этом одну часть оставляли неизменной, а с другой повторно проводили операции разложения, растворения и кристаллизации. В дальнейшем все порции поочередно подвергались разложению в автоклаве путем кратковременного нагрева автоклава до 290 С. В результате был получен порошок кадмия, в котором были выявлены следующие примеси; Fe, Si, РЬ, Mg, Сu, Al, Nl, Mn, 7п, Hg, и определено их содержание. Результаты анализа сведены в табл. 4.

Таким образом, предлагаемый способ

5 позволяет получать различные дисперсные металлы с высокой степенью чистоты, суммарное содержЬние примеСей в которых не превышает 10; уже после однократной очистки.

Формула изобретения

Способ получения металлов высокой чистоты из их солей, включающий растворе15 ние, очистку, кристаллизацию и термическое разложение соли металла, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью обеспечения возможности получения высокочистых металлов из аэидов металлов, 20 исходный материал перед растворением подвергают термической обработке при температуре 150-170 С до степени разложения на 1-5ф, с образованием агрегатов примесей, после растворения проводят

25 отделение осадка, содержащего агрегаты примесей, и термическое разложение соли проводят в герметически закрытом объеме при 290 — 340 С.

1766996 . б и а 2

Т а л ц

» «ее»»» ю»ВВююаВВВ» »ею ее»»4 в ю» » еююва ю ю Вю»ююаеююю юеюююююеюююеаюю» »»ю»

При повторйой термической ..; обработке азида сереб": ра,- Ф

Обнару» женные примеси

При однократ-. ной термической обработке аэида серебра, ф.

Без обработки азида серебра, Ж еввюююев ееваеевюееюаеввеюаееаеююе юав айва ее ею ВВ4В»ю «ею ю ю ее

° ВЮ

Следы

1 10"

Si

Mg

А1

Сц 5 10 ю

Следы

Следм

2 10.2

° в

l . 10-2;

810,з ".

В

210>, 1 .10-4 е

» » еююеююеваееееюе Веюее ею«»ай»еюеееюеюееюююавееююееаеюевве аблаица 3

° в»» ав ю» 444» ае ю ю» е ю е е ю ю е» ва ю ю е »ее е

Обнаруженный примеси

При однократ- . ной обработке азида свинца, Ф

При повторной обработке азида свинца, Ф е»» ° ав е ае 4В» ю юеаеаюююююе ававююевееаю юеавеюеюююеввае»

710 з

4.1 О3 ° 10 з

Си

Следы

5. 10- з

2 10

В ю ю ° \а юеаеевавююевюеюеаее ююевавеевавеюаеваеаюевееаеееаееюеве

Вюююювв»ю»ававююю»» ВВВВ

Si

Al

5 ° 10.

2 l0

1 ° 10

1 .10

l ° 10

8 10

2 -10

2 ° 10

2 ° 10

l 10

° в»»ее»»ее»»е»

3 10

3 10

1 10

1 ° l0

f" 10

: 1 Иге

5 . l 0

3 10-4

3 10

3 10

1 10

Слеады

Следы

1 10

Следы

Следы

444

1766996

Таблица 4

Ю Ю Ф ° Ю Ю Ю М Ю Ю Ю ее ююав

Е % ° Е ЕЕ °

При повторной термической обработке заида кадмия, Ф

При однократной термической обработке азида кадмия,Ф

Без обработки азида кадмия, 4

Обнаружен" ные примеси.Следы

1 10

Следы

Си

5 10 2

2«10 2

Следы

6 10 з

3 l0 з

2 1О

Составитель 3.Койдратьева

Техред M.Моргентал . Корректор С- ПатРУо ева

Редактор

Заказ 3824 Тираж — Лодйисное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры гиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушсмая наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4 10

2 10.

2 ° 10

2 10

1 ° 10

2 ° 10

3 10

-Ф

3 l0

1 ° 10

1 10

1 l0