Способ получения сульфидов металлов

Способ получения сульфидов металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДОВ МЕТАЛЛОВ путем взаимодействия соответствующего металла с элементарной серой в вакуумированной запаянной кварцевой ампуле при нагревании, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, взаимодействие ведут в высокочастотном электромагнитном поле при температуре образования жидкой сульфидной фазы.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1089050

ЗШ 0 Ol G 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3474238/23-26 (22) 19. 07. 82 (46) 30.04.84. Бюл. В 16 (72) О. И. Цыбин, Л. Н. Шехтер, В. Е. Кувинов, В. А. Брюквин, А. А. Рослова, Л. И, Блохина и М. А. Больших (71) Институт металлургии им. А. А. Байкова (53) 661.249 (088.81 (56) 1. Самсонов Г. В., Дроздова С. В.

Сульфиды, М,, "Металлургия", 1972, 2. Воган Д,, Крейг Д. Химия суль-. фидных минералов, М., "Мир", 1981, се 311 315 (прототип) (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДОВ

МЕТАЛЛОВ путем взаимодействия соответствующего металла с элементарной серой в вакуумированной запаянной кварцевой ампуле при нагревании, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, взаимодействие ведут в высокочастотном электромагнитном поле при температуре образования жидкой сульфидной фазы.

1089050

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам

1 получения сульфидов цветных, тяжелых и благородных металлов.

Известен способ получения сульфидов, основанный на взаимодействии металлов с серой при нагревании в нейтральной атмосфере (1 ).

Недостаток данного способа состоит в трудности получения сульфида металла заданного состава, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сульфидов металлов в вакуумированных запаянных кварцевых ампулах, согласно которому реагенты в заданном соотношении медленно нагреваются и далее выдерживаются при заданной температуре в течение длительного (1-3 сут) времени Г2 3, Недостаток известного способа состоит в длительности синтеза, вызванного необходимостью медленного нагрева из-за возможного разрушения кварцевой ампулы вследствие высокого значения парциального давления па" ров серы. Кроме того, известный способ не обеспечивает гомогенности продукта и предполагает дополнитель- 30 ную операцию гомогенизирующего отжига.

Цель изобретения ; интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сульфидов металлов путем взаимодействия металла и серы в вакуумированной эа40 паянной кварцевой ампуле при нагревании, процесс ведут в высокочастотном электромагнитном поле при температуре образования жидкой сульфидной фазы.

«45

Применение высокочастотного нагрева позволяет провести быстрый разогрев металла, а от него серы. Наличие жидкой серы на стенках ампулы снижает давление паров серы до величины, не превышающей равновесного давления пара над сульфидным расплавом, что позволяет осуществить быстрый нагрев и провести синтез при более высокой, чем в известном способе, температуре.

Одновременно пары серы, не успевшие прореагировать с расплавом, конденсируются на холодных стенках ампулы, что предотвращает ее разрушение за счет снижения давления пара серы до равновесного с расллавом, По мере нагрева ампулы капли серы, стекая по стенкам ампулы, испаряются и усваиваются расплавом. Избыток серы вновь переходит в конденсированное состояние, А результате такой цирку. — . ляции давление пара серы в каждый момент времени отвечает равновесию с расплавом. По мере насыщения расплава серой давление в газовой фазе постепенно возрастает, достигая вели" чины упругости диссоциации пара серы

1над получаемым сульфидом.

Процесс синтеза заканчивается при ,полном усвоении серы расплавом и фиксируется визуально.

Интенсивное перемешивание образующейся жидкой сульфидной фазы высокочастотным полем обеспечивает

его однородность и одинаковый состав ко всему объему образца, а также полноту протекания химических реакций, массообменных процессов и, следовательно, достижение состояния истинного равновесия в системе. Быстрое охлаждение при отключении поля ведет к закалке и получению гомогенного сульфида.

Пример 1. Синтез моносульфида железа. Стехиометрические количества серы 18,2500 -r (36,5 мас. ) и железа 31,7500 г, предварительно восстановленного и спрессованного, помещают в вакуумированную кварцевую ампулу с внутренним диаметром 20 мм и нагревают. Температуру расплава (1200 С) контролируют оптическим пирометром ОППИР— 017. Конец синтеза определяют визуально по исчезновению конденсированной серы на стенках ампулы. В течение 20 мин получают однородную сульфидную фазу весом 49,9991 г, гомогенность кото" рой и соответствие состава заданному подтверждены микроскопическим и рентгеноспектральным методами анализа. Конечное давление серы, измеренное фотометрическим методом, составляет 2,5 ..10" ат, что согласуется с данными по упругости диссоциации серы над Fes.

Пример 2, Синтез тетрасульфида палладия. Стехиометрические количества серы 0,1778 r (7,01 мас. ) и палладия 2,3586 г (92,99 мас.%) загРужают в вакуумированную кварцевую ампулу.

1089050!

Составитель Б, Нирша

Редактор Ю, Ковач Техред Ж.Кастелевич

Корректор В. Синицкая

Заказ 2856/19 Тираж 464

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Температура синтеза 770оС. Время на получение сульфида 5 мин. Дебаеграмма полученного сульфида совпадает с данными картотеки ASTM. Микроскопический анализ показывает нали" чие одиой фазы — тетрасульфида палладия. Давление пара серы не превы) шает 4 36 ° 10 ьатм, что соответствует упругости диссоциации Pd+S.

Пример 3. Синтез сульфида серебра. В вакуумированную кварцевую ампулу загружают серу 0,1294 г (12,94 мас.X) и серебро 9,8706 r (87,06 мас,X).

Температура синтеза 840 С. Время синтеза 5 мин. Вес слитка после синтеза 9,9994 г. Парциальное давление серы не превышает 2,51 ° 10 атм.

Микроскопический и дифференциальный термический анализы показывают наличие одной фазы Ая S.

Предлагаемым способом также получены сульфиды меди (Сц Б), никеля (Ng Б), кобальта(СоБ), железа (РеБ), палладия(Pd

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным интенсифицирует процесс получения сульфидов металлов, снижая продолжительность процесса с 1-3 сут до 5-20 мин за счет использования при синтезе сразу высоких температур и исключения операции.гомогенизирующего отжига.