Способ получения окиси висмута из оксисоединений

Способ получения окиси висмута из оксисоединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ВИСМУТА ИЗ ОКСИСОЕДИНЕНИЙ. включающий их обработку щелошым карбонатом с последующей промывкой и сушкой продукта, отпичагощийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения степени очистки продукта, обработку оксисоединений ведут раствором, содержащим карбонат аммония и аммиак при массовом соотношении оксисоединения висмута к карбо1гат аммония и аммиаку, равном соответственно 1:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) {И) /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3660477/22 — 02 (22) 01.11.83 (46) 07.11.84. Бюл. N 41 (72) Г. Файезов, Н. В. Барышников, Ю. М. Юхин, С. М. Архипов, 3. Сахибов, Г. А. Маринкина, Х. Саомов и А. С. Деревянко (71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья Сибирского отделения АН СССР (53) 669.763.2 (088.8) (56) 1. Карякин Ю. В., Ангелов И. И. Частые химические вещества, "Химия", 1974, с. 82.

2. Авторское свидетельство СССР И 175933, кл. С 01 6 29/00, 1964.

3 (51) С 22 В 30/06 // В 01 0 1 1/04 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ

ВИСМУТА ИЗ ОКСИСОЕДИНЕНИЙ, включающий их обработку щелочным карбонатом с последующей промывкой и сушкой продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения степени очистки продукта, обработку окснсоедииений ведут раствором, содержащим карбонат аммония и аммиак при массовом соотношении оксисоединения висмута к карбонату аммония и аммиаку, равном соответственно 1: (0,2 — 0,5):

;(0,1 — 0,3) прн 30 — 70 С.

1122728

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к технологии получения окиси висмута иэ его оксисоединений.

Известен способ получения окиси висмута иэ азотно-кислых солей их прокаливаиием при 400 — 500 С (1).

Недостатками способа являются выделение при прокаливании токсичных окислов азота, а также низкая удельная поверхность (а..2000 ем /г) получаемой окиси висмута вследствие высокой аморфности основного нит рата висмута, получаемого при гидролизе аммиака и дальнейшем спеканни продукта при прокаливании.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окиси висмута из оксисоедннений, включающий их обработку щелочным карбонатом с последующей промывкой и 20 сушкой продукта (2) .

Недостатками известного способа является

его сложность, а также относительно низкая частота (квалификация "н") и удсэьная поверхность (6 2000 см /r) получаемой - окиси. 25

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение степени очистки продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения окиси висмута нэ оксисоединений, включающему их обработку. щелочным карбонатом с последующей промывкой и сушкой продукта, обработку оксисоединений ведут раствором, содержащим карбонат аммония и аммиак при массовом соотношении оксисоединеиия висмута к карбонату аммония и аммиаку, равном соответственно 1:(0,2 — 0,5):(0,1-0,3) при 30 — 70 С.

Обработка оксисоедннений висмута смесью карбоната аммония и аммиака при 30 — 70 С позволяет эффективно переводить их в карбо. наг, что, в свою очередь, позволяет при переработке оксинитрата висмута избежать вьщеления на стадии прокаливания токсичных окислов азота и получить окись висмута с высокой удельной поверхностью. Обработка оксисоединений висмута смесью карбоната аммония и аммиака позволяет снизить температуру процесса перевода оксисоединенйй в карбонат до 30 — 70 С и получить окись . висмута значительно более чистую по натрию,50 чем известным способом при последовательной обработке оксихлорида при кипячении с карбонатом натрия и едким натром, а также одновременно очистить продукт от примесей серебра, кадмия, кобальта, меди, никеля и 55 цинка, образующих прочные комплексы с аммиаком ц переходящих при обработке в раст. вор. Обработка оксисоединений висмута смесью карбоната аммония и аммиака позволяет также, вследствие низкой растворимости окиси в аммиачных растворах (<0,01 г/л), довести степень извлечения висмута в окисЬ до 99,9%, в то время как при обработке едким натром или кали, вследствие заметной растворимости в них окиси (0,20—

0,40 г/л), она составляет 97-98%.

Лабораторные исследования проводят на оксинитрате висмута, полученном в результате гидрометаллургической переработки технического висмута.

Из таблицы видно, что эффективный перевод оксинитрата висмута через карбонат в окись имеет место при массовом соотно шенин оксинитрат. карбонат аммония: аммиак, равном соответственно 1:(0,2 — 0,5):(0,1—

"0,3). С увеличением отношения карбоната аммония к оксинитрату висмута возрастает степень его перевода в окись, а также дисперсность (удельная цоверхность) получаемой окиси вследствие перехода карбоната аммония в осадок и создания им при прокаливании карбоната висмута атмосферы, препятствующей агломерации частиц. При отношении карбаната аммония к оксинитрату висмута меньше 0,2 степень перевода оксинитрата висмута в окись не превышает 90%, а его увеличение более 0,5 не приводят к дополнительному эффекту увеличения удельной поверхности получаемой окиси.

Кроме того, добавление аммиака к раствору карбоната аммония повышает степень перехода оксинитрата в окись. Температура обработки оказывает существенное влияние на процесс перевода оксинитрата висмута в окись. При температуре обработки менее

30 С оксинитрат висмута переходит в карбонат не полностью, а при температуре более 70 С имеет место разложение карбоната аммония, что ведет к дополнительному его расходу и усложняет процесс.

Пример 1. 1 кг оксинитрата висмута BioNOq Н О состава, мас.%: висмут . 68,3; железо 0,001; медь 0,002; свинец 0,002; никель 0,002; цинк 0,003; кальций 0,003; магний 0,003; натрий 0 005; хлорид 0,01; сульфат 0,01 обрабатывают при

50 С в течение 1 ч при перемешиваини 3 л раствора, содержащего 0,5 кг карбоната аммония и 0,1 кг аммиака. Массовое соотношение аксинитрат висмута: карбонат аммония: аммиак равно 1:0,50:0,1. Карбонат висмута фильтруют, сушат при 120 С и прокаливают при 400 С. Получают 0,76 кг окиси висмута с удельной поверхностью 5800 ем /г.

Результаты перевода оксиннтрата висмута в окись (обработка аммиачно-карбонатным

728

Содержание, %

Загружено, г

Карбоааа ММа)аСОа Аммиаа NH40k (В

Оксинитрат висмута

45,8

56,5

0,15

72,3

65,6

0,20

91,8

0,30

86,2

20

94,1

0,10

98,3

0,20

99,6

99,8

0,30

0,20

99,8

0,30

99,8

0,30

99,8

0,20

0,40

99,8

0,10

0,50

ВИИИПИ Заказ 8104/25 Тираж 602 Подписное

Филиал ППП "Патеят", r. Ужгород,ул.Проектная, 4 з 1122 раствором при 50 С, прокаливание карбоната висмута при 400 С), содержащую, %:

Bi 03 99,7; железо 0,001; медь 0 001; свинец 0,002; никель 0,003 цинк 0,005; кальций 0,001; магний 0,001; натрий 0,0008; хлорид 0,0007; азот 0,003; сульфат 0,0006, (что соответствует. . ГОСТ 10216-75 квалификация "хч", а также требованиям, предъявляемым полупроводниковой техникой), представлены .в таблице. t0

Извлечение висмута в окись на стадии обработки оксинитрата аммиачно- карбонатньтм раствором составляет 99 9%.

Пример 2. 1 кг оксинитрата висмута состава, как и в примере 1, обрабаты- 15 вают при 30 С в течение 1 ч прн перемешивании. 3 л раствора, содержащего 0,2 кг карбоната аммония и 0,2 кг аммиака. Массовое соотношение оксияитрат висмута: карбонат аммония: аммиак равно 1:02:0,2. Кар- 20 бонат висмута фильтруют, сушат при 120 С и прокаливают при 450 С. Получают 0,76 кг окиси висмута с удельной поверхностью

4900 см /r, содержащей, мас.%: Bi 0> 99,7; железо 0,001; медь 0 001; свинец 0002; никель

0003; цинк 0,004; кальций 0,001; магний 0,001; натрий 0,0001; хлорид — 0,001; азот 0,004; сульфат 0,0009 и отвечающей требованиям для квалификации "хч". Извлечение висмута в окись составляет 99,9%.

° 30

Пример 3. 1 кг оксяхлорида висмута

BiOCP состава, мас.%: висмут 80,1; железо

0,002; медь 0 005; свинец 0,002; серебро

0,03; никель 0005; цинк 0,01; кальций

0,006; магний 0,005; натрий 0 05; азот 0,02; сульфат 0,03 обрабатывают прн 70 С в течение 1 ч при перемешивании 3 л раствора, содержащего 0,35 кг карбоната аммония и 0,3 кг

«аммиака. Массовое соотношение оксинитрат висмута: карбонат аммония: аммиак равно 1: . 0,35: 0,3. Карбонат висмута промывают 3 раза подогретой (70 С) водой, сушат при 120 С и прокалнвают при

400 С. Получено 0,89 кг окиси висмута с удельной поверхностью 5200 см /г, содержащей, %: BiqOq 99,6; железо 0001; медь

0001; свинец 0,002; серебро 0001; никель

0,002; цинк 0,002; кальций 0,00!; магний

0,001; натрий 00008; азот 0,005; хлоряд

0,001; сульфат 0,0006 (что соответствует

ГОСТ 10216 — 75 квалификации "хч"). Извлечение висмута в окись составляет 99,9%.

Как видно иэ примера 3, предлагаемым способом можно зффектявно перерабатывать в окись наряду с оксинитратом также я окси. хлорид висмута.

Изобретение позволяет упростить споеоб по. лучения окиси висмута из оксихлорида и получить 0KHch с удельной поверхностью

4000 cM /г, улучшить санитарно-гигиенические условия труда (устранить вьщеление токсичных окислов азота) и получить зкономический эффект в размере 250 — 300 тыс. руб. .)