Способ получения сульфидов металлов

1 С 1/12 ЕН НА СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЛЬФИДОВ ия соот- нтарной НИЯ ей(54)(57) СПОСОБ ПОЛУМЕТАЛЛОВ путем взаиветствующего металлсерой в вакуумировкварцевой ампуле по т л и ч а ю щ ис целью интенсификвзаимодействие ведном электромагнитыратуре образованияВ. ной фазы. ой запая и нагре что сс очастоти темпельфидт в высо м поле и жидкой с ва С972сул981 ь-. СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОИзобретение относится к цветнойметаллургии, в частности к способамполучения сульфидов цветных, тяжелых и благородных металлов.Известен способ получения сульфи"дов, основанный на взаимодействииметаллов с серой при нагревании внейтральной атмосфере 1 1 ).Недостаток данного способа состоит в трудности получения сульфидаметалла заданного состава,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сульфидов металлов в вакуумированных запаянных кварцевых ампулах, согласно которому реагентыв заданном соотношении медленно нагреваются и далее выдерживаются призаданной температуре в течение длительного (1-3 сут) времени Г 2 3.Недостаток известного способасостоит в длительности синтеза, вызванного необходимостью медленногонагрева из-за возможного разрушениякварцевой ампулы вследствие высокогозначения парциального давления па"ров серы. Кроме того, известный способ не обеспечивает гомогенностипродукта и предполагает дополнительную операцию гомогенизирующего отжига,Цель изобретения ; интенсификация процесса.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сульфидов металлов путем взаимодействия металла и серы в вакуумированной эа 40 паянной кварцевой ампуле при нагревании, процесс ведут в высокочастотном электромагнитном поле при температуре образования жидкой сульфидной фазы.45Применение 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 доравновесного с расллавом,По мере нагрева ампулы капли серы,стекая по стенкам ампулы, испаряютсяи усваиваются расплавом. Избыток серы вновь переходит в конденсированноесостояние, А результате такой цирку. - ,ляции давление пара серы в каждыймомент времени отвечает равновесию срасплавом. По мере насыщения расплава серой давление в газовой фазепостепенно возрастает, достигая вели"чины упругости диссоциации пара серы1 над получаемым сульфидом.Процесс синтеза заканчивается при,полном усвоении серы расплавом ификсируется визуально.Интенсивное перемешивание образующейся жидкой сульфидной фазывысокочастотным полем обеспечиваетего однородность и одинаковый составко всему объему образца, а такжеполноту протекания химических реакций, массообменных процессов и, следовательно, достижение состоянияистинного равновесия в системе. Быстрое охлаждение при отключении поляведет к закалке и получению гомогенного сульфида.П р и м е р 1. Синтез моносульфида железа. Стехиометрические количества серы 18,2500 .г (36,5 мас.)и железа 31,7500 г, предварительновосстановленного и спрессованного,помещают в вакуумированную кварцевуюампулу с внутренним диаметром 20 мми нагревают. Температуру расплава(1200 С) контролируют оптическимпирометром ОППИР - 017. Конец синтеза опреяеляют визуально по исчезновению конденсированной серы настенках ампулы. В течение 20 минполучают однородную сульфидную фазувесом 49,9991 г, гомогенность кото"рой и соответствие состава заданному подтверждены микроскопическим ирентгеноспектральным методами анализа. Конечное давление серы, измеренное фотометрическим методом, составляет 2,5 10"ат, что согласуется сданными по упругости диссоциации серы над Рез.П р и м е р 2, Синтез тетрасульфида палладия. Стехиометрическиеколичества серы 0,1778 г (7,01 мас,7. )и палладия 2,3586 г (92,99 мас.Ж)загружают в вакуумированную кварцевуюампулу.1089050Составитель 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, Раушская наб д, 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Температура синтеза 770 оС. Время на получение сульфида 5 мин. Дебаеграмма полученного сульфида совпадает с данными картотеки АБТМ. Микроскопический анализ показывает нали" чие одпой фазы - тетрасульфида палладия, Давление пара серы не превы)шает 43610 атм, что соответствует упругости диссоциации РЙБ.П р и м е р 3. Синтез сульфида серебра. В вакуумированную кварцевую ампулу загружают серу 0,1294 г (12,94 мас.7) и серебро 9,8706 г (87,06 мас,7).Температура синтеза 840 С, Время синтеза 5 мин. Вес слитка после син" теза 9,9994 г, Парциальное давление серы не превышает 2,5110 атм. Микроскопический и дифференциальныйтермический анализы показывают нали"чие одной Фазы Ая Б.Предлагаемым способом также полу чены сульфиды меди (СцБ), никеля(И 3. Б), кобальта(СоБ), железа (РеБ),палладия(РЙЫ), серебра (АдБ), атакже ряд сплавов перечисленных металлов с серой с различным соотноше" ОТаким образом, предлагаемый способпо сравнению с известным интенсифицирует процесс получения сульфидовметаллов, снижая продолжительностьпроцесса с 1-3 сут до 5-20 мин засчет использования при синтезе сразувысоких температур и исключения операции,гомогенизирующего отжига.