Способ получения металлического свинца

( 9) ( 1) 4(51) С 22 В 13/ ЕНИЯ личе ского отлич с целью у ния степе ве химиче раствор л отношении к свинцу ку ведут тельно пр2. Спо щ и й с я ю сол ац ил т Спо йсящ д т введ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 127413, кл. С 22 В 13/02, 1955.2. Нп 8 Ьез К.С.Ргерагагюп оГ ИрЬ ригЫу 1 еад - "Л.Е 1 есггосЬев. Зос."., 1954, 101, рр, 267-270, (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СВИНЦА, включающий обработку раствора соли свинца (П) химическим реагентом, выделение осадка карбоксилата свинца (П) и его последующее восстановление до металсвинца при термообработке, а ю щ и й с я тем, что, рощения процесса и повышен чистоты свинца, в качест кого, реагента используют имонной кислоты в молярном 3:2-2,3,по отношению ри рН 6-7, а термообработри 570-650 С, предпбчти 600-625 С. обпоп; 1, отлич тем, что, в качестве а (П) используют нитробпоп, 1,отлич тем, что рН раствора нием раствора аммиакаИзобретение относится к способамполучения металлического свинца высокой чистоты,Известен способ получения свинцаметаллического из его соединений,в частности карбоната.свинца, путемвосстановления водородом под высокимдавлением при высокой температуре ЦНедостатками способа являйтсясложность, обусловленная использова. нием автоклава для работы под давлением 100-200 атм, опасность применения водорода под высоким давлениеми при высокой температуре (330-340 С)загрязнение целевого. свинца металлического примесями многих элементов,в том числе железа, олова, висмута.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ полу-чения металлического свинца, включаю.щий обработку соли свинца (П) химическим реагентом, выделение осадкакарбоксилата свинца и его последующее восстановление до металлическогосвинца при термообработке 21.Исходный раствор ацетата свинца,1содержащий 200 г соли в 100 млводы, обрабатывают металлическимсвинцом и нагревают смесь 12-24 ч ЗОс целью очистки от примеси висмутацементацией. Количество металлического свинца составляет 1 г(100 гсвинца в растворе. Операцию повторяют 5 раз, причем при каждом повторенин заменяют использованный металлический свинец свежим,Далее раствор ацетата свинцаобрабатывают тиомочевиной с цельюочистки от меди, серебра и таллия. 40Операцию проводят при нагреваниии повторяют 4 раза, Примеси осаждаются на образующемся сульфиде свинца.Для разложения избытка тиомочевиныраствор ацетата свинца в конце ста- Я 5дин нагревают 12-24 ч.Очищенный раствор ацетата свинца выпаривают, выделяют твердыйацетат свинца и подвергают его термообработке при температуре л 700 С. 50В процессе нагревания часть свинца(2+) восстанавливается до металлического свинца,часть ацетата разлагается до оксида свинца РвО. Дляувеличения выхода металлического 55свинца к нагревающемуся ацетату свинца добавляют до каплям растворацетата свинца. При этом оксид свин,ца восстанавливается до металлического свинца, выход которого .возрастает.Заключительной стадией являетсяддистилляция свинца при 700-800 Си давлении 10 мм рт,ст.Недостатками известного способаявляются многостадийность процессапредварительной очистки раствора ацетата свинца; длительность очисткираствора ацетата свинца, достигающая75-150 ч; необходимость использования глубокого вакуума и .сложностьаппаратурного оформления стадии дистилляции свийца в глубоком вакууме;введение в раствор ацетата свинцапримеси серы (с тиомочевиной) настадии очистки раствора ацетата свинца; необходимость добавления раствора ацетата свинца к твердому ацетатусвинца на стадии термообработки дляувеличения. выхода металлическогосвинца.Цель изобретения - упрощение процесса и повышение степени чистотысвинца,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения метал"лического свинца, включающему обработку раствора соли свинца (П) химическим реагентом, выделение осадкакарбоксилата 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, предпочтительнопри 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 сольюсвинца (2+) установлено в опытахс использованием легированного нитрата свинца. В этих опытах в раствор нитрата свинца ос.ч. вводят,примеси металлов в количестве 510 Хкаждого элемента. Далее легированныйпримесями нитрат свинца перерабатывают в свинец металлический попредложенному Способу так же, какВ примере 1., Результаты определениясодержания примесей в полученномсвинце свидетельствуют. о повьппении3 11599584степени чистоты свинца в 15-20 раз в 50 раз по примеси марганца ипо примесям хрома, никеля, ванадия в 100. раз по примеси олова,и висмута, в. 25 раз по примеси меди, Результаты представлены в табл.Т а б л и ц а 1 Содержание примеси, 7 1 1- 11Введено в раст. -вор нитрата свинца Си Сг . Н Яп 5 ф 10"з 5 10-з 5 .10-э 5, 10-з Ь .10 -э 5, 10 -з 5 10"(Найдено в свинцеметалла 310, 3104 110 2 10 310 3 ф 10 510 сферической формы со следующими раз" мерами фракций (см, табл, 2).20 Таблица 2 В процессе термообработки цитратасвинца выделяются углеродсодержашие. восстановители в количестве, достаточном для практически полного восстановления свинца (2+) до металлического свинцаВ процессе превраще".ния исходной соли свинца (нитратаили ацетата) в нитрат в условияхэксперимента часть примесей остаетсяв растворе и не переходит в цитрат,что объясняет повышение качествасвинца металлического,П р и м е р 1, Получение свинцаметаллического на основе нитрата30свинца. Растворяют фИ 7 г нитратасвинца ос . ч, в 50 мл воды и 8 глимонной кислоты ос,.ч. в 35 мл воды..Раствор лимонной кислоты нейтрализуютводным аммиаком до рН 6,5 и смешива .ют с раствором нитрата свинца. Оса-.док цитрата свинца .отделяют на фильтре, промывают водой и подвергаот термообработке при 600 С. Получают 9,5 .гсвинца металлического в виде частиц Граничные размеры Содержание, фракций частиц фракций,1-3 1,5 15,8 55 57,9 2,4 25,3 0,3 Навеска, г 9,5 9,4 99 Частицы свинца металлического невзаимодействуют со стенками и дномтигля и свободно из него извлекаются.Сопоставление результатов анализаполученного свинца металлическогои исходного нитрата свинца приведенов табл. 3. Таблиц а 3 Анали. зируе мыйобра- зец Найдено. примесей, х 10, 3 Вх . Ая Си Ип А 1 Цп И ч Ге М Свие/0,5 О,5 0,1 0,3 . 0,5. И талли. ческий 0Исход- ный нитрат свинца 0,3-0,5 0,5 30 0,5 20-30 . 0,8 60410 10 5 5/Найдено примесей,х 10, %ГеСоСг В ла Щ Анализируемьобразец Определение примесей проведено химико-спектральным методом, включают, щим растворение свинца в азотной кислоте, отделение основы в виде РЬС 1 упаривание фильтрата досухаи 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 Р-бРезультаты 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 СООО 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).П р и м е р 2. Получение свинца металлического на основе ацетата Зр свинца. Растворяют.24,3 г ацетата свинца ос.ч. в 65 мл воды 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 фС. Выход 12,7 г,. Свинец образуется в ви. де 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.Т а б л и ц а 4 Свинец металлический 1 0,5 ( 0,5 0,5 0,5 Исходный ацетат свинца 253 30 1 1 Концентрация примесей в получен-. ном свинце металлическом меньше,чем в исходном ацетате свинца, и ,. соответствует свинцу марки СООО.П р и м е р 3, Получение свинца металлического на основе нитрата свинца. Получают цитрат свинца так же, как в примере 1. Навеска нитрата свинца 21 г, навеска лимонной кислоты 8, 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.П р и м е р 4. Получение свинца металлического на основе нитрата свинца, Получают цитрат свинца так же, как в примере 1, Навеска нитрата свинца 16,2 г, навеска лимонной кислоты 7,8 г. Молярное отношение нитрат свинца: лимонная кислота 3;2,3, Раствор лимонной кислоты нейтрализуют до. рН 7. Температура тер" мообработки 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 СОДО.П р и м е р 5. Получение свинца металлического на основе нитрата свинца. Получают цитрат свинца так же, как в примере 1. Навеска нитра" ,та свинца 14,4 г навеска лимонной кислоты 6,2 г. Молярное отношение натрат свйнца: лимонная кислота 3:2. Раствор лимонной кислоты нейтрализу. ютдо рН 6. Температура термобработки цитрата свинца 600 С. Выход свинца 8,4 г Свинец выделяется в диде частиц сферической формы с размерам .0,2-3 мм. По качеству от. вечает свинцу марки СООО.Таким образом, предложенный способ 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.-50 ч до м 12 ч; исключения использования глубокого вакуума (1 О мм рт.ст.) при высокой температуре 00-800 фС) и соответствующей аппаратуры для ра боты в глубоком вакууме при высокойЗаказ 3696/24 Тираж 583 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5Филиал ПЛП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 температуре; снижения температурыстадии хермообработки ото 700до 570-650 С; исключения необходиЭ.1159958 8мости повьцпать выход металлического.свинца при термообработке введениемраствора соли свинца.