Спосіб очищення вісмуту

 

Винахід відноситься до області гідрометалургії рідкісних елементів, а саме до способів глибокого очищення вісмуту від Po, Te, Ag при використанні солянокислих розчинів.

Солянокислие розчини при витяганні та рафінуванні вісмуту використовуються з першої половини 20 століття (Авторське свідоцтво СРСР №61793, кл. 40a, 4540, заявлено 11.06.1940). Однак без спеціального очищення утворюються солянокислих розчинів та подальшої пірометалургічною обробки розплаву вісмуту не вдається отримати високочистий метал. З метою отримання більш чистого металу запропоновано проводити очищення розчинів з використанням екстрагентів, наприклад, розчином третинного аліфатичного аміну (SU 1558016 A1 27.03.1996) або сорбентів (UA 2172790 C1 27.08.2001). Однак використання додаткових реагентів неминуче веде до забруднення кінцевого продукту; крім того, необхідне проведення спеціальних досліджень для з'ясування можливості використання цих способів для глибокого очищення вісмуту від Ag, Te, Po. Відомий спосіб глибокого очищення вісмуту (UA 2436856 C1 26.10.2010), зокрема, від Po, що включає електроліз в розплаві натрієвої лугу. Однак після проведення електролізу в розплаві натрієвої лугу вісмут вимагає додаткової очі�рорафинирование вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту, плавлення отриманої вісмутовій губки, і подальше барботирование розплаву інертним газом (UA 2281979 C2 20.08.2006). При цьому вміст свинцю в очищеному вісмут не перевищує 1×10-5% мас. Однак даний спосіб не дозволяє ефективно видаляти домішки Ag, Te, Po.

Завданням винаходу є проведення глибокого очищення солянокислих розчинів вісмуту від мікродомішок Ag, Te, Po.

Технічним результатом застосування винаходу є отримання високочистого вісмуту, з пониженим вмістом Ag, Te, Po.

Технічний результат досягається тим, що в способі очищення вісмуту, що включає електрорафінування вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту, плавлення отриманої вісмутовій губки і барботирование розплаву інертним газом перед электрорафинированием солянокислий розчин вісмуту приводять у контакт з дрібнозернистою вісмутовій губкою, отриманої шляхом электрорафинирования вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту, що містить додатково поверхнево-активна речовина, а в якості поверхневими-ноактивного речовини використовують технічну суміш оксіетилірованих алкилфенолов з торговим назва�нокислого розчину вісмуту в контакт з дрібнозернистою вісмутовій губкою, дрібнозернисту висмутовую губку отримують у присутності поверхнево-активної речовини, в якості поверхнево-активної речовини використовують технічну суміш оксіетилірованих алкилфенолов з торговим назвою «Неонол марки АФ9-6 в концентрації 0,01-0,1% мас.

Пропонований спосіб складається з послідовних стадій очищення: цементації на вісмутовій губці мікродомішок Ag, Te, Po з солянокислого розчину вісмуту і далі, згідно прототипу, электроизвлечение вісмуту з солянокислого розчину, плавлення отриманої вісмутовій губки і барботирование розплаву інертним газом.

Мікродомішки Po, Te, Ag в вісмут є одними з основних і найбільш важковидаляємих, при цьому технологічно важливих домішок. Для ряду застосувань вміст цих домішок жорстко регламентовано. Наприклад, при використанні металевого вісмуту в ядерних реакторах необхідна його глибока очистка від мікродомішки Ag, що має велике перетин захоплення теплових нейтронів. Оксид вісмуту для виробництва кристалів Bi4Ge3O12(скорочено BGO), використовуваних як сцинтилля-торів при проведенні низкофонових вимірювань, повинен бути вільний від радіоактивних забруднень, які определактивний фон обумовлений випадками забруднення монокристалів BGO α-активним210Po [D.N, Grigoriev, S.N. Shepelev, V.N. Shlegel, Ya.V. Vasiliev «Alpha radioactive background in BGO crystals)) Nuclear Instruments and Methods in Physics research A 623 (2010) 999-1001], що змушує шукати спосіб очищення вісмуту від мікродомішки полонію.

Слід зазначити, що оцінка змісту210Po комерційно доступне вісмут, проведена за результатами вимірювань α-активності, становить ~10-14-10-13мас.%. Такий високий вміст Po не дозволяє використовувати комерційно доступне сировину, без його додаткового очищення у виробництві низкофонових кристалів Bi4Ge3O12.

Дослідження процесу цементації на вісмутовій губці показали, що ефективність цементації залежить від розміру зерна, що обумовлює площа поверхні контакту губки з розчином. Губка, одержувана электрорафинированием з солянокислого розчину, що не містить спеціальних добавок, має досить великий розмір зерен ~10 мм. Тому з метою підвищення ефективності цементації доцільно збільшити площу поверхні використовуваного вісмутовій губки шляхом зменшення розміру зерен. Дрібнозернисту висмутовую губку запропоновано отримувати электрорафинированием з солянокислого розчину, що містить поверхнево-активну речовину (ПАР). ПАР йного росту кристалів і перенапруги, сприяє виникненню великої кількості кристалів і зменшує їх розмір. В якості в якості ПАР запропоновано використовувати технічну суміш оксіетилірованих алкилфенолов з торговим назвою «Неонол марки АФ 9-6. Концентрація АФ 9-6 в солянокислом розчині, що надходить на электорафинирование з метою отримання дрібнозернистої вісмутовій губки повинна становити 0,01-0,1% мас. При меншій концентрації АФ 9-6 розмір зерен губки збільшується, при великій концентрації, розмір зерна суттєво не зменшується і погіршується процес электрорафинирования. Висмутовая губка, отримана в оптимальних режимах, має розмір зерен ~1 мм і ефективна при цементації домішок.

Ефективність видалення полонія пропонованим способом контролювали вимірюванням α-активності спеціально відлитих зразків, що мають форму диска зразків діаметром 23 мм і товщиною 2,4 мм Поверхня зразка з торців диска ретельно відшліфовувалася.

Вимірювання α-активності проводили на альфа-спектрометрі 7184 (EURISYS МО-SURES, Франція) з використанням низкофонового кремнієвого детектора UBL 450 площею 450 мм2і роздільною здатністю 19кэВ на лінії 5000 кев. Установка розміщувалась в камері низького фону. Фон приладу при вимірах сские дані показали, що концентрація домішок цих металів в очищеному вісмут значно зменшується.

Типовий приклад.

Здійснюють очищення вісмуту, має підвищений вміст Te і Ag, відповідно 4×10-2і 2×10-2. Виміряна α-активність вісмуту по Po із залишає 5×10-3імпульс/сек при тлі приладу 6×10-4імпульс/сек. При электрорафинировании вісмуту застосовують в якості електроліту 4М солянокислий розчин, що містить бісмут у концентрації 70 г/л і технічну суміш оксіетилірованих алкилфенолов з торговим назвою «Неонол марки АФ 9-6 в концентрації 0,05% мас, задають щільність струму 500 А/м2В результаті электрорафинирования отримують дрібнозернисту висмутовую губку з розміром зерна 1 мм.

В скляний стакан поміщають 20 г отриманої губки і 200 мл солянокислого розчину вісмуту з концентрацією вісмуту ~250 г/л. Через 30 хвилин розчин зливають, проводять електрорафінування вісмуту з цього розчину, потім плавлення вісмутовій губки і барботирование розплаву інертним газом відомим способом. Після такої обробки розчину концентрація Te Ag Po вісмут знижується. У таблиці наведені дані аналізу вісмуту, отриманого з використанням розчину, який пройшов цемеЃет, що концентрація Ті і Ag в вісмут, очищеному за пропонованим способом, зменшується в 20 разів і 10 разів відповідно, а вміст α-активного Po зменшується не менш ніж у 10 разів (α-активність знижується до рівня фону приладу при вимірюванні).

Таблиця
МикропримесьBi по способу-прототипу (% Мас.)Bi за запропонованим способом (% Мас.)
Te*4×10-3<2×10-4
Ag*1,7×10-22×10-3
Po**Виміряна α-активність 5×10-3імпульс/секВиміряна α-активність: 6×10-4імпульс/сек
* дані атомно-абсорбційного аналізу
** оцінка за α-активності

1. Спосіб очищення вісмуту, що включає електрорафінування вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в качі�йся тим, що перед электрорафинированием солянокислий розчин вісмуту приводять у контакт з дрібнозернистою вісмутовій губкою, отриманої шляхом электрорафинирования вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту, що містить додатково поверхнево-активна речовина.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що в якості поверхнево-активної речовини використовують технічну суміш оксіетилірованих алкилфенолов з торговим назвою «Неонол марки АФ 9-6 в концентрації 0,01-0,1 мас.%.



 

Схожі патенти:
Винахід відноситься до способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю. Спосіб отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю включає електроліз в 17 М розчині гідроксиду натрію на змінному синусоїдальній струмі частотою 20 Гц з нікелевими електродами. При цьому процес електролізу проводять при температурі 20-30°C і напрузі на електродах 4 Ст. Технічним результатом даного винаходу є розробка способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю, придатного для використання в процесі каталітичного отримання нановуглецевих матеріалів піролізом вуглеводневої сировини при зменшенні витрат на обігрів клітинки і спрощення її конструкції. 3 пр.

Катод електролізера для одержання металевих порошків

Винахід відноситься до порошкової металургії, пристроїв для одержання металевих порошків електролізом, а саме до катода електролізера, який може бути використаний у виробництві композиційних матеріалів, наприклад паст, лаків, фарб, клеїв, компаундів з електро - і теплопровідними властивостями
Винахід відноситься до способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю з нікелевих електродів

Спосіб одержання електролітичних порошків металів

Винахід відноситься до способу одержання електролітичних порошків металів електролізом з водного розчину, що містить сіль відповідного металу і буферні добавки

Спосіб отримання металевого порошку

Винахід відноситься до електролітичного отримання дрібнодисперсних металевих порошків, які можуть бути використані в якості каталізаторів або фільтруючих матеріалів
Винахід відноситься до отримання наночастинок міді, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії
Винахід відноситься до отримання наночастинок металів, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії, біотехнології, наноелектроніці
Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема одержання електролітичних порошків

Спосіб отримання срібного порошку і срібний порошок (варіанти), отриманий зазначеним способом

Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема до срібних порошків для електродів хімічних джерел струму та металокерамічних контактів та способу їх отримання
Винахід відноситься до області гальваностегії, зокрема до електрохімічного осадження плутонію, америцію і кюрію з органічної середовища, і може бути використано для переробки опроміненого ядерного палива, виготовлення ізотопних джерел актинідів, а також для радіаційного моніторингу об'єктів навколишнього середовища і технологічних проб. Спосіб включає окисне розчинення вихідного матеріалу в азотній кислоті і доведення кислотності розчину до 2-8 моль/л, екстракційне вилучення актинідів з отриманого розчину азотнокислого розчином дифеніл(дибутил)карбамоилметилфосфин оксиду в дихлоретані в присутності 0,001-0,1 моль/л іонної рідини 1-бутил-3-метилимидазолий біс(трифторметилсульфонил)имида, при цьому отриманий металлоорганический комплекс додатково вводять іонну рідину гексафторфосфат тригексилтетрадецилфосфония у вигляді 1-10% розчину в етиловому спирті і ведуть катодне осадження актинідів при щільності струму 0,02-1,0 А/дм2. Винахід дозволяє підвищити ефективність, економічність осадження і отримати високий вихід цільового компонента. 4 з.п. ф-ли, 2 ін.
Винахід відноситься до способу електрохімічної переробки відходів жароміцних нікелевих сплавів, що містять реній, вольфрам, тантал та інші цінні метали, що входять до складу перероблюваної сплаву

Спосіб отримання металевої сурми з сурм'яний сировини

Винахід відноситься до способу отримання металевої сурми з сурм'яний сировини
Винахід відноситься до способу електрохімічної переробки металевих відходів жароміцних нікелевих сплавів, що містять реній
Винахід відноситься до технологій отримання рідкісних елементів, зокрема селену

Спосіб вилучення галію

Винахід відноситься до способу вилучення галію з алюминатного розчину

Спосіб виділення цінних металів з суперсплавов

Винахід відноситься до виділення цінних металів з суперсплавов електрохімічним розкладанням
Винахід відноситься до галузі переробки опроміненого ядерного палива енергетичних реакторів і може бути використане в прикладної радіохімії для отримання рутенія з нерозчинних залишків від переробки опроміненого ядерного палива

Спосіб електрохімічного рафінування галію

Винахід відноситься до способу електрохімічного рафінування галію

Спосіб отримання галію з лужно-алюмінатних розчинів глиноземного виробництва

Винахід відноситься до способу електрохімічного виділення галію з лужно-алюмінатних розчинів глиноземного виробництва

Спосіб отримання вісмут калій цитрату

Винахід відноситься до способу отримання вісмут калій цитрату. Отримання вісмут калій цитрату проводять шляхом обробки вісмут цитрату водним розчином калію гідроксиду. Спосіб здійснюють при молярному відношенні калію гідроксиду до вісмут цитрату, що дорівнює 1,0-1,05, і при ваговому відношенні розчину калію гідроксиду до вісмут цитрату, рівному 0,5-2,0. При цьому продукт одержують у вигляді пасти. Технічним результатом є спрощення процесу і скорочення витрати використовуваних реагентів. 1 табл., 3 пр.
Up!