Способы получения гидроксида свинца

Получение

• Осаждение щелочью растворимой соли двухвалентного свинца:

• Окисление свинца в присутствии воды при нагревании:

Физические свойства

Гидроксид свинца(II) образует белое аморфное вещество или прозрачные кристаллы гексагональной сингонии, параметры ячейки a = 0,526 нм, c = 1,47 нм, Z = 6.

Источник

Способ получения гидроксида свинца (ii)

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к способам получения гидроксида свинца (II) из свинецсодержащих отходов. Изобретение может быть использовано для получения свинцовых белил, сульфата свинца и других соединений свинца. Способ получения гидроксида свинца (II) путем электрохимического анодного растворения заключается в том, что растворение свинецсодержащих соединений проводят после катодной обработки при плотности тока 20 мА/см 2 в растворе нитрата калия при анодной плотности 0,25 А/см 2 . Способ позволяет утилизировать свинецсодержащие отходы без добавления химических реагентов и обеспечивает безотходную технологию получения более чистого гидроксида свинца (II).

Изобретение относится к области электрохимических производств, а точнее к способам получения гидроксида свинца (II) из свинецсодержащих отходов.

Изобретение может быть использовано для получения свинцовых белил, сульфата свинца и других соединений свинца.

Известен способ электрохимической переработки свинецсодержащих окисленных продуктов, включающий выщелачивание свинца щелочным раствором с одновременным электрохимическим выделением свинца в виде катодной губки [1] / Авт. св. N 1308609, кл. C 09 C 1/04, C 01 C 9/02 от 25.03.85/.

Недостатком указанного способа является применение реагентов для выщелачивания свинца.

Наиболее близким способом того же назначения по совокупности признаков является способ получения гидроксида свинца (II) [2] / Пат. N 2006525, кл. 5 C 25 B 1/00, C 01 C 21/16 от 27.06.91/, включающий приготовление галенита в хлоридсодержащем растворе и его последующую подачу на электрохимическое растворение.

К причинам, препятствующим достижению указанного результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе сульфид свинца осаждают, используя ценный химический реагент. Другим недостатком известного способа является то, что при электрохимическом окислении сульфида свинца на аноде образуется сернистый газ, для улавливания и переработки которого требуются дополнительные затраты.

Задача заявляемого изобретения — экологическая чистота и охрана окружающей среды.

Технический результат — повышение эффективности способа за счет утилизации свинецсодержащих отходов без добавления химических реагентов и безотходной технологии получения более чистого гидроксида свинца (II).

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что электрохимическое анодное растворение проводят после катодной обработки свинецсодержащих соединений при плотности тока 20 мА/см 2 в растворе нитрата калия при анодной плотности тока 0,25 А/см 2 .

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источника, характеризующегося признаками, тождественными признакам заявленного изобретения.

Сущность изобретения состоит в том, что при электрохимической обработке свинецсодержащих соединений проводится электролиз в водном растворе при постоянном токе, используя в качестве электрода пластины аккумуляторных батарей, в составе которых содержатся PbO₂, PbO, PbSO₄, металлический свинец.

Электролиз проводится следующим образом.

В стеклянный стакан опускают закрепленные свинцовые пластины, наливают раствор нитрата калия. Электродные пластины включаются последовательно, как катод — для восстановления окислов свинца при плотности тока 20 мА/см 2 , а затем как анод — для их растворения с образованием гидроксида свинца (II) при плотности тока 0,25 А/см 2 . При катодной плотности тока выше 20 мА/см 2 на катоде начинается выделение водорода. Выбор анодной плотности тока связан с производительностью процесса. При плотности тока выше 0,25 А/см 2 раствор разогревается, выход вещества снижается; при плотности тока ниже 0,25 А/см 2 производительность электролизера низкая.

Пример 1. Электролиз проводили в стеклянном стакане емкостью 500 мл. Катод — свинцовая пластина отработанного аккумулятора, катодная плотность 20 мА/см 2 . Анод — катодно востановленная свинцовая пластина, анодная плотность 0,1 А/см 2 . Электролит -0,1 М раствор нитрата калия. Температура 20 o C. Выход вещества 90%.

Пример 2. Электролиз проводится по п. 1: анодная плотность тока 0,25 А/см 2 . Выход вещества 96-98%.

Пример 3. Электролиз проводится по п. 1: анодная плотность тока 0,3 А/см 2 . Выход вещества 94%.

Пример 4. Электролиз проводится по п. 1: анодная плотность тока 0,25 А/см 2 . Электролит — 0,2 М раствор нитрата калия. Температура 20 o C. Выход вещества 97%.

Предложенный способ получения гидроксида свинца (II) позволяет: 1. Проводить процесс без добавления химических реактивов и, следовательно, нет необходимости в дополнительных затратах.

2. В качестве восстановителя окислов свинца используется электрический ток, а не химические реагенты.

3. В результате электролиза образуется гидроксид свинца (II), являющийся сырьем для получения соединений свинца.

4. Дальнейшая обработка гидроксида свинца (II) углекислым газом позволяет получить основной карбонат свинца (свинцовые белила), который используется в лакокрасочной промышленности.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о том, что предложенный способ при его осуществлении предназначен для использования в промышленности, а именно, в лакокрасочной, химической и др.

1. Авт. св. N 1308609, кл. C 09 C 1/04, C 01 C 9/02 от 25.03.85.

2. Пат. N2006525, кл. 5 C 25 B 1/00, C 01 C 21/16 от 27.06.91.

Способ получения гидроксида свинца (II) путем электрохимического анодного растворения, отличающийся тем, что растворение свинецсодержащих соединений проводят после катодной обработки при плотности тока 20 мА/см 2 в растворе нитрата калия при анодной плотности 0,25 мА/см 2 .

Источник

Способ получения гидроксида свинца

Изобретение относится к области получения неорганических веществ, в частности производства гидроксида свинца и серы. Сущность способа состоит в том, что с целью увеличения выхода выделяемого вещества и получения дополнительного товарного продукта — серы, готовят пульпу исходного галенита в нейтральном 20 — 25% -ном растворе хлорида натрия или калия, содержащем 0,1 — 0,3 мг/л полиакриламида, при массовом соотношении Ж : Т = (2 — 4) : 1 и ведут электролиз при непрерывном сливе верхнего слоя раствора с образующейся гидроокисью для ее выделения и возврата маточного раствора на приготовление новой порции пульпы. Предложенный способ увеличивает выход гидроксида свинца, снижает затраты на его производство, получается дополнительный продукт — сера. 1 табл.

Изобретение относится к области получения неорганических веществ, в частности к производству гидроксида свинца и серы. Гидроксид свинца можно использовать для получения свинца и приготовления щелочного электролита свинцевания, хлорида свинца — основного компонента промышленного электролита для разделения висмутистого свинца в солевых расплавах, и получения других соединений свинца.

В качестве прототипа взят способ электрохимической переработки галенита в кислой среде. Процесс осуществляется в концентрированном (5 М) растворе соляной кислоты при относительно высокой температуре (80 о С) и плотности тока 60 мА/см 2 . Выход свинца в раствор составляет 97-98% .

Существенные недостатки способа по прототипу следующие: — низкий выход выделяемого свинца и потеря свинца; — способ не позволяет получить товарные гидроокись свинца и серу; — как отмечают авторы, в солянокислом растворе генерируемый на аноде хлор может переводить сульфидную серу в различные растворимые сульфохлориды, а ионы свинца — в комплексные соли; — высокая концентрация раствора соляной кислоты (5 М) и температура (80 о С) требует коррозионностойких материалов для изготовления электролизера; — высокая концентрация раствора соляной кислоты и температура процесса способствуют образованию паров кислоты на рабочем месте, нарушению экологии и ухудшению условий труда; — осуществление процесса в солянокислой среде приводит к образованию и выделению в атмосферу сероводорода (потере серы), несоответствию экологическим требованиям.

Целью изобретения является увеличение выхода выделяемого вещества и получение дополнительно товарного продукта — серы.

Поставленная цель достигается тем, что приготавливают пульпу исходного сырья в нейтральном 20-25% -ном растворе хлорида натрия или калия, содержащем 0,1-0,3 мг/л полиакриламида, при массовом соотношении Ж: Т = (2-4): 1 и ведут электролиз при непрерывном сливе верхнего слоя раствора с образующейся гидроокисью и возвратом приготовленной пульпы в электролизер.

Основные операции способа получения гидроксида свинца и серы заключаются в реализации двух химических реакций PbS + Cl₂ = PbCl₂ + S (1) PbCl₂ + 2OH — = Pb(OH)₂ + 2Cl — (2) Первая протекает в объеме пульпы в прианодном пространстве и обеспечивает выделение из галенита серы. Вторая протекает в объеме электролита в прикатодном пространстве и обеспечивает образование гидроокиси свинца. Экспериментально установлены оптимальные параметры протекания химических реакций и способа в целом.

Так, при соотношении Ж: Т меньше 2: 1 часть активного хлора расходуется на хлорирование образующейся гидроокиси, снижая выход Pb(OH)₂, а превышение соотношения больше 4: 1 приводит к тому, что не достигается взвешенное состояние пульпы, экранируется анод и снижается выход гидроксида свинца и серы. Если концентрация хлоридных солей в растворе меньше 20% , значительно снижается выход активного хлора за счет параллельного разряда на аноде кислорода, что приводит к образованию диоксида свинца и снижению выхода гидроксида свинца. Верхний предел концентрации хлоридов натрия или калия обусловлен величиной их растворимости. Полиакриламид является коагулянтом мелкодисперсных частиц. При концентрации его меньше 0,1 мг/л не достигается требуемый эффект и скорость коагуляции, что приводит к потерям при извлечении полученного продукта и снижению реального выхода гидроксида. Повышение концентрации выше 0,3 мг/л не приводит к дополнительному увеличению скорости коагуляции гидроксида свинца, но влияет на протекание электрохимических процессов и снижает выход товарных гидроксида свинца и серы. Непрерывный слив прикатодного слоя раствора с образующейся гидроокисью в отстойник обеспечивает несмешиваемость частей раствора катодного и анодного пространства и высокий выход гидроксида свинца. Кроме того, непрерывный слив прикатодного слоя раствора позволяет вести процесс в электролизере без устройства диафрагмы.

Процесс электролиза начинают при комнатной температуре (рН 6) в винипластовой емкости, в которой над горизонтально расположенным (донным) анодом из графита находится во взвешенном или полувзвешенном состоянии пульпа, а в верхней части катод из графита или стали. Выделяющийся хлор насыщает прианодное пространство, сдвигает рН в сильнокислую область (рН > 6). Растворенный в электролите хлорид свинца, попадая в католит, образует объемный, хлопьевидный, быстрокоагулируемый, благодаря наличию полиакриламида, осадок гидроокиси по реакции (2), который захватывая пузырьки водорода, поднимается к поверхности католита и непрерывно сливается в отстойник, где маточный раствор отделяется от осадка гидроокиси и возвращается обратно в электролизер, а осадок накапливается до полного истощения сырья в пульпе. После этого электролиз прекращают. Раствор фильтруют от серы и направляют на приготовление новой пульпы. Необходимо отметить, что важным условием нормального протекания процесса является расстояние между анодом и катодом, которое должно быть не менее 1/2 высоты столба пульпы. Если расстояние будет меньше, то часть активного хлора расходуется на хлорирование образовавшейся гидроокиси свинца (происходит смещение растворов прикатодной и анодной области), что приводит к снижению его выхода.

Наиболее благоприятными условиями для производства гидроксида свинца является наличие на месте морской воды, сильноминерализованных хлоридных вод или производственных сбросов, содержащих значительные количества хлорида натрия или калия, а также на производствах, имеющих свинецсодержащие отходы.

Известно использование полиакриламида для улучшения фильтрационных свойств осадков. В заявляемом способе были испытаны ряд различных коагулянтов. Полиакрилат карбоксилсодержащий, полистиролмалеинат: полиметоксиметилмеламин и др. , однако только добавка в раствор полиакриламида дала положительный результат, обеспечила достижение поставленной цели. Этот выбор, т. е. использование полиакриламида именно в качестве коагулянта гидроксида свинца в предложенном растворе и в особенности в условиях электролиза, нельзя было априори предсказать. Ряд коагулянтов не обеспечивали коагуляцию гидроокиси свинца, претерпевали электрохимические превращения при электролизе. Можно отметить, что повышение концентрации полиакриамида выше 0,3 мг/л влияет на протекание электрохимических процессов и препятствует достижению поставленной цели.

Примеры осуществления способа.

Для реализации процесса были использованы хлористый натрий марки «ч», хлористый калий марки «ч», полиакриламид «технический» галенит синтетический. Электролизером служила емкость из винипласта. Анодом служил графит, а катодом — пластина из стали.

Результаты опытов по получению гидроксида свинца из галенита и дополнительного продукта — элементарной серы приведены в таблице.

Преимущества заявляемого способа следующие: — универсальность в отношении исходного сырья (моно- и полиминеральное сульфидное сырье, отходы производства);
— для приготовления растворов могут использоваться производственные бросовые растворы, содержащие значительные количества хлорида натрия или калия;
— комнатная температура процесса не требует затрат энергии на подогрев раствора (прототип — 80 о С, 1,5 ч, 25 мг галенита);
— низкая температура и нейтральная среда позволяют применить дешевые и доступные конструкционные материалы для изготовления аппаратов (полиэтилен, винипласт и др. );
— улучшаются экология и условия труда в результате устранения испарений соляной кислоты и сероводорода при 80 о С;
— более высокий выход свинца в гидроксид (99,7-99,8% ) чем по прототипу (97-98% в раствор);
— получается дополнительный продукт — сера с высоким выходом (98,4% ).

Экономические показатели значительно вырастут с учетом реальных затрат на обеспечение экологических требований, нормальных условий труда и др. недостатков по прототипу, а также действующих договорных цен, и того факта, что сера импортируется из других стран за валюту. (56) Мазалов И. Ф. и др. Электрохимическое растворение галенита в кислой и щелочной среде. — Журнал прикладной химии, 1974, т. 47, N 12, с. 2691-2694.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИДА СВИНЦА, включающий приготовление пульпы галенита в хлоридсодержащем растворе и ее последующую подачу на электрохимическое растворение, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода продукта и получения дополнительного товарного продукта — серы, пульпу готовят в 20 — 25% -ном растворе хлоридов натрия и калия, содержащем 0,1 — 0,3 мг/л полиакриламида, до массового соотношения Ж : Т = (2 — 4) : 1 и электрохимическое растворение ведут в электролизере с горизонтально размещенным анодом и катодом, причем катод установлен от анода на расстоянии не менее 1/2 высоты уровня пульпы при непрерывном отводе верхнего слоя пульпы, выделении целевого продукта и возврате маточника на приготовление пульпы.

Источник

Вам также может понравиться

Ясень семена способ распространения

Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической

Ярлыки способы создания ярлыков ос windows

Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки

Японское удобрение фуджима способ применения

Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка

Японский чай способ заварки

Технология заваривания японского чая Известно, что