DE2041842C3 - Verfahren zum Herstellen reiner Tellursäure - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von reiner Tellursäure durch Oxidation von elementarem Tellur. Das Problem der Herstellung von Tellursäure war Gegenstand zahlreicher Untersuchungen und wurde bereits in mehreren Literaturstellen beschrieben. Nach den in der Literatur beschriebenen Verfahren werden Tellur oder Tellurverbindungen mit Hilfe verschiedener Oxidationsmittel oxidiert, wie beispielsweise aus Gmelin, Handbuch der anorganischen Chemie, Tellur, System Nr. Π (1940) und ¹G. B r a u e r, Handbuch der präparativcn anorganischen Chemie. Band I (1960) hervorgeht.

Diese bekannten Verfahren eignen sich jedoch nur zum Herstellen kleinerer Mengen Tellursäure im Laboratoriumsmaßstab, weil einige der verwendeten Oxidationsmittel zu hohe Kosten verursachen oder bei der Oxidation Nebenprodukte anfallen, deren Aufarbei- $o tung erforderlich, jedoch in technischem Maßstab zu aufwendig ist. Bei anderen Verfahren verläuft die Oxidationsreaktion zu langsam, oder es müssen zu viele Einzelstufen durchgeführt werden.

Eine weitere Schwierigkeit stellt bei bekannten Verfahren die Gewinnung der durch Oxidation erhaltenen, freien Tcllursäure dar, insbesondere dann, wenn die Tellursäurekonzentration gering oder der pH-Wert des Reaktionsgemisches hoch ist. Ein Einengen des oft stark verdünnten Reaktionsgemisches ist häufig wegen der Umkehrbarkeit der Oxidationsreaktion nicht möglich. Die Gewinnung der Tellursäure in Form eines Tellurats isi äußerst umständlich, und es ergeben sich weitere Schwierigkeiten beim Freisetzen der Tcllursäure aus den entsprechenden Telluraten, die bei bekannten 6$ Verfahren auch direkt erhalten werden können. Bei diesen Verfahren werden die durch die Oxidation erhaltenen Produkte meist zusätzlich verunreinigt.

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Einen -weiteren Nachteil der bekannten Verfahren stellt die Verunreinigung des Reaktionsprodukts durch die Oxidationsmittel bzw. deren Reduktionsprodukte dar. Einige Verunreinigungen, wie Bleinitrat, -sulfat oder Chromsäure, sind nur schwierig oder sehr umständlich zu entfernen. Die zur Reinigung erforderlichen Umkristallisationen verlangen nicht nur einen erheblichen Zeitaufwand, sondern führen auch zu erheblichen Ausbeutevcrluslen. Fällungen mit Salpetersäure oder organischen Stoffen bewirken einen hohen Anfall von Abwasser, das wegen des Tellurgehaltes gereinigt werden muß. Außerdem wird Tellursäure durch organische Verbindungen leicht reduziert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zu schaffen, das das rasche Herstellen von Tellursäure in großem Maßstab bei guter Ausbeute gestattet, ohne daß Neben- oder Abfallprodukte in wesentlichen Mengen auftreten. Dieses Verfahren soll sich außerdem kontinuierlich durchführen lassen.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Herstellen reiner Tellursäure durch Oxidation von elementarem Tellur, das dadurch gekennzeichnet is·. daß pulverförmiges Tellur in Gegenwart von Salpeter säure mit Wasserstoffperoxid umgesetzt wird.

Das als Ausgangsprodukt dienende Tellur wird nach dem Pulverisieren eingesetzt. Dabei kann für die Zwecke der Erfindung handelsübliches Tellur verwen det werden. Als Oxidationsmittel wird eine Lösung von Wasserstoffperoxid verwendet, deren Konzentration beliebig sein kann. Höhere Konzentrationen haben sich jedoch als besonders günstig erwiesen.

Die Umsetzung wird in Gegenwart geringer Mengen Salpetersäure durchgeführt, damit die erforderliche hohe Reaktionsgeschwindigkeit erzielt wird, was sich durch eine Salpelcrsäurekonzentration bis 3% im Reaktionsgemisch erreichen läßt. Die Verwendung vor, Salpetersäure für die Zwecke der Erfindung ist besonders vorteilhaft, weil Salpetersäure keine die Tellursäureherstellung störenden Eigenschaften anderer Sauren zeigt, sondern die hohe Löslichkeil der Tellursäure herabsetzt. Durch die sehr geringe Säuremenge und ihre starke Verdünnung im Reaktionsgemisch ist eine Störung infolge Bildung von Stickoxiden ausgeschlossen.

Die erfindungsgemäße Oxidation von Tellur erfolgt bei erhöhter Temperatur, die im allgemeinen im Bereich von 30 bis 95" C liegt. Als besonders günstig hat sich ein Temperaturbereich /wischen 70 und 90'C erwiesen. Besonders geeignet sind Temperaturen von etwa 80"C. Um die gewünschte Reaktionstemperatur zu erreichen, müssen die Reaktionspartner lediglich zu Beginn der Reaktion erwärmt werden, um diese in Gang zu bringen. Während der laufenden Reaktion ist bei guter Steuerung kein weiteres Erwärmen erforderlich, da die Oxidation exotherm verläuft.

Damit die Reaktion nicht zu heftig und unkontrollierbar wird, soll das Vermischen der drei Komponenten in der Weise vorgenommen werden, daß zwei Komponenten (Wasserstoffperoxid/Tellur) langsam zugegeben werden und die Reaktion auf diese Weise gesteuert wird. Als besonders günstig hat sich die nachträgliche, langsame Zugabe des gepulverten Tellurs erwiesen. Außer Tellur kann auch ein Teil des Wasserstoffperoxids im Verlauf der Umsetzung nachdosiert werden. Die Reaktion läßt sich durch abwechselnde Zugabe von Tellur und Wasserstoffperoxid kontinuierlich durchfüh ren, wenn gleichzeitig ein Teil des Reaktionsgemisches

abgezogen wird.

Zur Aufarbeitung des Reaktionsprodukts wird der abgezogene Anteil des Gemisches unter Rühren abgekühlt. Falls Verunreinigungen oder Rückstände vorliegen, wird das Reaktionsgemisch vor dem Abkühlen heiß filtriert. Die nach Abkühlen ausgefallene Tellursäure wird abfiltriert, mit wenig kaltem Wasser gewaschen und bei 95 bis 98^r C getrocknet. Das noch tellursäurehaltige Filtrat kann bei kontinuierlicher Verfahrensweise in die Umsetzung zurückgeführt werden. Anderenfalls kann aus diesem Filtrat die verbleibende Tellursäure durch Einengen, Abkühlen und Filtrieren gewonnen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt gegenüber bekannten Verfahren außerordentliche Vorteile. Da bei diesem direkten Verfahren eine umständliche Herstellung von .Zwischenprodukten vermieden wird, daher nur wenige kurze Verfahrensschriue durchgeführt werden müssen und die Oxidation sehr heftig verläuft, können größere Mengen Tellursäure in kürzerer Zeit als bisher gewonnen werden. Die erhaltene Tellursäure ist nahezu frei von Verunreinigungen, so daß weder langwierige Umkristallisaiionsvorgänge noch /usätzliche Verfahrensschritte zum Isolieren der Tellursäure erforderlich sind. Es treten außerdem keine Schwierigkeiten durch Abwasser, Nebenprodukte oder Genichsbelästigungen auf. Außerdem kann die Umsetzung ohne Verwendung besonderer Schutzvorrichtungen durchgeführt werden. Der apparative Aufwand ist gering, da keine speziellen Vorrichtungen erforderlich sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einfacher Weise kontinuierlich durchführen, wodurch eine optimale Ausbeute erzielt wird.

Beispiel

500 ml Wasserstoffperoxidlösung (50%ig) werden mit

ίο 50 ml konzentrierter Salpetersäure vermischt und auf 8O'^JC erhitzt. Bei intensiver Durchmischung wird dann langsam, gleichmäßig und in guter Verteilung pulverisiertes Tellur zugegeben, worauf die Reaktion sofort einsetzt. Sobald die Reaktion merklich abnimmt (nach Zugabe von etwa 80 g Tellur in etwa 10 Minuten), wird Wasserstoffperoxjdlösang unter Fortsetzung der Tellurzugabe eingetropft. Innerhalb einer Stunde können 500 g Tellur und etwa 1,51 Wasserstoffperoxidlösung zugegeben werden. Die Reaktion kann durch weitere Zugaben fortgesetzt werden.

Bei Abbruch der Reaktion wird unter Rühren gekühlt, die ausgefallene Tellursäure wird abgetrennt. Die Mutterlauge wird auf Vi eingedampft, ebenfalls gekühlt und filtriert. Die Tellursäure wird mit "venig kaltem

2s Wasser gewaschen und bei 98°C getrocknet. Es werden 745 g Tel!:irsäure, entsprechend einer Ausbeute von 82% der theoretischen Menge, erhalten.

Claims (6)

2041 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Hei »teilen reiner Tellursäure durch Oxydation von elementarem Tellur mit Wasserstoffperoxid, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des pulverförmigen Tellurs mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Salpetersäure durchgeführt wird.

2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichneu daß die Umsetzung bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei etwa 80° C, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserstoffperoxid und Tellur im Gewichisverhälinis von mindestens 2 :1 umgesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3. daduich gekennzeichnet, daß die Reaktion durch allmähliche Zugabe von Tellur und/oder Wasserstoffperoxidlösung zu dem Reaktionsmedium gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktanten dem Reaktionsmedium kontinuierlich zugibt und das Reaktionsprodukt kontinuierlich abzieht.

6. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekenn- _J5 zeichnet, daß man bei kontinuierlicher Verfahrensführung im Reaktionsmedium eine Salpetersäurekonzentration bis zu 3 Gewichtsprozent aufrechterhält.