RU2203855C2

RU2203855C2 - Method of production of cadmium and lead sulfides

Info

Publication number: RU2203855C2
Application number: RU2001122866/12A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Новожилов; В.П. Тимченко; О.А. Слепышева; С.Н. Гончарова
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технический университет
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2003-05-10

Abstract

FIELD: production of powder materials in molten salts. SUBSTANCE: synthesis is performed in molten medium which is formed by crystalline thiourea with anhydrous cadmium or lead acetates included as metal-containing component. Synthesis is performed by mixing powders of one of said salts and thiourea at 2- or 4-fold mole excess of thiourea followed by holding this mixture at temperature of 160-180 C for 20-30 min. EFFECT: reduced power requirements; avoidance of contamination of sulfides by oxidation products. 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к способам получения порошковых материалов в расплавленных солях, в частности к способам получения порошкообразных сульфидов кадмия и свинца. The invention relates to methods for producing powder materials in molten salts, in particular to methods for producing powdered cadmium and lead sulfides.

Известны расплавы на основе серы и серосодержащих компонентов, включающие в различных комбинациях полисульфиды, роданиды, сульфаты и хлориды щелочных металлов, которые используются в качестве среды для получения сульфидов кадмия и свинца. Сульфидируемыми компонентами в этих способах являются металлический кадмий и свинец, их соли и оксиды [Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ. М.: Химия, 2000.; А. с. СССР 603634 Электролит для получения порошков сульфида кадмия. Опубл. БИ 15, 26.04.78]. Melts based on sulfur and sulfur-containing components are known, including in various combinations polysulfides, thiocyanates, sulfates and alkali metal chlorides, which are used as a medium for the production of cadmium and lead sulfides. Sulfidable components in these methods are cadmium metal and lead, their salts and oxides [Lidin R.A., Molochko V.A., Andreeva L.L. Chemical properties of inorganic substances. M .: Chemistry, 2000 .; A. s. USSR 603634 Electrolyte for the production of cadmium sulfide powders. Publ. BI 15, 04/26/78].

Основными недостатками способов получения сульфидов кадмия и свинца в указанных расплавах являются низкая скорость реакции при температурах от 400 до 1000^oС, что приводит к высокому потреблению энергии и возможности окисления сульфидов при столь высоких температурах кислородом воздуха, сказывающегося на качестве продуктов.The main disadvantages of the methods for producing cadmium and lead sulfides in these melts are the low reaction rate at temperatures from 400 to 1000 ^o C, which leads to high energy consumption and the possibility of oxidation of sulfides at such high temperatures with atmospheric oxygen, which affects the quality of the products.

Задача, на решение которой направленно данное изобретение, является реализация низкотемпературного способа получения сульфидов кадмия и свинца в расплавленной среде, который исключает указанные выше недостатки. The problem to which this invention is directed, is the implementation of a low-temperature method for producing cadmium and lead sulfides in a molten medium, which eliminates the above disadvantages.

Указанная задача решается тем, что синтез CdS проводят в расплаве тиомочевины из безводного ацетата кадмия, а PbS - из ацетата свинца. Для этого порошковую смесь соответствующей соли и кристаллической тиомочевины (при 2-4 кратном мольном избытке последней) в течение 20-30 мин выдерживают при 160-180^oС (существенные признаки, отличительные от прототипов). Приведенная совокупность существенных признаков характеризует изобретение в частных случаях и в конкретных формах его выполнения.This problem is solved by the fact that the synthesis of CdS is carried out in a thiourea melt from anhydrous cadmium acetate, and PbS from lead acetate. For this, a powder mixture of the corresponding salt and crystalline thiourea (with a 2-4-fold molar excess of the latter) is kept at 160-180 ^o C for 20-30 minutes (significant features that are distinctive from prototypes). The above set of essential features characterizes the invention in particular cases and in specific forms of its implementation.

Преимущество тиомочевинного расплава в качестве среды для сульфидирования в том, что он позволяет значительно уменьшить температуры синтеза сульфидов кадмия и свинца, а также сократить время этих процессов. Это характеризует предлагаемый способ как менее энергоемкий по сравнению со способами получения сульфидов кадмия и свинца в расплавах на основе серы. The advantage of thiourea melt as a medium for sulfidation is that it can significantly reduce the synthesis temperature of cadmium and lead sulfides, as well as reduce the time of these processes. This characterizes the proposed method as less energy intensive in comparison with methods for producing cadmium and lead sulfides in sulfur-based melts.

Использование ацетатов кадмия и свинца связано с их высокой реакционной способностью в расплаве тиомочевины и способствует самопроизвольной гомогенизации расплава в ходе газовыделения при удалении кислотных остатков. The use of cadmium and lead acetates is associated with their high reactivity in the thiourea melt and contributes to spontaneous homogenization of the melt during gas evolution while removing acid residues.

Важным является тот факт, что температурный интервал синтеза сульфидов (160-180^oС) исключает как возможность окисления продуктов кислородом воздуха, так и загрязнения веществами, образующимися при термическом разложении тиомочевины.Important is the fact that the temperature range for the synthesis of sulfides (160-180 ^o C) excludes both the possibility of oxidation of products with atmospheric oxygen, and contamination with substances formed during the thermal decomposition of thiourea.

Практический выход продуктов, получаемых предлагаемым способом, свыше 95%. Основные характеристики синтезированных CdS и PbS представлены в таблице. Кроме того, они содержат примесь элементарной серы (3-4 мас.%), которая в зависимости от дальнейшего использования продукта может быть удалена промывкой органическим растворителем (толуол, четыреххлористый углерод и т. д.). The practical yield of products obtained by the proposed method, over 95%. The main characteristics of the synthesized CdS and PbS are presented in the table. In addition, they contain an admixture of elemental sulfur (3-4 wt.%), Which, depending on the further use of the product, can be removed by washing with an organic solvent (toluene, carbon tetrachloride, etc.).

Пример
Исходные компоненты (в кристаллическом состоянии) берут при соотношении, мас.%:
Сd(СН₃СОО)₂ или Рb(СН₃СОО)₂ (безводн.) - 60
SC(NH₂)₂ - 40
и перемешивают. Полученную шихту загружают в фарфоровый или кварцевый тигель и помещают в электрическую печь сопротивления, нагретую до 180^oС. Через 20 мин тигель извлекают из печи и охлаждают на воздухе. Полученный препарат сульфида кадмия или сульфида свинца отмывают дистиллированной водой и высушивают при 120^oС.Example
The starting components (in crystalline state) are taken at a ratio, wt.%:
Cd (CH ₃ COO) ₂ or Pb (CH ₃ COO) ₂ (anhydrous) - 60
SC (NH ₂ ) ₂ - 40
and mix. The resulting mixture is loaded into a porcelain or quartz crucible and placed in an electric resistance furnace, heated to 180 ^o C. After 20 minutes, the crucible is removed from the furnace and cooled in air. The resulting preparation of cadmium sulfide or lead sulfide is washed with distilled water and dried at 120 ^o C.

Claims

A method of producing cadmium and lead sulfides in molten salts, characterized in that the synthesis is carried out in a molten medium formed by crystalline thiourea and comprising anhydrous cadmium or lead acetates as a metal-containing component by mixing powders of one of these salts and thiourea at 2-4 times molar excess of thiourea and further exposure at 160-180 ^o C for 20-30 minutes