способ получения сульфидов кадмия и свинца

Формула изобретения

Способ получения сульфидов кадмия и свинца в расплавленных солях, отличающийся тем, что синтез проводят в расплавленной среде, образованной кристаллической тиомочевиной и включающей в качестве металлосодержащего компонента безводные ацетаты кадмия или свинца, путем смешивания порошков одной из указанных солей и тиомочевины при 2-4-кратном мольном избытке тиомочевины и дальнейшей выдержке при 160-180^oС в течение 20-30 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения порошковых материалов в расплавленных солях, в частности к способам получения порошкообразных сульфидов кадмия и свинца.

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].

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.

Задача, на решение которой направленно данное изобретение, является реализация низкотемпературного способа получения сульфидов кадмия и свинца в расплавленной среде, который исключает указанные выше недостатки.

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.

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.

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.

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.

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.).

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.