不纯卤化银转化为超纯金属银制造技术

由含有金属和／或非金属杂质的粗卤化银基质制备超纯银的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属银的制备，具体而言涉及极高纯度金属银的制备。尤其本专利技术涉及将含不纯卤化银的灰分转化为超纯金属银的新的多步法。极高纯度的银具有许多重要的工业应用，包括在电子工业上材料的制备以及用于照相工业的硝酸银的制备。通常提纯银的方法为熔化、电解或熔化与电解的组合。熔化是一种高温冶金术，通过该方法在熔剂存在下将粗金属银和或含银离子的化合物加热。银离子被化学还原为金属银，作为本方法高温的结果，金属银熔化并滴落至反应炉的底部。同时，如果存在基底金属如铜、铁、锌、铅、镍等，它们在较低密度的炉渣废物流中仍保持氧化态并聚集。最后，熔融银从熔化器中倒出并在铸模中冷却。熔化法质量平衡的效率低并需要几天来完成。另外，贵金属即金、钯、铂、铑、铱、锇和钌仍保留在纯银中，需要在第二精制过程(如电解精炼)中进行分离。最后硫及其同族(硒和碲)如果在熔化器中没有被氧化，将存在于纯银中并且可能需要进一步精制。电解精炼也可用来提纯银。通常通过熔化进行预提纯的不纯金属银，铸模成阳极并以纯银晶体的形式沉积到电解池的阴极。然而，在这个方法中，银离子需要通过电解质(通常为硝酸银，它可能含有增加了浓度的、来自前面溶解阳极的杂质)。需要经常清洗电解质从而得到使用时所需的可接受的高纯银。另外，通常发现电解精炼银涉及不同含量的硫酸盐、锑、铁和硫化物。湿法冶金学是精制银中较少采用的一种方法。实际上，银离子的水溶液被化学还原得到金属银，杂质理想地残留于水相中。根据存在于银基质中的不同杂质，难以选择合适强度的还原剂。尽管能够从热力学电化学还原势表中获得还原剂的强度或其还原其它物质的能力，但并不容易选择一种还原剂，该还原剂能选择性还原银离子为银粉并且让所有基材杂质留在浓缩固体或水相中。下面为许多参考资料的代表，它们描述了银离子的提纯或由银离子溶液制备银粉。例如，US 5749940描述由除铜阳极矿泥生产银的方法，所述方法取决于几个沥滤和分离步骤并且一次性加入还原剂(右旋糖或肼-一种已知的致癌物)。GB 2236116描述采用一次性加入甲酸盐和柠檬酸盐，由硝酸银生产所需粒度的银粉的方法。JP61276907描述了通过用葡萄糖处理明胶溶液中的含水硝酸银来制备单分散银粉。还有人报导通过加入苛性物将粗氯化银转化为氧化银，随后用葡萄糖还原成金属银；但最后的银海绵状物需要使用电解精炼来进一步提纯(Ackerman,John B,；Nordwick,Suzzann M.；Anderson,Corby G.；Krys.L.Ernst.Sunshine Min.Co.Kellog,ID,83837,USA.Hydrometall.Proc.Milton E WadsworthInt.Symp.,第4版(1993),477-98页.编者Hiskey,J.Brent；Warren,Garry W..出版商Soc.Min.Metall.Explor.,Littleton,Colo.,第30章，492-493页)。RO 85165描述了采用一步加入柠檬酸，由硝酸银生产银粉的方法。历史性的是，通过用试剂处理基质从含水银离子中除去金属杂质从而以金属氢氧化物的形式沉淀所述杂质。US 2543792描述了用碳、活性氧化铝和氧化银提纯硝酸银水溶液的方法。US 2,614,029描述了用氧化银处理硝酸银水溶液从而保持pH为6.1，分离由所述溶液得到的金属氢氧化物，用水不溶性的多孔固体吸收剂如活性氧化铝或活性氧化镁接触所述溶液。US 3,554,883描述用氧化银与硝酸银混合以获得pH为5.1-5.8，从而生成被除去的沉淀物的方法。随后用第二次加入的氧化银处理所述硝酸银以获得pH为5.9-6.3，从而生成被除去的第二沉淀物，得到纯硝酸银溶液。最后，US 5,000,928描述了由粗银得到超纯硝酸银的方法使用一次性加入的氢氧化钠，以氢氧化物或含氧的化合物的形式除去金属杂质；以及一次性加入甲酸钠从而得到金属银，其随后转化为超纯硝酸银。即使涉及不纯金属银的提纯工作都完成，但仍存在一种需要较简单的方法来提纯银。同样还需要这种方法在回收流中银的损失较小。必须做到这一点，同时提供至少具有现有技术可获得纯度的银。本专利技术提供由含有金属和/或非金属杂质的粗卤化银基质制备超纯银的方法，所述方法包括焙烧粗卤化银基质以基本除去碳质材料；用氢氧化铵处理焙烧的粗卤化银基质以溶解卤化银并生成氢氧化铵反应混合物；将一种初始还原剂加入氢氧化铵反应混合物以沉淀粗银粉混合物；从氢氧化铵反应混合物中分离出粗银粉混合物；在硝酸中溶解粗银粉混合物以生成粗硝酸银溶液；将第一选择性还原剂加入粗硝酸银溶液以沉淀银/杂质基质并形成部分纯化的硝酸银溶液；从沉淀的银/杂质基质中分离出部分纯化的硝酸银溶液；将第二选择性还原剂加入部分纯化的硝酸银溶液以沉淀纯银粉；和分离纯银粉。本专利技术尤其适用于第一和第二选择性还原剂均为甲酸钠的情况。本专利技术方法具有许多优点。本专利技术方法生产出的足够高纯度的银可以直接用于生产照相级硝酸银。本方法简单，采用便宜和商品试剂用于超纯金属银的制备。生成金属银反应的副产物是良性的，在第一还原部分中收集并浓缩铂系金属杂质，并且可对其作进一步精制或出售。在本方法回收流中银的损失较少。最后，本方法可以在短时间内完成。单个附示了本专利技术的新的多步法的流程图。用作本专利技术方法原料的粗卤化银基质通常来源于照相介质的焚烧的残渣和脱水的、富含卤化银的废水流。每种回收流涉及大量的金属和非金属杂质，它们包括如金、铂、铜、铁、锌、铅、镍、硫化物等。本专利技术方法最适用于提纯含有金属和非金属杂质的粗卤化银混合物。在本方法的第一步骤中，粗卤化银基质在氧化性大气中焙烧以除去大量的碳质材料。现有许多实施本步骤的方法，并且为本领域的技术人员所熟知。在一个实施方案中，可以采用许多时间和温度范围用于含有5-7％可燃性有机材料(重量)基质，通过在温度475-525℃下，在空气中加热所述基质30-40分钟可以基本除去碳质材料。随后将焙烧所得的粗卤化银基质(主要含有溴化银、氯化银和碘化银)，根据方程式1，用氢氧化铵处理以溶解卤化银，生成氢氧化铵反应混合物-X(X=Cl,Br,I)。可以在较宽温度范围内(优选从室温至100℃，最优选约80℃)进行溶解。所用氢氧化铵的浓度和数量不是关键，尽管实际上要考虑这些。在一个实施方案中，每11.5g银采用25ml氢氧化铵。极稀的氢氧化铵或未加水稀释的氢氧化铵可以用于本方法。随后，用初始还原剂处理氢氧化铵反应混合物以生成粗银粉混合物。在这个步骤中还原的唯一目的是形成可以制备粗硝酸银的粗银粉。几种还原剂可以用于该还原，它们包括如铜、铁、甲醛、甲酸钠、氢、硫代硫酸钠(sodium hyposulfite)、氯化亚锡(Ⅱ)、锌、汞、糖如右旋糖和葡萄糖以及醛。氢硼化钠的氢氧化钠稳定溶液为优选的用于本专利技术方法的初始还原剂，其与Br的反应列于方程式2。方程式1方程式2可以通过与存在于反应混合物中的氢氧化钠或氢氧化铵的反应来中和在本实施例中生成的HBr。在一个实施方案中，由初始还原剂沉淀的粗银粉混合物可以沉降至反应容器的底部，而不溶性或密度较小的材料如二氧化钛和二氧化硅，浓缩于银相上。密度较小的材料可易于通过滗析或浮选法来除去。优选洗涤粗卤化银本文档来自技高网...

【技术保护点】
由含有金属和／或非金属杂质的粗卤化银基质制备超纯银的方法，所述方法包括：焙烧粗卤化银基质以基本除去碳质材料；用氢氧化铵处理焙烧过的粗卤化银基质以溶解卤化银并生成氢氧化铵反应混合物；将一种初始还原剂加入氢氧化铵反应混合物以沉淀粗银 粉混合物；从氢氧化铵反应混合物中分离出粗银粉混合物；在硝酸中溶解粗银粉混合物以生成粗硝酸银溶液；将第一选择性还原剂加入粗硝酸银溶液以沉淀银／杂质基质并形成部分纯化的硝酸银溶液；从沉淀的银／杂质基质中分离出部分纯化的硝酸银溶液 ；将第二选择性还原剂加入部分纯化的硝酸银溶液以沉淀纯银粉；和分离纯银粉。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WW怀特，GG基尔，BP克利里，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]