超纯金属银的制备制造技术

由含有金属和／或非金属杂质的粗银混合物制备超纯银的方法。所述方法包括：在硝酸中溶解粗银混合物从而形成粗硝酸银溶液；将第一选择性还原剂加入粗硝酸银溶液以沉淀出银／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出银粉；和分离出银粉。（*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金属银的混合物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，在熔剂的存在下粗金属银和或含银离子的化合物通过它被加热。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，它们仍保持氧化态并聚集在较低密度的矿泥废物流中。最后，熔融银从熔化器中倒出并在模中冷却。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中(如电解精炼)进行分离。最后硫及其同族(硒和碲)如果没有在熔化器中氧化，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过的不纯金属银，铸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用途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体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，US5749940描述由除铜阳极泥浆生产银的方法，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)。GB2236116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.Wadsworth Int 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)。RO85165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。US2543792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。US2614029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。US3554883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，US5000928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/或非金属杂质的粗银混合物制备超纯银的方法，所述方法包括在硝酸中溶解粗银混合物从而形成粗硝酸银溶液；将第一选择性还原剂加入粗硝酸银溶液以沉淀出银/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出银粉；和分离出银粉。本专利技术尤其适用于第一和第二选择性还原剂都为甲酸钠的情况。本专利技术方法具有许多优点。本专利技术方法生产的银其纯度足以直接用于照相级硝酸银的生产。本方法简单并且采用便宜和商品试剂用于制备超纯金属银。生成金属银反应的副产物是良性的并且在第一还原部中，收集并浓缩铂族金属杂质，可以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，本方法可以在较短的时间内完成。单个附图为描述本专利技术多步法的流程图。用作制备银粉的本专利技术方法的原料的粗银混合物可以为任何含有金属和/或非金属杂质的粗银混合物。所述杂质可以很大的量存在，并且包括如金、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银混合物。粗银混合物可以来自许多工业，并且包括下面的不具限制性的实例由熔化提纯形成的银；由照相废物流回收的金属银；电解池的电解质(如粗的硝酸银水溶液)和在硝酸银提纯中形成的氧化银泥浆。在本方法的第一步骤中，将含粗银的混合物溶于硝酸从而形成粗的硝酸银溶液。所述混合物的基质可以包括，但不局限于金属银和氧化银。所述基质可以溶于硝酸并因此清除卤化银。含银混合物的溶解通常在90℃-100℃之间进行，但可以在任何合适的温度下进行。方程式1描述金属银在硝酸中的溶解，而方程式2描述氧化银的溶解过程。方程式1方程式2在溶解和形成粗硝酸银溶液后，优选干燥粗硝酸银溶液(优选通过煮掉溶剂)，从而形成粗的硝酸银固体。尽管可以采用粗硝酸银固体继续所述方法，但该干燥步骤具有两个优点。第一，当所有银基质转化为固体硝酸银形式后，可以对它们进行相同的处理。第二，由于在干燥过程中酸量减少，易于用弱酸盐(优选乙酸钠)进行随后的pH调节。随后将固体硝酸银溶于水中。优选加入足量的水将固体硝酸银溶解成稀溶液，硝酸银的重量浓度适于为15-25％。某些杂质，如以硫化银的形式沉淀的硫，在稀的硝酸银溶液中的溶解性小得多，并因此可以在随后的步骤中以固体的形式被除去。如果需要，随后调节硝酸银溶液至合适的pH值，优选约4.0-4.8，但最优选约4.3-4.5。优选加入弱酸盐来调节pH值。在第一次加入还原试剂的过程中所述弱酸盐还用于缓冲所述溶液。优选乙酸的碱金属盐，因为它们成本低，并且可以看到在加入乙酸盐的过程中形成的银盐还存在于溶液中。最优选乙酸钠。太高的pH将导致乙酸银的结晶，而太低的pH将导致在随后的步骤中生成的银粉的溶解。调节pH后，将选择性还原剂加入硝酸银溶液中。它可以在较大的温度范围内进行，但优选为70-100℃。此处术语“选择性还原剂”是指将硝酸银还原为银粉和将贵金属杂质还原为它们各自金属粉末，或者使一些杂质如铁、铋、锡和铝以化合物的形式沉淀的化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
由含有金属和／或非金属杂质的粗银混合物制备超纯银的方法，所述方法包括：在硝酸中溶解粗银混合物从而形成粗硝酸银溶液；将第一选择性还原剂加入粗硝酸银溶液以沉淀出银／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出银粉；和分离出银粉。

【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]