一种高纯硝酸银的生产方法与流程
- 国知局
- 2024-12-06 12:38:30
本发明涉及一种高纯硝酸银的生产方法,尤其涉及一种采用复合除杂剂及吸附剂的复合除杂方式生产高纯硝酸银的方法。
背景技术:
1、硝酸银是一种无色透明斜方片状晶体,味苦,有毒,易溶于水和氨,微溶于乙醇,难溶于丙酮与苯,几乎不溶于浓硝酸中。硝酸银水溶液呈弱酸性,ph=5~6。硝酸银是生产各种感光材料、镀银制品、医药及抗菌材料、氧化银、银粉及银浆等其它深加工产品的原料,特别是高纯度的照相级硝酸银(参见国家标准yst476-2022照相用硝酸银),在各个行业均有广泛的应用空间。
2、传统硝酸银生产的方法是将银锭使用去离子水清洗干净后与稀硝酸反应制成硝酸银粗溶液,再经除杂、蒸发浓缩、结晶、离心、烘干包装等工序制备得到硝酸银晶体。这种方法生产出的硝酸银中fe、cu、pb等金属离子含量高,已经不能满足行业发展需要,特别是感光行业。因此,研制和生产出一种满足感光行业新需求的高纯硝酸银势在必然。
3、中国专利文献cn1386707a公开了一种高纯硝酸银的生产方法,其向加热的硝酸银溶液中添加硝酸并鼓入气体再冷却结晶,该方法生产出的硝酸银金属杂质离子含量高,难以满足感光材料的需求。
4、中国专利文献cn102040241a公开了一种使用碳酸镁除杂剂,再通过蒸发结晶制备高纯硝酸银的方法,该方法除杂不彻底且引入了新的杂质,其杂质离子含量达到100ppb以上。
5、中国专利文献cn116692927a公开了一种利用螯合树脂结合超声和三效闪蒸的方法生产硝酸银的工艺,该方法成本高、能耗大,不适用于工业大规模生产当中。
6、中国专利文献cn116462221a公开了一种利用吸附-离子交换双功能树脂和螯合树脂吸附除杂后再高效离心分离的方法生产硝酸银的工艺,该方法仅使用吸附的手段进行除杂,方法单一,且需要利用两种树脂材料进行吸附,成本高、生产耗时长,同样也不适用于工业大规模生产。
7、上述现有的高纯硝酸银制备方法普遍存在以下问题:
8、1、采用单一除杂方式或仅仅结晶除杂,效果不佳,连续生产时杂质离子积累,无法稳定制备高纯硝酸银;
9、2、采用树脂吸附除杂,处理效果虽有提高,但处理成本高,或处理时间长,树脂回收处理困难,容易产生二次污染,不适用大规模工业生产。
10、有鉴于此,需要开发新的高纯硝酸银的生产方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种工艺简单、可连续高效生产、除杂效果好、适用于工业化生产且对环境友好的高纯硝酸银的生产方法。
2、为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案。
3、一种高纯硝酸银的生产方法,包括以下步骤:
4、(1)洗银:将银板先后进行氢氧化钠溶液碱洗、一次水洗、硝酸溶液酸洗、二次水洗,得到清洗后的银板;
5、(2)溶银:将上述清洗后的银板放入反应釜中,加水和硝酸溶液,控制反应温度为60℃~80℃,反应后,加热赶酸;
6、(3)除杂:将步骤(2)所得溶液中加水调密度至1.7g/cm3~1.8g/cm3,然后加入复合除杂剂调节ph值为6~8,所述复合除杂剂是由氧化银与硝酸铝组成的除杂剂或者由氧化银与氢氧化铝组成的除杂剂,一次搅拌后静置,过滤得一次滤液,在一次滤液中加入硝酸改性碳材料,二次搅拌后静置吸附,过滤,得二次滤液;
7、(4)蒸发结晶:将步骤(3)所得二次滤液中加硝酸溶液调节ph值至1~2,经真空蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、烘干,得到高纯硝酸银,所述高纯硝酸银为照相级硝酸银。
8、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(3)中,所述氧化银与硝酸铝的摩尔比为6~10∶1,或者,所述氧化银与氢氧化铝的摩尔比为6~10∶1。
9、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(3)中,所述硝酸改性碳材料包括硝酸改性活性炭、硝酸改性石墨烯和硝酸改性碳纳米管中的一种或多种;所述硝酸改性碳材料的制备过程如下:将碳材料洗净、烘干后,投入65wt%~68wt%的硝酸溶液中,在60℃~80℃下反应2h~3h,经冷却、过滤,用水反复冲洗至ph=7,烘干,得到硝酸改性碳材料。
10、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(3)中,所述硝酸改性碳材料的加入量为2g/l~8g/l。
11、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(3)中,所述一次搅拌的时间为0.5h~1h,所述静置的时间为0.5h~1h,所述二次搅拌的时间为0.5h~1h,所述静置吸附的时间为0.5h~2h。
12、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(2)中,所述硝酸溶液中硝酸的质量分数为65%~68%,所述硝酸溶液与水的体积比为22~25∶1,所述加热赶酸的时间为2h~3h。
13、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(2)中,加水后,先加部分硝酸溶液,将反应温度升至60℃~80℃后,再滴加剩余的硝酸溶液。
14、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(4)中,所述硝酸溶液的浓度为3wt%~6wt%,所述真空蒸发浓缩的真空度为-65kpa~-90kpa,所述真空蒸发浓缩的温度为110℃~130℃。
15、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(4)中,所述冷却结晶在搅拌下进行,所述搅拌的速率为60rpm~80rpm,所述冷却结晶的时间为2h~4h,所述烘干的温度为85℃~90℃,所述烘干的时间为5h~8h。
16、上述的高纯硝酸银的生产方法,优选的,步骤(1)中,所述氢氧化钠溶液碱洗是将所述银板放入氢氧化钠溶液中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述一次水洗是将碱洗后的银板放入去离子水中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述硝酸溶液酸洗是将一次水洗后的银板放入硝酸溶液中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述二次水洗是将酸洗后的银板放入去离子水中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述银板采用国标1号银板,所述氢氧化钠溶液的质量分数为5%~8%,所述硝酸溶液的质量分数为5%~8%。
17、与现有技术相比,本发明的优点在于:
18、本发明的方法协同两步除杂工艺,先采用氧化银与硝酸铝或氢氧化铝作为复合除杂剂对金属杂质离子进行沉淀,然后使用廉价易得的硝酸改性碳材料作为吸附剂,实现对杂质离子的高效吸附,二者协同增效,克服了现有除杂剂效果受限的问题。现有技术中,活性炭吸附法中采用的普通活性炭的吸附容量不高,效果有限,本发明对活性炭进行化学改性,增强了其吸附性能,同时本发明相较于螯合树脂和离子交换树脂具有更低的成本且更易制作获得,达到对杂质离子的高效、低成本去除。本发明的方法可连续高效生产高纯硝酸银产品,确保最终硝酸银产品中各金属离子含量均低于1ppm。
技术特征:1.一种高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(3)中,所述氧化银与硝酸铝的摩尔比为6~10∶1,或者,所述氧化银与氢氧化铝的摩尔比为6~10∶1。
3.根据权利要求1所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(3)中,所述硝酸改性碳材料包括硝酸改性活性炭、硝酸改性石墨烯和硝酸改性碳纳米管中的一种或多种;所述硝酸改性碳材料的制备过程如下:将碳材料洗净、烘干后,投入65wt%~68wt%的硝酸溶液中,在60℃~80℃下反应2h~3h,经冷却、过滤,用水反复冲洗至ph=7,烘干,得到硝酸改性碳材料。
4.根据权利要求1所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(3)中,所述硝酸改性碳材料的加入量为2g/l~8g/l。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(3)中,所述一次搅拌的时间为0.5h~1h,所述静置的时间为0.5h~1h,所述二次搅拌的时间为0.5h~1h,所述静置吸附的时间为0.5h~2h。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(2)中,所述硝酸溶液中硝酸的质量分数为65%~68%,所述硝酸溶液与水的体积比为22~25∶1,所述加热赶酸的时间为2h~3h。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(2)中,加水后,先加部分硝酸溶液,将反应温度升至60℃~80℃后,再滴加剩余的硝酸溶液。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(4)中,所述硝酸溶液的浓度为3wt%~6wt%,所述真空蒸发浓缩的真空度为-65kpa~-90kpa,所述真空蒸发浓缩的温度为110℃~130℃。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(4)中,所述冷却结晶在搅拌下进行,所述搅拌的速率为60rpm~80rpm,所述冷却结晶的时间为2h~4h,所述烘干的温度为85℃~90℃,所述烘干的时间为5h~8h。
10.根据权利要求1~4中任一项所述的高纯硝酸银的生产方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氢氧化钠溶液碱洗是将所述银板放入氢氧化钠溶液中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述一次水洗是将碱洗后的银板放入去离子水中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述硝酸溶液酸洗是将一次水洗后的银板放入硝酸溶液中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述二次水洗是将酸洗后的银板放入去离子水中超声清洗10min~15min,取出沥水2min~5min,压缩空气吹干;所述银板采用国标1号银板,所述氢氧化钠溶液的质量分数为5%~8%,所述硝酸溶液的质量分数为5%~8%。
技术总结本发明公开了一种高纯硝酸银的生产方法,该方法包括洗银、溶银、除杂和蒸发结晶,除杂包括采用复合除杂剂进行除杂和采用硝酸改性碳材料进行二次除杂。本方法采用廉价易得的硝酸改性碳材料吸附剂,实现对杂质离子的高效吸附,与复合除杂剂协同联用,克服了单一除杂剂或吸附剂使用效果受限,成本高昂等问题,达到对杂质离子的高效、低成本去除,该方法可连续高效生产高纯硝酸银产品。技术研发人员:黄元昊,程超,朱银海,傅江福受保护的技术使用者:湖南银海新材科技有限公司技术研发日:技术公布日:2024/12/2本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20241204/342384.html
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