Электрохимический способ получения чистого таллия

(51) 01 15/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ Достигаемый технический результат повышение степени чистоты металлического таллия. Черновой металлический таллий растворяют в разбавленной серной кислоте, доводятдо 5 аммиаком. К полученному раствору добавляют 1020 мл 0,01 М водного раствора полиэтиленгликоля. В ходе электролиза в потенциостатическом режиме(Е-0,8 В) проводят одновременное осаждение металлического таллия на стеклоуглеродном катоде и оксида таллияна платиновом аноде. После электролиза оксид таллиярастворяют в разбавленной азотной кислоте. Восстанавливают таллий до таллиягидроксиламином 2 Т 3 222224. Затем проводят повторное электролитическое выделение таллия на таллиевом катоде. Заявленное техническое решение обеспечивает более высокую степень чистоты таллия за счт добавления в раствор сульфата таллия, содержащего примеси,полимерного лиганда полиэтиленгликоля, образующего координационные соединения с ионами металлов-примесей чернового таллия.(72) Сейлханова Гульзия Амангельдыевна Курбатов Андрей Петрович Наурызбаев Михаил Касымович Усипбекова Енлик Жанысбековна Березовский Андрей Владимирович Утешева Айнамгуль Алтаевна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Центр физикохимических методов исследования и анализа Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО ТАЛЛИЯ(57) Полезная модель относится к очистке чернового таллия от примесей и может быть использована в области металлургии при разработке технологической схемы, состава электролита при рафинировании таллия. Полезная модель относится к очистке чернового таллия от примесей и может быть использована в области металлургии при разработке технологической схемы, состава электролита при рафинировании таллия. Известен способ одновременного получения металлического таллия и оксида таллия(Патент РФ 2376245, МПК С 01 15/00, опубл. 20.12.2009 г.), включающий растворение чернового металла в разбавленной серной кислоте, получение концентрированного раствора сульфата таллия упариванием, очистку раствора от примесей путем пропускания сероводорода(2),электролитическое выделение таллия из раствора сульфата таллия, получение азотнокислого раствора таллия, создание в растворе щелочной среды,окисление на аноде таллиядо таллияи осаждение оксида таллия , и осаждение на катоде металлического таллия. К недостаткам известного способа относятся использование газообразного сероводорода для осаждения ионов металлов-примесей в виде сульфидов, необходимость проведения некоторых стадий при повышенной температуре (упаривание 100 С). Наиболее близким по технической сущности является электролитический способ получения чистого таллия (Инновационный патент РК 29953,МПК 01 15/00, опубл. 15.06.2015 г., бюл. 6),включающий растворение чернового таллия в серной кислоте, получение раствора сульфата таллия, доведениераствора до 5 аммиаком,окисление на платиновом аноде таллиядо таллия и осаждение оксида таллия , проведение растворения оксида таллияв разбавленной азотной кислоте, восстановление таллия до таллия гидроксиламином и повторное электролитическое осаждение металлического таллия на таллиевом катоде в потенциостатическом режиме. В качестве анода используют платиновый электрод, а в качестве катода - стеклоуглерод, при повторном электролитическом выделении таллиевый электрод. В ходе количественного анализа оксида таллия атомно-эмиссионным методом было установлено, что данный способ позволяет получить таллий, степень чистоты которого составляет 99,70,2. К недостаткам известного способа является повышенное содержание металлов-примесей в осаждаемом металлическом таллии. Задача изобретения разработка электрохимического способа с добавлением в состав электролита полиэтиленгликоля(ПЭГ),позволяющего реализовать технологию получения чистого металлического таллия с минимальным количеством примесей. Технический результат - повышение степени чистоты металлического таллия. Технический результат достигается предлагаемым электрохимическим способом получения чистого таллия путм растворения чернового металлического таллия в серной кислоте,2 получения раствора сульфата таллия, доведенияраствора до 5 аммиаком, окисления на платиновом аноде таллиядо таллияи осаждения оксида таллия , растворения оксида таллияв разбавленной азотной кислоте, восстановления таллия до таллиягидроксиламином и последующего повторного электролитического осаждения металлического таллия на таллиевом катоде в потенциостатическом режиме, но в отличие от известного, в полученный раствор сульфата таллия с 5 добавляют 10-20 мл 0,01 М водного раствора полиэтиленгликоля. ПЭГ образует полимерные комплексы с ионами металлов-примесей чернового таллия (свинец, медь,кадмий,железо). Образование полиэтиленгликолевых комплексов свинца,меди, кадмия, железа осуществляется за счет реализации донорно-акцепторного взаимодействия реагентов. Известно, что таллий мало склонен к комплексообразованию(Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Попов К.И. Комплексоны и комплексонаты металлов. - М. Химия, 1988. - 544 с.), в частности, с ПЭГ, поэтому при добавлении последнего в раствор сульфата таллия с 5 металлы-примеси, образуя координационные соединения с полимерным лигандом, не соосаждаются с таллием на катоде, что позволяет повысить его степень чистоты до 99,940,04. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В ходе электролитического выделения в потенциостатическом режиме (Е-0,8 В) проводят одновременное осаждение металлического таллия на стеклоуглеродном катоде и оксида таллия на платиновом аноде из раствора сульфата таллия,полученного путем растворения чернового металла в серной кислоте,которого равна 5, с добавлением 10-20 мл 0,01 М водного раствора полиэтиленгликоля. После проведения электролитического выделения оксид таллия растворяют в разбавленной азотной кислоте. Далее проводят восстановление трхвалентного таллия до одновалентного гидроксиламином 2 Т 3222 Т 2 Н 24. Затем проводят повторное электролитическое выделение таллия на таллиевом катоде. Заявленное техническое решение обеспечивает более высокую степень чистоты таллия за счт добавления в раствор сульфата таллия, содержащего примеси,полимерного лиганда полиэтиленгликоля, образующего координационные соединения с ионами металлов-примесей чернового таллия. Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, то есть соответствие представленного технического решения критерию новизна. Сопоставительный анализ заявленного технического решения с известными техническими решениями позволил выявить, что отличительный признак не известен для специалиста в данной области техники. Предложенный способ получения чистого таллия реализуют следующим образом Пример 1. 0,5 г металлического таллия, содержащего 5 примесей, в том числе медь, железо, кадмий, свинец,растворяют в серной кислоте. При растворении чернового таллия в серной кислоте свинец выпадает в осадок (4). Доводятполученного после фильтрации раствора сульфата таллия до 5 аммиаком. После чего в раствор добавляют 20 мл 0,01 М водного раствора полиэтиленгликоля. Проводят электролитическое выделение таллия в потенциостатическом режиме (Е-0,8 В). При этом на стеклоуглеродном катоде получают металлический таллий, а на платиновом аноде оксид таллия. Результаты атомно-эмиссионного анализа оксида таллия указывают на практически полное удаление примесей, таких как медь, кадмий, железо, свинец. Полученный оксид таллия растворяют в разбавленной азотной кислоте. Восстановление трхвалентного таллия до одновалентного проводят гидроксиламином 2 Т 3 222 Т 2 Н 24. Затем проводят повторное электролитическое выделение таллия на таллиевом катоде. Концентрацию ионов металлов определяют атомноэмиссионным методом. Чистота полученного таллия составляет 99,930,03. Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, с той разницей, что берут 0,5 г металлического таллия, содержащего 3 примесей, и в раствор добавляют 15 мл 0,01 М водного раствора полиэтиленгликоля. Чистота таллия при этом составляет 99,940,03. Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, с той разницей, что берут 0,5 г металлического таллия, содержащего 2 примесей,и в раствор добавляют 10 мл 0,01 М водного раствора полиэтиленгликоля. Чистота таллия при этом составляет 99,940,04. Предлагаемый способ обеспечивает более высокую степень чистоты таллия за счт добавления в раствор сульфата таллия, содержащего примеси,полимерного лиганда полиэтиленгликоля,образующего координационные соединения с ионами металлов-примесей чернового таллия. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Электрохимический способ получения чистого таллия путем растворения чернового таллия в серной кислоте, получения раствора сульфата таллия, доведенияраствора до 5 аммиаком,окисления на платиновом аноде таллиядо таллия и осаждения оксида таллия , растворения оксида таллияв разбавленной азотной кислоте,восстановления таллиядо таллиягидроксиламином и повторного электролитического осаждения металлического таллия на таллиевом катоде, отличающийся тем,что в полученный раствор сульфата таллия с 5 добавляют 10-20 мл 0,01 М водного раствора полиэтиленгликоля.