Procédé de préparation de nitrate d'argent.
La présente invention concerne un procédé de préparation
de nitrate d'argent de haute pureté, plus particulièrement, un
procédé de préparation de nitrate d'argent, ce procédé consistant
à ajouter une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène afin d'empêcher la contamination par du nitrate d'argent formé comme sousproduit.
Jusqu'à présent, on a préparé du nitrate d'argent en dissolvant de l'argent métallique dans de l'acide nitrique et
en les chauffant pour les faire réagir. Le nitrate d'argent brut ainsi préparé contient des impuretés, notamment des métaux lourds tels que le fer, le cuivre, le plomb, le platine, l'or, etc., des oxydes d'azote, de l'acide nitreux, ses sels et analogues. Afin d'obtenir du nitrate d'argent de haute pureté à usage photographique ou catalytique, ces impuretés doivent être éliminées.
Différents brevets et différentes références de la lit-
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le nitrate d'argent. La plupart de ces brevets et références concerne 1 ' élimination des métaux Isards ou de leurs cations.
Si la quantité d'acide nitrique libre est faible, lorsqu'on dissout de l'argent métallique dans de l'acide nitrique,,
on observe également la formation d'acide nitreux et ses sels.
De mêne, on a observé que, lorsque la quantité d'acide nitrique libre diminue, la quantité de radicaux d'acide nitreux formés augmente. Lorsqu'on utilise un excès d'acide nitrique pour éviter un accroissement de la quantité de radicaux d'acide nitreux, la concentration d'acide nitrique subsistant dans la solution de nitrate d'argent s'élève à un point tel qu'il faut une importante quantité d'oxyde d'argent pour neutraliser cet acide nitrique. Dès lors, l'utilisation d'un excès d'acide nitrique est désavantageuse du point de vue économique et en raison des difficultés de fabrication accrues.
En conséquence, afin d'obtenir du nitrate d'argent avec une bonne efficacité, il est nécessaire d'utiliser une quantité appropriée d'acide nitrique et d'éliminer suffisamment le nitrite d'argent formé comme sous-produit.
Il a été constaté que le nitrate d'argent contaminé par le nitrite d'argent exerçait une influence néfaste sur les propriétés photographiques lorsqu'on l'utilise pour des applications en photographie. Afin d'éliminer l'acide nitreux, ses sels et d'autres impuretés résiduelles, jusqu'à présent,. il a été nécessaire de purifier une solution de nitrate d'argent brut par deux ou plusieurs cristallisations. Cette cristallisation nécessite une importante puissance et une grande quantité d'énergie thermique, augmentant ainsi les frais de fabrication.
En ce qui concerne l'élimination de radicaux d'acide nitreux, le Brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 2.581.519 décrit la réduction de la quantité de sels d'acide nitreux par barbotage d'oxygène dans une solution d'acide nitrique dans un réacteur utilisé pour dissoudre l'argent. Toutefois, en répétant ce procédé, on a trouvé que, même lorsqu'on fait barboter de l'oxygène pendant une longue période.. la réduction de la quantité des sels d'acide nitreux n'est pas complète et, en outre, il se forme une
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s'agit d'éviter la pollution de l'environnement et de réduire les frais de fabrication.
En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir un procédé de préparation de nitrate d'argent de haute pureté exempt d'acide nitreux et de ses sels.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé de préparation de nitrate d'argent d'une pureté extrêmement élevée que l'on utilise en photographie et à des fins catalytiques.
Un autre objet de la présente invention est de réduire sensiblement les frais de fabrication de ces matières en réduisant la puissance et la quantité d'énergie thermique consommées.
Suite à diverses recherches, la demanderesse a trouvé que l'on pouvait réaliser les objets ci-dessus en ajoutant une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène lors de la dissolution de l'argent métallique dans l'acide nitrique.
D'une manière plus détaillée, lors de l'étape au cours de laquelle on dissout l'argent métallique dans l'acide nitrique, on peut réduire la concentration des radicaux d'acide nitreux à 0,1 partie par million ou moins en ajoutant une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène en une quantité molaire égale ou légèrement supérieure à celle des radicaux d'acide nitreux subsistant dans la solution de nitrate d'argent brut, de même qu'en agitant pour former une solution uniforme. Le mécanisme réactionnel pour le peroxyde d'hydrogène (solution aqueuse) et les radicaux d'acide nitreux est le suivant :
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chimique basé sur la quantité de radicaux d'acide nitreux présents. Evidemment, à l'échelle industrielle , la quantité de H202 spécifiquement ajoutée est un excès, par exemple, un excès égal à 2-3 fois la quantité stoechiométrique requise encore que, si le prix de revient est un facteur primordial, on obtient habituellement de
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sur la quantité stoechiométriquement requise, pour autant qu'un bon mélange soit assuré.
En réduisant de la sorte la quantité de radicaux d'acide nitreux à 0,1 partie par million ou moins, on peut effectuer une cristallisation en une seule étape; jusqu'à présent, il a été nécessaire d'effectuer deux fois la cristallisation. On a également observé qu'à ce moment, un excès.de solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène subsistant éventuellement dans une solution de nitrate d'argent était décomposé et éliminé au contact de l'argent.
L'action de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène n'est pas inhibée par la présence d'acide nitrique libre subsistant dans la solution de nitrate d'argent" Au contraire, on a observé que la quantité de radicaux d'acide nitreux était même davantage réduite en présence d'acide nitrique libre. En particulier, on
a observé que cet effet était remarquablement accentué lorsque l'acide nitrique libre est présent en une concentration d'environ
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qui concerne la quantité de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène, un équivalent stoechiométrique ou un excès (comparativement à la quantité de radicaux d'acide nitreux subsistant dans la solution de nitrate d'argent) est suffisante un excès de 10 à
300% en poids étant préféré. Dans ce cas, la solution aqueuse résiduelle de peroxyde d'hydrogène peut être éliminée complètement par cristallisation en une seule étape.
On a également trouvé que, dans le cas du traitement de la solution de nitrate d'argent, la température de traitement, de même que la concentration de la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène exercent une influence sur la réduction de la quantité de radicaux d'acide nitreux.
On peut effectuer un traitement d'oxydation des radicaux d'acide nitreux avec du peroxyde d'hydrogène à des températures
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que la température de traitement est faible, la réaction est de longue durée. Si l'on prend la durée de traitement er. considération, on constate qu'il est favorable d'effectuer ce traitement
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Le procédé de la prés.ente invention assure les effets décrits ci-dessus en ajoutant simplement une solution aqueuse
de peroxyde d'hydrogène à une solution de nitrate d'argent, puis en mélangeant ces solutions. Ce procédé est extrêmement aisé et, étant donné que la réaction se déroule en une phase uniforme, la vitesse réactionnelle est très rapide.
En outre, lors du traitement d'une solution de nitrate d'argent avec une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène conformément à la présente invention, il ne se forme pratiquement pas de NOx gazeux. En conséquence, le procédé de la présente invention est extrêmement avantageux lorsqu'il s'agit d'éviter la pollution de l'environnement.
La description ci-dessus permettra, à l'homme de métier., de mettre aisément la présente invention en oeuvre. Toutefois, comme c'est le cas pour n'importe quel procédé devant être réalisé à l'échelle industrielle, il existe certaines conditions hautement préférées permettant d'effectuer le procédé d'une manière extrêmement aisée et avec une bonne efficacité du point de vue économique. Ces conditions sont décrites ci-après.
Il est préférable d'utiliser l'acide nitrique en une concentration de 15 à 90% en poids, mieux encore, de 30 à 65% en poids
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poids.
D'une manière analogue, le rapport entre. l'argent et l'acide nitrique est, de préférence, maintenu entre environ 0,67
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gène est spécifiquement ajouté sous forme d'une solution à 3-98% en poids, de préférence, une solution de 20 à 60% en poids et, mieux encore, une solution à 30-50% en poids.
On effectue avantageusement la réaction sous pression atmosphérique, encore que rien n'empêche d'adopter un traitement sous une pression inférieure ou supérieure à la pression atmosphérique si l'on consent è prévoir l'appareil plus compliqué qui est alors nécessaire (il n'en résulte cependant aucun accroisseMent des avantages économiques), de même qu'à une température se situant entre la température ambiante et environ 95[deg.]Ci de préfé-
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réaction est avantageusement effectuée en une période d'environ
10 minutes à une heure à l'échelle industrielle encore que, si on le désire, on puisse adopter des durées plus longues ou plus courte
La présente invention sera illustrée ci-après plus en détail par les exemples non limitatifs suivants de certaines formes de réalisation préférées de l'invention dans lesquels tous les pourcentages sont en poids.
Exemple 1
On dépose un lingot d'argent (environ 30 kg ; pureté :
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heures afin de dissoudre l'argent. La composition de la solution de nitrate d'argent obtenue est la suivante : 60% de nitrate
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le reste étant de l'eau.
Après avoir retiré le lingot d'argent subsistant, on sépare la solution en deux portions. On maintient une portion
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raison de 15 litres/minute en utilisait une conduite d'aspersion en acier inoxydable de 12,7 mm comportant 20 trous de 1 mm de diamètre, de façon à agiter le système. L'analyse quantitative des radicaux d'acide nitreux: contenus dans la solution révèle un degré de contamination de 1.510 parties par million (0,151%) de radicaux d'acide nitreux.. En outre, on mesure la concentration
en NOx dans le gaz d'échappement après 10 minutes et l'on constate qu'elle est de 11.000 parties par million.
On dépose ensuite 300 ml de cette solution dans un ballon en forme d'aubergine de 500 ml et on chauffe sous pression réduite
(30 mm de Hg) en utilisant une enveloppe chauffante pour cristalliser 15% du nitrate d'argent. La concentration du nitrate d'argent dans les cristaux de nitrate d'argent obtenus est de 32 parties par million.
On dépose ensuite l'autre solution dans une cuve en acier inoxydable et on y ajoute 250 ml d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (30% en poids ; poids relatif : 1,10.) (environ
<EMI ID=14.1> nitreux contenus dans la solution et on constate qu'elle ne dépass< pas 0,01 partie par million.
En outre, on mesure la concentration en NOx dans la cuve après 10 minutes et l'on constate qu'elle est de 20 parties par million.
On effectue l'analyse en vue de déterminer la quantité
de radicaux d'acide nitreux par coloration avec de l'acide sulfanilique et de l'a-naphtylamine afin d'en mesurer, la capacité d'absorption [voir "Bunseki Kagaku Binran" ("Japanese Analytical Chemical Society"), pages 468-469. (publié par "Maruzen")].
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procédé à électrodes aux ions nitrate décrit dans la norme japonaise JIS K 0104 (1974).
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en forme d'aubergine de 500 ml et on chauffe avec une enveloppe chauffante sous pression réduite (30 mm de Hg) afin de cristallise:
75% du nitrate d'argent. Les cristaux ainsi obtenus ne contiennen ni des radicaux d'acide nitreux, ni du peroxyde d'hydrogène.
On effectue l'analyse concernant la concentration du peroxyde d'hydrogène conformément à la norme japonaise JIS K 8230.
Cet exemple démontre que la solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène exerce un effet remarquable en ce qui concerne l'élimination des radicaux d'acide nitreux.
Exemple 2
Dans des bechers séparés de 1 litre (volume intérieur), on dépose 750 ml de deux solutions de nitrate d'argent (concentration en nitrate d'argent : 30% en poids et 80% en poids) ne contenant aucune des impuretés telles que des radicaux d'acide nitreux, des métaux lourds, etc., puis on ajoute une quantité prédéterminée de nitrite d'argent (qualité spéciale ; fabriqué par "Wako Chemicals Co., Ltd.") et on agite le système afin de former une solution. De la sorte, on prépare deux solutions d'essai.
On dépose chaque solution dans un ballon de 1 litre
(volume intérieur) à trois tubulures, on chauffe à une température prédéterminée (40[deg.]C) en utilisant une enveloppe chauffante et on agite à 80 tours/minute en utilisant un agitateur du type
à palette d'un diamètre de 8 cm,
A cette solution, on ajoute une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (30% en poids) en une quantité égale à 0 (c'està-dire pas d'addition). 1, 1,2, 2 ou 3 fois la quantité molaire stoechiométrique et, après agitation, on mesure la teneur en radicaux d'acide nitreux des échantillons de la même manière qu'à l'exemple 1.
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le ballon 5 minutes après le début de l'agitation en utilisant un tube de détection de gaz "Kitazawa".
Le tableau 1 ci-après donne les quantités et les pourcentages de radicaux d'acide nitreux éliminés, de même que la concen-
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conditions.
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D'après les résultats indiqués au tableau 1 ci-dessus, on constate que les radicaux d'acide nitreux sont pratiquement éliminés complètement par addition d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène en une quantité stoechiométrique ou en un léger excès basé sur les radical nitreux.
Exemple 3
De la même manière qu'à l'exemple 2, on dépose 750 ml d'une solution de nitrate d'argent (concentration en nitrate d'argent : 60% en poids} exempte d'impuretés telles que des radicaux d'acide nitreux, des métaux lourds, etc., dans un becher d'un litre
(volume intérieur), puis on ajoute une quantité prédéterminée de nitrate d'argent et l'on agite pour préparer des solutions d'essai.
A chacune des solutions d'essai ainsi préparées, on ajoute une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène et de l'acide nitrique, puis on traite le système pratiquement de la même manière qu'à l'exemple 2, tandis que l'on effectue les mesures également comme décrit dans cet exemple.
Le tableau 2 ci-après donne les pourcentages de nitrite d'argent éliminé dans différentes conditions de traitement.
TABLEAU 2
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D'après les résultats indiqués au tableau 2 ci-dessus, on constate aisément que, lorsqu'on ajoute une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène en une quantité stoechiométrique ou en un léger excès basé sur les radicaux d'acide nitreux., le degré de réduction de la quantité de radicaux d'acide nitreux augmente en présence d'acide nitrique libre.
Exemple de référence 1
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solutions d'essai contenant des radicaux d'acide nitreux. On traite chacune des solutions d'essai ainsi préparées en utilisant une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène en une quantité sensiblement réduite comparativement à la quantité stoechiométrique.
Le tableau 3 ci-après donne les pourcentages de radicaux d'acide nitreux éliminés dans différentes conditions de traitement.
TABLEAU 3
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D'après les résultats indiqués au tableau 3 ci-dessus, on constate que, lorsqu'on traite les solutions en utilisant une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène en une quantité fortement réduite basée sur les radicaux d'acide nitreux présents, il subsiste une importante quantité de radicaux d'acide nitreux. En outre, on constate que, dans ce cas également, la présence d'acide nitrique libre contribue à accroître le degré de réduction de la quantité des radicaux d'acide nitreux.
Bien que l'invention ait été décrite en détail et en se référant à certaines de ses formes de réalisation spécifiques, l'homme de métier comprendra que diverses modifications peuvent y être apportées sans se départir de son esprit et de son cadre.
REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation de nitrate d'argent en dissolvant de l'argent métallique dans de l'acide nitrique et en les faisant réagir, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à la solution ainsi formée.
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