Власники патенту RU 2251528:
Федеральне державне унітарне підприємство "Калузький науково-дослідний інститут телемеханических пристроїв" (RU)
Винахід відноситься до галузі хімічної технології. Отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) включає додаток до реакційного водного розчину, що містить мідь (II), аміак, сульфат в мольному співвідношенні, рівному 1,0: (3,5-45,0) :( 0,8-5,0 ), і має рН від 7,0 до 13,5 смешивающегося з водою розчинника, кристалізацію продукту, відділення кристалів від розчину і їх висушування. Для приготування реакційного водного розчину як джерело міді (II) і аміаку використовують відпрацьовані розчини травлення друкованих плат, що містять мідь (II), аміак, солі амонію. Запропоноване винахід знижує матеріальні витрати на отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) і дозволяє утилізувати токсичні відходи радіоелектронного виробництва. 4 з.п. ф-ли.
Винахід відноситься до способів отримання неорганічних комплексних сполук міді (II) з аміаком, зокрема, до способу отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) складу [Сu (NН3) 4] SO4 # X000B7; Н2 O, який може бути використаний в якості каталізатора в органічному синтезі, фунгіциду і мідного мікродобрива в сільському господарстві, для антибактеріальної обробки води, для отримання оксидної кераміки, для приготування розчинів травлення друкованих плат в радіоелектронної промисловості, для отримання інших сполук міді.
Відомий спосіб отримання крупнокристалічного моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) шляхом додавання водного розчину аміаку до пентагідрат сульфату міді з подальшим контактуванням отриманого водного розчину з етанолом, кристалізацією продукту, відділенням кристалів від розчину шляхом їх віджимання між листами фільтрувального паперу і висушуванням кристалів на повітрі при температурі від 30 до 40 # x000B0; З (Леонова О.В. Практикум по неорганическому синтезу. - М. Вища школа, 1977, С.146).
Недоліком способу є тривалість процесу отримання продукту і необхідність додаткових витрат на реагенти: пентагідрат сульфату міді і розчин аміаку.
Недоліком способу є необхідність додаткових витрат на реагенти: пентагідрат сульфату міді і розчин аміаку.
Найбільш близьким до заявленого винаходу є спосіб отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II), що включає приготування реакційного водного розчину, що містить мідь (II), аміак, сульфат, додаток смешивающегося з водою розчинника, кристалізацію продукту, відділення кристалів від розчину і їх висушування (Керівництво по препаративної неорганічної хімії (під ред. Брауера Г.) - М. Вид-во іноз. лит. 1956, С.470). Для приготування реакційного водного розчину в прототипі в якості джерела міді (II) і аміаку використовують пентагідрат сульфату міді (II) і 15% -ний розчин аміаку, а в якості смешивающегося з водою розчинника - етанол. Спосіб отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) заснований на наступних реакціях:
Спосіб дозволяє отримати моногідрат сульфату тетрааммінмеді (II), точно відповідний формулі [Сu (NН3) 4] SO4 # X000B7; Н2 O.
Недоліком вказаного способу є необхідність додаткових витрат на реагенти: пентагідрат сульфату міді і розчин аміаку.
При створенні пропонованого винаходу ставилася задача знизити матеріальні витрати на отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) і утилізувати токсичний відхід радіоелектронного виробництва - відпрацьований розчин травлення друкованих плат.
Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) включає приготування реакційного водного розчину, що містить мідь (II), аміак, сульфат, додаток смешивающегося з водою розчинника, кристалізацію продукту, відділення кристалів від розчину і їх висушування.
Новим в цьому способі є те, що для приготування реакційного водного розчину як джерело міді (П) і аміаку використовують відходи радіоелектронного виробництва - відпрацьовані розчини травлення друкованих плат, що містять мідь (II), аміак, солі амонію, і готують реакційний водний розчин, що містить мідь (II), аміак, сульфат в мольному співвідношенні, рівному 1,0: (3,5-45,0) :( 0,8-5,0), і має рН від 7,0 до 13,5. Змішується з водою розчинник переважно вибирають з групи, що складається з метанолу, етанолу, пропанолу, третбутанола, пропанона, ацетонітрилу, формамід, диметилформаміду, диметилсульфоксиду, діоксану, тетрагидрофурана. Як смешивающегося з водою розчинника бажано використовувати суміш, що складається принаймні з двох органічних розчинників, вибраних з групи, що складається з метанолу, етанолу, пропанолу, бутанола, пентанол, гексанол, гептанол, октанола, бензилового спирту, пропанона, бутанон, пентанона, ацетонітрилу, формамід, диметилформаміду, диметилсульфоксиду, діетілсульфоксіда, діоксану, тетрагидрофурана. З тією ж метою бажано використовувати суміш води і органічного розчинника, вибраного з групи, що складається з метанолу, етанолу, пропанолу, третбутанола, пропанона, ацетонітрилу, формамід, диметилформаміду, диметилсульфоксиду, діоксану, тетрагидрофурана, з концентрацією органічного розчинника від 30,0 до 99 , 9 об.%.
Спосіб отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) полягає в додаванні до відпрацьованого розчину травлення друкованих плат смешивающегося з водою розчинника, виділення моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) в кристалічній формі, відділенні кристалів від розчину відомими методами, промиванні (при необхідності) кристалів розчинником, висушуванні кристалів . У разі необхідності склад реакційного водного розчину перед додаванням розчинника коректують шляхом додавання сульфату амонію до досягнення оптимального мольної співвідношення мідь (II): аміак: сульфат, рівного 1,0: (3,5-45,0) :( 0,8-5 , 0), і оптимального значення рН від 7,0 до 13,5.
Спосіб отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) заснований, зокрема, на наступних реакціях:
Відпрацьовані розчини травлення друкованих плат є одним з основних видів відходів радіоелектронного виробництва, які утворюються в великих кількостях при виробництві друкованих плат і підлягають нейтралізації (Ільїн В.А. Технологія виготовлення друкованих плат. - Л. Машинобудування, 1984, С.70), що вимагає значних витрат. Для отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) необхідно використовувати відпрацьовані розчини травлення друкованих плат, що містять мідь (II), аміак, солі амонію, наприклад мідноаміачні (на основі хлориду міді (II), аміаку, хлориду амонію), меднощелочние (на основі хлориду міді (II), аміаку, хлориду амонію, карбонату амонію), медносульфатние (на основі сульфату міді (II), аміаку, сульфату амонію), пероксодісульфатние (на основі сульфату міді (II), аміаку, сульфату амонію, пероксодісульфата амонію). Заявлений спосіб дозволяє отримати моногідрат сульфату тетрааммінмеді (II) шляхом переробки відпрацьованих розчинів травлення друкованих плат різного складу.
Для виділення кристалічного моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) до реакційного водного розчину необхідно додавати що змішується з водою розчинник, який надає на продукт висаліваются дію. Зазначений розчинник, крім здатності розчинятися у воді (повністю або обмежено), повинен мати наступні властивості: не розчиняти і не руйнувати сульфат тетрааммінмеді (II) в розчині, мало впливати на значення рН реакційного водного розчину, незначно взаємодіяти з аміаком, розчиняти солі амонію, не викликати утворення мікрокристалів або колоїдних частинок моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II).
За експериментальними даними такими властивостями володіють спирти і кетони з невеликими алкільними радикалами (метанол, етанол, пропанол-1, пропанол-2, третбутанол, пропанон), а також ацетонитрил, формамід, диметилформамід, диметилсульфоксид, діоксан, тетрагідрофуран. За експериментальними даними для висолювання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) з реакційного водного розчину також можна використовувати суміші органічних розчинників, один з яких змішується з водою, а інший хоча б обмежено розчинний у воді, наприклад суміш етанол-ацетон, етанол-бензиловий спирт. Для виділення продукту з реакційного водного розчину бажано використовувати суміш води і органічного розчинника, добре розчинної у воді, наприклад суміш вода-етанол, вода-діоксан. При цьому концентрація органічного розчинника в суміші з водою не повинна бути нижче 30 об.%, Так як в противному випадку вихід моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) значно знижується через надмірне розведення реакційного розчину водою і малого змісту висаліваются речовини.
Для отримання моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) з високим виходом бажано встановлювати в реакційному водному розчині певне значення рН. За експериментальними даними, при значеннях рН реакційного водного розчину нижче 7,0 з розчину замість моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) може випасти осад гідроксосульфатов міді (II). При рН від 7,0 до 13,5 з реакційного водного розчину кристалізується моногідрат сульфату тетрааммінмеді (II) без домішки інших речовин. Верхня межа інтервалу значень рН визначається концентрацією гідроксид-іонів, що створюється в концентрованому розчині аміаку. Тому для отримання з високим виходом моногідрату сульфату тетрааммінмеді (II) без домішки інших речовин слід готувати реакційний водний розчин з оптимальним значенням рН від 7,0 до 13,5.
Приклад 1 (по прототипу).
5,0 г розтертого пентагідрату сульфату міді розчиняють в суміші 7,5 мл 25% -ного розчину аміаку і 5 мл води. До отриманого розчину при перемішуванні додають 7,5 мл етанолу. Розчин залишають стояти при кімнатній температурі в закритій посудині протягом 40 год. Осад відфільтровують на скляному фільтрі ПОР 40 при зниженому тиску, промивають спочатку сумішшю етанолу та 25% -ного розчину аміаку (1: 1), потім сумішшю етанолу та діетилового ефіру (1 : 1). Кристали висушують при кімнатній температурі до повітряно-сухого стану. Вихід 96,0%.
Знайдено,%: Сu - 25,8; NH3 - 27,3; SO