[go: up one dir, main page]

RU2738174C1 - Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка - Google Patents

Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка Download PDF

Info

Publication number
RU2738174C1
RU2738174C1 RU2020107518A RU2020107518A RU2738174C1 RU 2738174 C1 RU2738174 C1 RU 2738174C1 RU 2020107518 A RU2020107518 A RU 2020107518A RU 2020107518 A RU2020107518 A RU 2020107518A RU 2738174 C1 RU2738174 C1 RU 2738174C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silver
solution
silver nitrate
powder
ascorbic acid
Prior art date
Application number
RU2020107518A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Анатольевич Королев
Александр Тимофеевич Крестьянинов
Константин Леонидович Тимофеев
Владимир Александрович Шунин
Феликс Фариджанович Мухамадеев
Анастасия Александровна Зверева
Тимур Закариевич Гибадуллин
Original Assignee
Акционерное общество "Уралэлектромедь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Уралэлектромедь" filed Critical Акционерное общество "Уралэлектромедь"
Priority to RU2020107518A priority Critical patent/RU2738174C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2738174C1 publication Critical patent/RU2738174C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/02Obtaining aluminium with reducing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению тонкодисперсного серебряного порошка. Способ включает восстановление серебра в реакционном растворе путем капельной подачи раствора нитрата серебра с температурой 25°C с добавленным в него гуммиарабиком в раствор аскорбиновой кислоты, фильтрацию и сушку полученного осадка. Используют раствор аскорбиновой кислоты с концентрацией 10-30 г/дм3 и рН, равным 1-3, а раствор нитрата серебра - с концентрацией серебра 12-25 г/дм3. Гуммиарабик добавляют в раствор нитрата серебра в количестве 5-10% массы серебра, раствор нитрата серебра подают со скоростью 65-110 см3/мин при скорости перемешивания реакционного раствора 400-600 об/мин, а высушенный осадок размалывают и рассеивают с получением серебряного порошка с размером частиц D50 от 0,9 до 3,9 мкм. Обеспечивается получение тонкодисперсного порошка с высокой дисперсностью, удельной поверхностью и плотностью утряски. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при получении тонкодисперсного серебряного порошка обладающего следующими характеристиками: плотность утряски от 3,0 до 4,4 г/см3, удельная поверхность от 0,35 до 1,5 м2/г, размер частиц D50 от 0,9 до 3,9 мкм. Данный порошок может быть использован для приготовления электропроводящих паст, катализаторов, в медицинской диагностике, в оптических областях.
В мировой практике для получения подобных тонкодисперсных серебряных порошков чаще всего используют гидрометаллургический способ, основанный на восстановлении серебра из растворов его солей различными восстановителями с применением или без поверхностно-активных веществ.
Способ получения высоко-кристаллического серебряного порошка предполагает восстановление серебра из раствора нитрата серебра с концентрацией серебра от 30 до 65 г/дм3 раствором аскорбиновой кислоты с добавлением поливинилпирролидона или желатина. Расход поливенпирролидона варьировался от 31,4 до 62,9% от массы серебра, расход желатина от 6,3 до 9,4% от массы серебра. Подача раствора аскорбиновой кислоты в раствор азотнокислого серебра осуществлялась мгновенно. Полученные порошки обладали следующими характеристиками: размер частиц D50 от 0,5 до 10 мкм, отношение D10/D90 от 2,1 до 5,0, удельная поверхность от 0,1 до 1,0 м2/г, плотность утряски от 3,8 до 6,0 г/см3.(см патент ЕР 1 721 690 А1 опубликованный 15.11.2006 года по классу B22F 9/24(2006.01), B22F 1/00(2006.01))
Недостатком данного способа является использование в качестве диспергирующего агента поливинилпиролидона или желатина. Данные реагенты увеличивают вязкость раствора, что снижает скорость отстаивания осадка и скорость его фильтрации. Отмывка порошка от данных реагентов так же затруднена.
Способ получения частиц серебряного порошка с кристаллитами очень малого размера предполагает восстановление серебра из раствора его нитратной соли аскорбиновой кислотой с добавлением гуммиарабика, малеиновой кислоты, азотной кислоты и коллоидного раствора золота или серебра. Исходная концентрация серебра варьируется в пределах от 50,6 до 129,5 г/дм3. Расход гуммиарабика составляет от 17,4 до 41,7% от массы серебра, коллоидного раствора золота 1,7% от массы серебра. Раствор нитрата серебра подается в раствор восстановителя капельно со скоростью 2-4 см3/мин. Полученный серебряный порошок обладает следующими характеристиками: размер частиц D50 от 0.5 до 3,5 мкм, (D90-D10)/D50 < 2,2, (см. патент US 20130058826 опубликованный 07.03.2013 года)
Недостатками данного способа является: низкая производительность; применение дорогостоящих реагентов (коллоидный раствор золота); высокий расход гуммиарабика; получение порошка с узким диапазоном распределения частиц по размерам, что в свою очередь отражается на высокой степени усадки.
Способ получения квазисферических серебряных порошков с высокой шероховатостью поверхности предполагает восстановления серебра из раствора нитрата серебра с концентрацией серебра от 75,5 до 215,8 г/дм3 аскорбиновой кислотой с добавлением гуммиарабика в количестве от 8 до 25% от массы серебра. Раствор восстановителя мгновенно добавлялся в раствор нитрата серебра. При изменении таких параметров как исходных концентрация реагентов, температура растворов, уровень рН раствора нитрата серебра, расход гуммиарабика были получены порошки обладающие следующими характеристиками: средний размер частиц от 0,85 до 5,68 мкм, плотность утряски от 2,28 до 4,34 г/см3, удельная поверхность от 0,29 до 0,82 м2/г. (Peng Yin, Shouchao Liu, Qiuying Li, Xiaolei Chen, Weihong Guo, Chifei Wu// Highly surface-roughened quasi-spherical silver powders in back electrode past for silicon solar cells. Реферат доступен по ссылке https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1591/aa827d)
Недостатками этого способа являются: не достаточно полное восстановление серебра при избыточном расходе восстановителя; неконтролируемая скорость перемешивания реакционного раствора.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения серебряного порошка восстановлением серебра аскорбиновой кислотой из раствора нитрата серебра с добавлением гуммиарабика в качестве диспергирующего агента. Данный способ предполагает капельную подачу раствора нитрата серебра с предварительно растворенным в нем гуммиарабиком в раствор аскорбиновой кислоты со скоростью 6,7 см3/мин. Исходная концентрация серебра составляет 25,4 г/дм3. В процессе восстановления серебра производится корректировка рН с помощью раствора NH4OH. После завершения подачи раствора нитрата серебра полученную пульпу перемешивают еще в течение 30 минут при заданной температуре. Полученный порошок отделяют от раствора, промывают и сушат. При варьировании таких параметров как температура процесса (от 25 до 60°С), рН растворов аскорбиновой кислоты и азотнокислого серебра (от 1 до 4) и расход гуммиарабика (от 1 до 40% от массы серебра) получают серебряные порошки с размером частиц D50 от 1,8 до 3,1 мкм, плотностью утряски от 3,6 до 4,2 г/дм3, и удельной поверхности от 0,2 до 1,3 м2/г.(Wu Songping, Meng Shuyuan. Preporation of ultrafine silver powder using ascorbic acid as reducing agent and its application in MLCI//Materials Chemistry and Physics 89 (2005) 423-427)
Недостатками данного способа является низкая скорость подачи раствора, обеспечивающая получение серебряного порошка необходимого качества только в лабораторных масштабах, неконтролируемая скорость перемешивания реакционного раствора.
Общим недостатком описанных способов получения серебряных порошков является отсутствие сведений о скорости перемешивания растворов и отсутствие исследований влияния данного параметра на характеристики получаемых порошков.
Технической задачей изобретения является увеличение производительности способа, а так же обоснованный выбор скорости перемешивания реакционного раствора с получением серебряных порошков, характеристики которых как минимум не будут уступать характеристикам порошков полученных известным способом.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения серебряных порошков увеличивается скорость подачи реагента, при обосновано выбранной скорости перемешивания.
Предлагаемый способ позволяет при более высокой скорости подачи раствора нитрата серебра и скорости перемешивания реакционного раствора 400-600 об/мин получить порошок серебра со следующими характеристиками: плотность утряски от 3,0 до 4,4 г/см3, удельная поверхность от 0,35 до 1,5 м2/г, распределение по размерам D50 от 0,9 до 3,9 мкм.
Способ осуществляют следующим образом: раствор азотнокислого серебра получают путем растворения серебра кристаллического в растворе азотной кислоты до остаточной концентрации азотной кислоты в растворе не более 4-5 г/дм3. Далее полученный раствор разбавляют дистиллированной водой до необходимой концентраций серебра в растворе, и при перемешивании добавляют в него гуммиарабик в количестве 5 - 10% массы серебра. Раствор аскорбиновой кислоты готовят в отдельной емкости путем растворения необходимой навески реагента в дистиллированной воде. Подачу раствора нитрата серебра осуществляют с помощью перистальтического насоса через диспергирующую насадку с определенно заданной скоростью. Скорость варьировалась в пределах от 65 до 110 см3/мин. Диспергирующая насадка позволяет сохранить капельную подачу реагента при увеличении скорости подачи раствора. Условие капельной подачи реагента для данного способа является обязательным. Скорость перемешивания раствора аскорбиновой кислоты варьировалась в экспериментах от 400 до 600 об/мин. В процессе восстановления серебра кислотность раствора аскорбиновой кислоты поддерживают на заданном уровне путем подачи раствора аммиака в реакционную емкость. После подачи всего количества раствора азотнокислого серебра раствор перемешивают в течение 30 минут. Полученный осадок фильтруют, промывают дистиллированной водой и сушат при 60°С в вакууме. Высушенный порошок размалывают и рассеивают, после чего замеряют характеристики порошка. Плотность утряски замеряют с помощью прибора марки «Copley JV 1000/2000», удельную поверхность на приборе марки «NOVA 4200е», распределение по размерам замеряют на лазерном анализаторе размера частиц «HELOS/BR».
Сущность предложенного способа видна из примеров, обобщенных и представленных в таблице.
Figure 00000001
Скорость перемешивания раствора в процессе восстановления является важным технологическим параметром обеспечивающим получение порошков необходимого качества. Проведенные исследования влияния скорости перемешивания раствора на характеристики порошка показали что, снижение скорости перемешивания приводит к агломерированию частиц а, следовательно, к снижению плотности утряски до значений 2,1 г/см3 и ниже. Порошки, используемые для изготовления электропроводящих паст должны обладать высокой плотностью утряски, и высокой удельной поверхностью. Получение порошков при скорости перемешивания не менее 400 об/мин позволяет получить порошки с плотностью утряски более 3,0 г/см3 и удельной поверхностью не менее 0,35 м2/г.
Увеличение скорости подачи раствора нитрата серебра с 65 до 110 см3/мин в сравнении с известным способом за счет применения диспергирующей насадки приводит к снижению размера частиц порошка D50 с 5,0 до 2,4 мкм, плотности утряски с 4,5 до 3,8 г/см3 и увеличению удельной поверхности с 0,5 до 0,8 м2/г. Данные характеристики входят в диапазон характеристик порошков получаемых известным способом. Таким образом, изменение данного параметра влечет за собой увеличение производительности по серебру в 16 раз при сохранении характеристик конечного продукта.
Таким образом, использование предлагаемого способа получения тонкодисперсного порошка позволяет увеличить производительность, получая при этом порошки с высокой удельной поверхностью и высокой плотностью утряски.

Claims (1)

  1. Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка, включающий восстановление серебра в реакционном растворе путем капельной подачи раствора нитрата серебра с температурой 25°C с добавленным в него гуммиарабиком в раствор аскорбиновой кислоты, фильтрацию и сушку полученного осадка, отличающийся тем, что используют раствор аскорбиновой кислоты с концентрацией 10-30 г/дм3 и рН, равным 1-3, а раствор нитрата серебра - с концентрацией серебра 12-25 г/дм3, при этом гуммиарабик добавляют в раствор нитрата серебра в количестве 5-10% массы серебра, раствор нитрата серебра подают со скоростью 65-110 см3/мин при скорости перемешивания реакционного раствора 400-600 об/мин, а высушенный осадок размалывают и рассеивают с получением серебряного порошка с размером частиц D50 от 0,9 до 3,9 мкм.
RU2020107518A 2020-02-18 2020-02-18 Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка RU2738174C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107518A RU2738174C1 (ru) 2020-02-18 2020-02-18 Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107518A RU2738174C1 (ru) 2020-02-18 2020-02-18 Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738174C1 true RU2738174C1 (ru) 2020-12-09

Family

ID=73792553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020107518A RU2738174C1 (ru) 2020-02-18 2020-02-18 Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738174C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114523122A (zh) * 2022-02-18 2022-05-24 武汉长海电力推进和化学电源有限公司 一种不规则银粉的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1202712A1 (ru) * 1984-01-05 1986-01-07 Ярославский политехнический институт Способ получени порошка серебра
SU1477240A3 (ru) * 1985-09-18 1989-04-30 Аллами Пензверо (Инопредприятие) Способ получени серебр ного порошка
EP1721690A1 (en) * 2004-02-10 2006-11-15 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Highly crystalline silver powder and method for production thereof
US20130058826A1 (en) * 2011-03-08 2013-03-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making silver powder particles with very small size crystallites
CN106041123B (zh) * 2016-07-15 2018-07-31 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种太阳能电池正银用高活性空心银粉及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1202712A1 (ru) * 1984-01-05 1986-01-07 Ярославский политехнический институт Способ получени порошка серебра
SU1477240A3 (ru) * 1985-09-18 1989-04-30 Аллами Пензверо (Инопредприятие) Способ получени серебр ного порошка
EP1721690A1 (en) * 2004-02-10 2006-11-15 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Highly crystalline silver powder and method for production thereof
US20130058826A1 (en) * 2011-03-08 2013-03-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making silver powder particles with very small size crystallites
CN106041123B (zh) * 2016-07-15 2018-07-31 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种太阳能电池正银用高活性空心银粉及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WU SONGPING, Preparation of ultrafine silver powder using ascorbic acid as reducing agent and its application in MLCI. Materials Chemistry and Physics, 89(2-3), February 2005, p.423-427. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114523122A (zh) * 2022-02-18 2022-05-24 武汉长海电力推进和化学电源有限公司 一种不规则银粉的制备方法
CN114523122B (zh) * 2022-02-18 2024-05-24 武汉长海电力推进和化学电源有限公司 一种不规则银粉的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12415219B2 (en) Stable dispersions of monocrystalline nanometric silver particles
CN114619039B (zh) 一种球形银粉及其制备方法和导电浆料
RU2430169C2 (ru) Способ производства нанометрического, монодисперсного и стабильного металлического серебра и продуктов из него
CN101583449B (zh) 银微粉及其制造方法以及油墨
DE102006017696A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Metallpartikeln, hieraus hergestellte Metallpartikel und deren Verwendung
CN108117055B (zh) 一种电池级磷酸铁的制备方法和生产装置
CN101347841B (zh) 粒度可控高振实密度银粉的制备方法
CN105817641B (zh) 一种利用新生纳米晶种诱导生产金属粉末的制备方法
CN103624267A (zh) 一种连续法制备银粉的方法
JP2010043337A (ja) 銀粉及びその製造方法
JP5725699B2 (ja) 銀粉および銀粉の製造方法
CN1072120A (zh) 制造银金属细粉的方法
CN100438152C (zh) 用于碱性蓄电池的活性混合氢氧化镍阴极材料及其制备方法
RU2738174C1 (ru) Способ получения тонкодисперсного серебряного порошка
CN113547132A (zh) 一种水热法制备纳米银粉的方法及纳米银粉
CN116765417B (zh) 一种粒径分布集中的亚微米级银粉制备方法
JP5925350B2 (ja) 球状銀粉
US20050221179A1 (en) Active mixed nickel hydroxide cathode material for alkaline storage batteries and process for its production
KR100220627B1 (ko) 금속코발트 분말의 제조방법
CN1280198C (zh) 一种纳米级氧化银的制备方法
WO2025091848A1 (zh) 透明波尔多液纳米悬浮液
SU1202712A1 (ru) Способ получени порошка серебра
CN119927198A (zh) 一种单分散银钯合金粉及其制备方法
CN109290588B (zh) 一种单分散性三角纳米银的制备方法
CN115028451A (zh) 一种氧化铽纳米粉体的制备方法