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本文提出了一个以精铋为原料合成枸橼酸铋钾的新工艺。分别采用两步法和一步法合成枸橼酸铋,再由枸橼酸铋合成枸橼酸铋钾。
两步法合成枸橼酸铋的实验结果表明,滴加终点pH值和反应温度对中间体次硝酸铋产物铋含量和铋沉淀率的影响很大;合成温度、原料配比(n<,cit>/n<,Bi>)、枸橼酸浓度的增大均导致枸橼酸铋产物铋含量的上升。在滴加终点pH值为1.5、反应温度为50℃、Bi<3+>离子浓度为100g·L<-1>、时间为40min的条件下,铋沉淀率达到99.69%,中间体次硝酸铋产物的铋含量为72.38%,与药用次硝酸铋的铋含量(72.4%)非常接近;当合成温度为100℃、原料配比(n/F<,Bi>)为2、枸橼酸浓度为1mol·L<-1>时,枸橼酸铋产物的铋含量为52.46%,与其理论铋含量(52.51%)很接近。
在一步法合成枸橼酸铋的实验中,反应终点pH值、合成温度对枸橼酸铋产物铋含量和铋沉淀率的影响都非常显著。在合成温度为30℃、反应终点pH值为2.5、Bi<3+>离子浓度为200g·L<-1>、原料配比(n<,cit>/r<,Bi>)为l、反应时间为40min的条件下,铋沉淀率达到98.81%,枸橼酸铋产物的铋含量为52.32%,与其理论值相吻合。
枸橼酸铋钾合成实验结果证明,合成温度的升高、原料配比(n<,K>/n<,Bi>)的减小、枸橼酸钾浓度的增大都导致枸橼酸铋钾产物的铋含量升高,而钾含量降低;随着浓缩比的提高、乙醇用量的增大、结晶时间的延长,铋的沉淀率增大。当合成温度为60℃、原料配比(n<,K>/n<,Bi>)为3.075、枸橼酸钾浓度为0.5mol·L<-1>、浓缩比为2.45、结晶乙醇用量(V<,乙醇>/V<,母液>)为0.45、结晶时间为15min时,枸橼酸铋钾产物的铋和钾含量分别为29.52%和16.58%,与其理论值(分别为29.67%和16.62%)非常接近,铋沉淀率为99.98%。
通过结晶动力学研究,发现枸橼酸铋钾的结晶过程符合阿乌拉米方程,枸橼酸铋钾晶体是按照片状晶体二维方式成核生长的。
与传统的枸橼酸铋钾合成工艺相比,本文提出的以精铋为原料合成枸橼酸铋钾的工艺具有不使用氨水、过程温度低、无需制备次硝酸铋中间体等优点,为枸橼酸铋钾的制备提供了一条切实可行的途径。