WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 13 |

«...»

-- [ Страница 9 ] --

Рисунок 5.4 – Принципиальная схема электрохимического способа получения хлоридов трехвалентного и четырехвалентного титана Во втором электролизере межэлектродные пространства разделяют анионитовой мембраной. Предложены оптимальные условия процесса: С (HCl) = 5 моль/л, i = 500-2000 А/м2, при окислении i = 200-400 А/м2, t = 250C. При электролизе с течением времени начинают выпадать кристаллы сульфата титана. На способ получения хлорида четырехвалентного титана получен инновационный патент РК [59].

Процесс растворения титана в сернокислом растворе при поляризации промышленным переменным током протекает с образованием раствора сульфата трехвалентного титана, о чем свидетельствует фиолетовый цвет раствора. Образец соли, полученной после электролиза анализировали рентгенофазовым методом (ДРОН-4).

При этом установлено, что в его составе преимущественно содержится Ti2(SO4)3 · 5H2O, рентгенограмма образца представлена на рисунке 5.5.

Сульфат четырехвалентного титана используется в качестве исходного соединения в производстве высококачественного белого пигмента.

Рисунок 5.5 – Рентгенограмма образца сульфата титана (III) после В настоящее время в промышленности сульфат титана (IV) Ti(SO4)2 получают по сложной многостадийной технологии.

Известный способ получения сульфата четырехвалентного титана имеет следующие недостатки:

• Процесс протекает при высоких температурах т.е. при 180-240 0С.

• В качестве титансодержащего реагента используется диоксид титана, являющийся дефицитным и дорогим реагентом.

• Для синтеза применяется концентрированная серная кислота, работа с которой требует особой осторожности.

Сущность, нового электрохимического способа [60] получения сульфата четырехвалентного титана заключается в первоначальном электрохимическом растворении титана в растворе серной кислоты при поляризации промышленным переменным током с последующим анодным окислением образующегося трехвалентного титана до четырехвалентного в анодном пространстве электролизера, отделенного от катодного пространства катионитовой мембраной. Установлены оптимальные условия процесса: i = 600-1200А/м2, С (H2SO4) = 5 моль/л, i (анодного тока) = 100-400 А/м2. При этом эффективность процесса по использованию тока составляет 78,2-85,6 %.

Таким образом, предложенный способ имеет следующие преимущества:

• Синтез сульфата четырехвалентного титана протекает при комнатной температуре.

• В качестве титансодержащего компонента используются не дефицитные и дорогостоящие реагенты, а применяются ломы, стружки металлического титана, что существенно уменьшает стоимость получаемого сульфата четырехвалентного титана.

• При синтезе не применяется концентрированная серная кислота, что улучшает условия труда.

• Растворение титана производится при поляризации промышленным переменным током, упрощается аппаратурное оформление процесса.

На разработанный способ получения сульфата четырехвалентного титана получен инновационный патент РК [60].

Одним из важнейших соединений титана, имеющих практическое значение, является титанилсульфат амминия. Нами разработаны условия синтеза данного соединения с использованием переменного тока. По результатам рентгенофазового анализа полученный образец состоит преимущественно из -(NH4)2[TiO(SO4)2] с примесями TiO2 [61].

Следует отметить, что двойная сернокислая соль титана и аммония – сульфатотитанилат (или титанилсульфат) аммония хорошо растворяется в воде и более устойчива к гидролизу, чем сульфат титана. Указанное соединение используется для дубления кож, низа обуви. Кожи титанового дубления имеют белый цвет, температуру сваривания около 95 °С и гигротермическую устойчивость приблизительно 98 0С. Основность этой соли 42-47%, а содержание диоксида титана не менее 19%. По внешнему виду сульфатотитанилат аммония представляет собой белый кристаллический порошок. Его растворы в воде содержат до 70 г/л ТiО2.

В промышленности титанилсульфат (сульфатотитанилат) аммония получают путем действия горячей серной кислоты на диоксид титана, в результате образуется титанилсульфат, который легко образует комплекс (NH4)2[TiO(SO4)2] при взаимодействии с сульфатом аммония.

Предложено два способа получения титанилсульфата аммония [60,61]. Первый основан на предварительном получении сульфата четырехвалентного титана по описанному выше способу [60] с последующим добавлением стехиометрического количества сульфата аммония. Второй способ заключается в растворении титановых электродов при поляризации промышленным переменным током в растворе, содержащем серную кислоту и сульфат аммония с последующим анодным окислением полученного раствора [61].

5.2. Электросинтез соединений молибдена Как показали результаты исследований, при поляризации молибдена промышленным переменным током в водных растворах, наблюдается растворение молибдена с образованием его неорганических соединений [53, 55, 56].

С целью установления закономерностей электрохимического растворения молибдена и определения оптимальных параметров с последующей разработкой способов получения его соединений методом электролиза переменным током проведены эксперименты, посвященные электроокислению данного металла в следующих электролитах: серная, соляная, азотная и фосфорная кислоты, гидроксид, карбонат, хлорид натрия и нитрата аммония. Исследовано влияние плотности тока, продолжительности электролиза, концентрации и температуры электролита на процесс электрорастворения молибдена.

С целью интенсификации процесса электрорастворения молибдена электролиз проводили с заменой одного из молибденовых электродов на титановый и танталовый. Практика применения последних в качестве вспомогательных электродов показала, что они пропускают ток преимущественно в одном направлении, частично выпрямляя его и создавая благоприятные условия для проведения целенаправленного процесса окисления. Растворение молибденового электрода в паре с титановым можно объяснить следующим образом: в анодном полупериоде переменного тока на титановом электроде образуется оксидная пленка, обладающая полупроводниковыми свойствами, которая приводит к прекращению протекания электрического тока в цепи, и как следствие, на молибденовом электроде, находящегося в этот момент в катодном полупериоде, никакая электрохимическая реакция практически не протекает. В катодном полупериоде на титановом электроде выделяется газообразный водород, а также происходит частичное восстановление оксидной пленки титана. В этот момент молибденовый электрод будет находиться в анодном полупериоде и имеет возможность растворяться.

Максимальные значения скорости растворения молибдена при использовании в качестве второго вспомогательного электрода тантала составила 8,3 мг/см2·мин в растворе соляной кислоты, а при использовании титана примерно 460 мг/см2·час в щелочной среде.

По результатам исследований разработан электрохимический способ получения парамолибдата аммония, сущность которого заключается в проведении электролиза молибденовой пластинки и титановой проволоки под действием переменного тока в 3 М растворе нитрата аммония. Затем раствор молибдата аммония подщелачивали аммиаком и выпаривали. В результате образовались кристаллы парамолибдата аммония. Выход по току образования соли составил 92,3%. Кристаллы парамолибдата аммония анализировались рентгенофазовым и химическим методами [62].

Парамолибдат аммония применяется для производства триоксида молибдена, который, в свою очередь, служит исходным сырьем для получения металлического молибдена. Также он находит широкое применение в аналитической химии – для определения фосфат-ионов, силикат-ионов.

парамолибдата аммония при поляризации молибденового электрода промышленным переменным током с частотой 50 Гц.

Необходимо отметить, что существующие способы имеют следующие недостатки:

- интенсивное выделение в атмосферу оксидов азота, что приводит к ухудшению условий труда;

- высокая агрессивность травильного раствора;

- процесс растворения металла практически неуправляем.

Предложенный способ имеет следующее преимущества:

- предотвращается выброс в атмосферу токсичных оксидов азота;

- нет необходимости применения дорогостоящего оборудования выпрямителя тока;

- снижение расхода электроэнергии в 5-6 раз, в силу того, что напряжение между электродами при применении переменного тока в 3- раза ниже, чем при использовании постоянного тока.

Электрохимическое окисление вольфрама может протекать по реакциям:

В растворах щелочи вольфрам при анодном активировании переходит в раствор в шестивалентном состоянии в виде ионов WO42- по уравнению:

поляризации вольфрамового электрода в щелочных средах постоянным током растворение протекает с высокой скоростью растворения, но напряжение при этом составляет 20 В [63]. Нами исследовано электрохимическое растворение вольфрамового электрода при поляризации переменным током промышленной частоты в растворах серной, соляной, азотной кислот, гидроксида натрия, карбоната натрия, нитрата натрия и с добавлением перекиси водорода и нитрита натрия в некоторые исследуемые электролиты. Показано, что использование переменного тока позволяет осуществлять процесс при высоких плотностях тока, устраняя пассивацию, что, в свою очередь, повышает эффективность и обеспечивает интенсификацию процессов. Необходимо отметить, что при поляризации переменным током напряжение не превышает 5 В, что приводит к экономии электроэнергии в 4 раза.

По результатам исследований электрохимического поведения вольфрама в щелочных растворах разработан электрохимический способ получения вольфрамата натрия и получен инновационный патент РК [64].

Существующие химические способы получения вольфрамата натрия имеют ряд недостатков:

- проведение процессов при высоких температурах и давлениях;

- использование сложного дорогостоящего оборудования;

- большой расход дефицитного реактива вольфрамата кальция;

К недостаткам же электрохимического способа [63] можно отнести следущее:

- использование высококонцентрированной щелочи, что приводит к ухудшению условий труда;

- необходимость использования дорогостоящего выпрямляющего оборудования;

- при электролизе напряжение между электродами может превышать 15-20 В, что повышает расход электроэнергии.

В предлагаемом авторами [64] электрохимическом способе получения вольфрамата натрия поставленная задача достигается путем поляризации двух вольфрамовых электродов промышленным переменным током в 0,5-1М растворах гидроксида натрия при плотностях тока на вольфрамовых электродах 2000-5000 А/м2. Растворение вольфрамовых электродов происходит в анодном полупериоде переменного тока с образованием вольфрамата натрия.

Таким образом, на основании экспериментальных данных установлено, что при поляризации переменным током интенсивное растворение титана наблюдается в кислых средах, а молибдена и вольфрама - в щелочных средах. Показана возможность получения промышленно важных соединений указанных тугоплавких металлов электрохимическим методом. Разработаны способы получения хлорида и сульфата четырехвалентного титана, титанилсульфата аммония, парамолибдата аммония и вольфрамата натрия.

6. Электросинтез соединений фосфора и мышьяка 6.1. Электросинтез фосфидов меди и никеля и фосфорной кислоты.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 13 |
 


Похожие работы:

«ИЗДАТЕЛЬСТВО московского УНИВЕРСИТЕТА 1985 УДК 631. Орлов Д. С. Химия почв: Учебник. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. — 376 с. ил. В учебнике последовательно излагаются вопросы истории химии почв, ее ис­ пользования в практике сельского хозяйства, химические свойства и состав глав­ нейших типов почв, ведущие химические процессы и химические равновесия в поч­ вах, фундаментальные законы ионообменной способности почв, формирования кислот­ ности и щелочности, окислительно-восстановительных режимов....»

«ОБЗОРНЫЕ РАБОТЫ Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2012. – Т. 21, № 4. – С. 5-19. УДК 550.4.574 ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСОВ ХИМИКО-БИОТИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В БИОСФЕРЕ © 2012 С.А. Остроумов Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва (Россия) Поступила 11.01.2012 Рассмотрены две проблемы, связанные с современной типологией видов вещества в биосфере. Согласно традиционным представлениям, в биосфере представлено живое и неживое вещество. Для внесения вклада...»

«Обзор красноярских СМИ c 18 июня по 24 июня 2012 года Обзор красноярских СМИ за 18 июня 2012 года Краевые депутаты возьмут под контроль ситуацию в Сибирском федеральном университете Для этих целей Законодательное собрание формирует рабочую группу. Она доработает соглашение с Федеральным агентством по образованию, срок которого истекает в июле, и подготовит отчет по всем проблемным вопросам в вузе. На недавнем заседании комитета парламента депутатам представили доклад о работе СФУ. Выяснилось,...»

«МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР Государственный дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт ГИПРОДОРНИИ РУКОВОДСТВО ПО СОСТАВУ МАТЕРИАЛОВ РАЗДЕЛА ПРОЕКТА (РАБОЧЕГО ПРОЕКТА) ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Часть I Автомобильные дороги и мостовые переходы Одобрено Минавтодором РСФСР от 18 апреля 1984 г. протокол № 23 Москва 1984 Руководство разработано по заданию Главдортеха, утвержденному Минавтодором РСФСР 01.02.1983 г. В нем изложены основные методики расчета степени...»

«Ю.П. Холюшкин, Е.Е. Витяев, В.С. Костин ЗАДАЧИ АРХЕОЛОГИИ И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГУМАНИТАРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Выпуск 18 Новосибирск 2013 УДК 004.9 + 902.1 + 930.1 + 303.05 ББК Т400 + 63.03 + 63.400 РЕДКОЛЛЕГИЯ Главный редактор академик РАЕН, д.и.н. Ю.П. Холюшкин Заместитель главного редактора д.ф.-м.н. Е.Е. Витяев (ИМ СО РАН) Ответственный секретарь: В.С. Костин (ИЭОПП СО РАН, Новосибирск) Редколлегия: академик РАЕН, д.и.н., профессор Л.И. Бородкин, д.и.н., профессор В.Н....»

«Люди, нефть, птицы Обзор мирового опыта спасения птиц при нефтяном загрязнении ПОДГОТОВЛЕНО В РАМКАХ ПАРТНЕРСТВА Люди, нефть, птицы Обзор мирового опыта спасения птиц при нефтяном загрязнении Авторы благодарят членов Союза охраны птиц России С. Л. Смирнову и В. В. Романова, чья преданность делу спасения птиц вдохновляла их на создание этого пособия, В. А. и Е. В Зубакиных, также оказавших большую поддержку этой работе, докт. биол. наук Ю. В. Краснова за ценные советы и рекомендации при...»

«3.2. Проекты в стадии ОКР 2.1 ЭкзоМарс Проект ЭкзоМарс – совместный российско-европейский проект по исследованию Марса. В рамках проекта планируется как выполнение ранее планировавшихся исследований, так и решение принципиально новых научных задач. Важными аспектами проекта являются создание объединенного с ЕКА наземного комплекса приема данных и управления межпланетными миссиями и объединение опыта Роскосмоса и ЕКА при разработке технологий для межпланетных миссий. Проект может рассматриваться...»

«2.3. КЛАСТЕР НАНОХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ Целью образования кластера является координирование научно-исследовательской и инновационной деятельности 11 учебно-научных лабораторий химического отделения Института естествознания, комплексного и более продуктивного использования закупаемого в 2008 году научного оборудования в рамках реализации ИОП, рост качества подготовки специалистов посредством повышения уровня аудиторной работы, научно-исследовательской деятельности студентов и преподавателей на...»

«Garland Publishing, Inc. New York London 3 Б. Албертс Д. Брей Дж. Льюис М. Рэфф К. Робертс Дж. Уотсон МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ 2-е ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ В 3-х томах 1 Перевод с английского канд. биол. наук Т.Н. Власик канд. биол. наук В. П. Коржа, канд. биол. наук В.М. Маресина, Т.Д. Аржановой, Г. В. Крюковой под редакцией акад. Г. П. Георгиева, д-ра биол. наук Ю.С. Ченцова Москва Мир 1994 4 ББК 28.070 М75 УДК 576.32/36 Федеральная целевая программа книгоиздания России...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.