Способ получения растворов феррата (vi) натрия


 

C25B1 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2422557:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (RU)

Изобретение относится к способам получения растворов ферратов (VI) натрия, которые могут быть использованы для очистки сточных вод промышленных производств. В предложенном способе анодное растворение железа проводят в бездиафрагменном электролизере, изготовленном из фторопласта. Анодом служит, например, пластина из трансформаторной стали площадью 10 см2, катодом, например, - серебряная пластина площадью 6 см2. Площадь анода больше площади катода в 1,5-2 раза. Электролитом служит водный, насыщенный при комнатной температуре раствор гидроксида натрия концентрации 17-20 моль/л. На электроды подают постоянный ток. Систему регулируют таким образом, чтобы плотность тока на аноде составляла 0,3 А/см2. Поддержание температуры в заданных пределах (70-85°С) осуществляют регулированием расхода проточной холодной воды в «водяной рубашке» электролизера. Электролиз ведут в течение 5-15 минут. В результате получаются растворы феррата (VI) натрия концентрацией 0,245 г-экв/л. Использование данного способа позволяет увеличить концентрацию феррата (VI) натрия в растворе до 0,245 моль/л и уменьшить расход электрической энергии на образование моля продукта, что является техническим результатом изобретения.

 

Изобретение относится к способам получения растворов ферратов (VI) натрия, которые могут быть использованы для очистки сточных вод промышленных производств.

Известен способ получения ферратов натрия путем того, что в двухкамерный электролизер из фторопластов или металлических сосудов, футерованных полиэтиленом высокого давления с перфорированной диафрагмой из фторопласта, заливают раствор гидроксида натрия концентрации 1-10 моль/л. В католит помещают серебряный электрод, а в анолит - пластину металлического железа, предварительно активированную в токе метана при 150-200°С. Электролизер находится в ванне с проточной водой для охлаждения анолита до 20-25°С. Электролиз ведут при плотности тока 0,6-17,5 А/см2. В результате образуются растворы соединений железа-окислителя, в которых фиксируется от 4 до 6 г-экв. окислителя на 1 моль железа [АС №1604863, C25B 1/00].

Недостатком данного способа является низкая концентрация феррата (VI) натрия в получаемом растворе. Активация анода в токе метана является дополнительной технологической операцией.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения раствора феррата (VI) натрия анодным растворением металлического железа в растворе гидроксида натрия при нагревании. Анодное растворение ведут в диафрагменном электролизере при плотности тока 0,1-0,5 А/см2 в растворе гидроксида натрия с концентрацией 17-20 М при температуре 70-85°С [АС №1567655, C25B 1/00].

Недостатком данного способа является низкая концентрация феррата (VI) натрия (0,096 моль/л), большой расход электроэнергии.

Технический результат, на решение которого направлено данное изобретение, является повышение концентрации получаемого раствора феррата (VI) натрия и снижение расхода электрической энергии.

Технический результат достигается тем, что анодное растворение металлического железа ведут в растворе гидроксида натрия при плотности тока 0,1-0,5 А/см2 и концентрации раствора гидроксида натрия 17-20 М при температуре 70-85°С, причем анодное растворение металлического железа ведут в растворе гидроксида натрия в бездиафрагменном электролизере в оптимальном интервале времени от 5 до 15 минут, при этом площадь анода больше площади катода в 1,5-2 раза, что приводит к изменению механизма процесса.

Способ осуществляется следующим образом. Анодное растворение железа проводят в бездиафрагменном электролизере, изготовленном из фторопласта. Опытным путем было подобрано оптимальное соотношение площадей катода и анода и времени анодного растворения металлического железа в растворе гидроксида натрия. Площадь анода в 1,5-2 раза больше площади катода, а время анодного растворения металлического железа в растворе гидроксида натрия находится в оптимальном интервале 5-15 минут. Анодное растворение металлического железа в растворе гидроксида натрия не следует проводить менее 5 минут из-за низкой концентрации получаемого феррата (VI) натрия и более 15 минут, так как концентрация феррата (VI) натрия перестает повышаться.

Пример способа получения растворов феррата (VI) натрия

Анодом служит, например, пластина из трансформаторной стали площадью 10 см2, катодом, например, - серебряная пластина площадью 6 см2. Электролитом служит водный насыщенный при комнатной температуре раствор гидроксида натрия концентрации 20 моль/л. На электроды подают постоянный ток. Систему регулируют таким образом, чтобы плотность тока на аноде составляла 0,3 А/см2. Поддержание температуры в заданных пределах (70-85°С) осуществляют регулированием расхода проточной холодной воды в «водяной рубашке» электролизера. Электролиз ведут в течение 15 минут. В результате получаются растворы феррата (VI) натрия концентрацией 0,245 г-экв/л.

В предлагаемом изобретении анод имеет большую площадь, а катод - меньшую и благодаря этому количество подходящих ионов феррата (VI) натрия к катоду незначительно, что повышает концентрацию феррата (VI) натрия и также значительно повышает скорость окисления FeO42- в FeO4- по сравнению со скоростью обратной реакции.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом (концентрация феррата 0,096 моль/л) позволяет увеличить концентрацию феррата (VI) в растворе (0,245 моль/л) и уменьшить расход электрической энергии на образование моля продукта, уменьшить время анодного растворения металлического железа в растворе гидроксида натрия, упростить конструкцию.

Способ был опробован в лабораторных условиях факультета ВХС ФГОУ ВПО ОмГАУ.

Способ получения растворов феррата (VI) натрия анодным растворением металлического железа в растворе гидроксида натрия при плотности тока 0,1-0,5 А/см2, с концентрацией 17-20 моль/л, при температуре 70-85°С, отличающийся тем, что анодное растворение металлического железа ведут в растворе гидроксида натрия в бездиафрагменном электролизере в оптимальном интервале времени от 5 до 15 мин, причем площадь анода больше площади катода в 1,5-2 раза.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения композиционных катодов для ионно-плазменного напыления многокомпонентных наноструктурных нитридных покрытий и может быть использовано в химической, станкоинструментальной промышленности, машиностроении, металлургии для получения наноструктурных покрытий методом ионно-плазменного напыления.

Изобретение относится к области производства электролизного мембранного оборудования, а именно к способу производства контактных полос, в частности, для электролизеров (мембранных ячеек).

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к улучшенному электрокатализатору из сульфида благородного металла на носителе из углерода, который может быть включен в состав газодиффузионных электродов, например, для водного электролиза хлористоводородной кислоты.
Изобретение относится к области электрохимии, в частности к способу изготовления анода, пригодного для проведения электролиза растворов хлоридов щелочных металлов.

Изобретение относится к конструктивному элементу мембранных электролизеров, в частности к изолирующей рамке электролизной ячейки, имеющей микроструктурированный внутренний участок, обеспечивающий проникновение электролита даже в том случае, если этот структурированный участок частично или полностью перекрыт мембраной, и к электролизной ячейке, оснащенной такой рамкой.

Изобретение относится к технологии и устройствам для получения водорода и кислорода путем электролиза водного раствора электролита для использования в топливно-энергетическом комплексе, в промышленности, автомобильном транспорте и коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к электротехническим устройствам производства удобрений и может быть использовано при изготовлении вертикального трубчатого проточного электролизера-реактора для получения гуминосодержащего продукта, который гидравлически соединен с помощью насоса-дозатора с технологическим смесителем по замкнутой циркуляционной схеме, и выполнен с параллельными друг к другу и тангенциально, по касательной, к поверхности цилиндра входным и сливным патрубками, и неподвижными электродами, соединенными с источником постоянного электрического тока.

Изобретение относится к области получения сжатых газов, а именно к установкам для получения сжатого газа с использованием погруженного в водоем электролизера

Изобретение относится к способу получения галогенированного соединения, содержащего карбонильную группу, путем электрохимической реакции соответствующего соединения, содержащего карбонильную группу, с гидрогалогенидом Н-Х, органическим галогенидом R -X и/или галогенидной солью Мn+-Хn - в по существу безводных условиях, причем X означает атом хлора, брома или йода, R означает алкильную или арильную группу, которая может быть линейной или разветвленной, при необходимости содержащей один или более гетероатомов, таких как кислород, азот, хлорид, бромид, фторид или йодид, от которых атом галогена X может быть отщеплен электрохимически, Мn+ означает катион четвертичного аммония, щелочноземельного металла, щелочного металла или металла, и n есть целое число от 1 до 5 в зависимости от валентности катиона металла Мn+

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к изготовлению мембранной электролизной ячейки с анодным и катодным отделениями, в которой по меньшей мере одно из этих двух отделений содержит газодиффузионный электрод, и между газодиффузионным электродом и мембраной расположен плоский пористый элемент, пересекаемый потоком электролита
Изобретение относится к газодиффузионному электроду, преимущественно для ячеек хлор-щелочного электролиза, интегрированному в перколятор из пластмассового пористого материала, пригодного для вертикального прохождения по нему нисходящего потока электролита
Изобретение относится к газодиффузионному электроду, преимущественно для ячеек хлор-щелочного электролиза, интегрированному в перколятор из пластмассового пористого материала, пригодного для вертикального прохождения по нему нисходящего потока электролита

Изобретение относится к устройству для разрушения однородности электрических контактов в потоке каустической соды, получаемой в хлорно-щелочных установках с ртутным катодом

Изобретение относится к электролитической ячейке типовой одноэлементной конструкции для хлорщелочных электролитических установок, которая содержит анодное отделение и катодное отделение, причем каждое из двух отделений содержит электрод, соединенный с задней стенкой соответствующего отделения с помощью параллельных перемычек

Изобретение относится к электролитической ячейке типовой одноэлементной конструкции для хлорщелочных электролитических установок, которая содержит анодное отделение и катодное отделение, причем каждое из двух отделений содержит электрод, соединенный с задней стенкой соответствующего отделения с помощью параллельных перемычек
Наверх