Сплав на основе платины для катализаторных сеток


 


Владельцы патента RU 2563113:

Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" (RU)

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к платиновым сплавам, предназначенным для изготовления катализаторных сеток, используемых химической промышленностью. Сплав на основе платины для катализаторных сеток содержит, мас.%: родий 4,5-10,5, иридий 0,001-0,5, тантал 0,001-3,3, платина - остальное. Техническим результатом изобретения является формирование однородной мелкозернистой структуры при изготовлении литых заготовок и полуфабрикатов и получение в результате сплава, обладающего стабильными механическими свойствами, что обеспечивает длительную эксплуатацию изготовленных из него каталитических пакетов при сохранении высокой каталитической активности. 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к платиновым сплавам, предназначенным для изготовления катализаторных сеток, используемых химической промышленностью.

Использование каталитических сеточных пакетов на предприятиях химической промышленности в процессах окисления аммиака (при производстве азотной кислоты и ее производных) широко практикуется на предприятиях разных стран мира. Каталитическую функцию при этом выполняют, как правило, сетки, изготовленные из платиновых сплавов. Жесткие условия эксплуатации (высокие температура и давление) приводят к постепенной эрозии и разрушению сеточного полотна. Необходимость обеспечения высокой каталитической активности сетки и сохранение ее механических характеристик на возможно более длительные сроки эксплуатации предъявляют повышенные и специфические требования к качеству платиновых сплавов, применяемых для изготовления катализаторных сеток.

При изготовлении каталитических систем широко применяются различные платинородиевые сплавы. Содержание в них родия может быть различным и изменяется, как правило, от 5 до 10%.

Наиболее близким по составу и функциональному применению к заявляемому сплаву является сплав на основе платины для катализаторных сеток ПлРд 92,5-7,5, содержащий, мас.%:

- платина - 92,2-92,8;

- родий - 7,3-7,7

[Межгосударственный стандарт. ГОСТ 13498-2010. «Платина и сплавы на ее основе. Марки». М., Стандартинформ. - 2011. 5 с.].

Данный сплав обладает высокой каталитической активностью, обеспечивает приемлемую живучесть каталитических пакетов при их эксплуатации и принят в качестве прототипа заявляемому сплаву.

Недостатком сплава-прототипа является недостаточная стабильность механических свойств изготовленных из него полуфабрикатов по их длине и сечению, вызванная формированием неоднородных зон с разнозернистой структурой, формирующейся при кристаллизации литых заготовок, что вызывает нарушения технологического процесса при вытягивании проволоки и изготовлении сеток. Наличие зерен увеличенных размеров наряду с мелкими зернами в структуре литого сплава-прототипа является нежелательным, так как ведет к технологическим трудностям при изготовлении тонкой проволоки, а затем и сеточного полотна.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является разработка состава нового сплава на основе платины для катализаторных сеток, обеспечивающего формирование однородной мелкозернистой структуры при кристаллизации литых заготовок, получение полуфабрикатов со стабильными механическими свойствами. Сплав должен обеспечивать длительную эксплуатацию изготовленных из него катализаторных сеток при сохранении высокой каталитической активности.

Технический результат достигается тем, что сплав на основе платины для катализаторных сеток, содержащий родий, дополнительно содержит иридий и тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- родий 4,5-10,5;

- иридий 0,001-0,5;

- тантал 0,001-3,3;

- платина - остальное.

Общим для сплава-прототипа и заявляемого сплава является наличие в сплаве платины и родия.

Включение в состав заявляемого сплава совместных добавок иридия и тантала, являющихся эффективными модификаторами, обеспечивает при кристаллизации расплава высокую скорость зародышеобразования новой фазы и формирование мелкозернистой однородной структуры, позволяющей получать литые заготовки и полуфабрикаты со стабильными механическими свойствами, как по их длине, так и по сечению. Таким образом, введение в сплав добавок иридия и тантала повышает технологические свойства сплава при его использовании для изготовления тонкой проволоки и сеточного полотна.

Снижение концентрации как иридия, так и тантала в платиновом сплаве ниже 0,001% недопустимо, так как ведет к заметному ослаблению модифицирующего воздействия на сплав и снижает стабильность его свойств.

Превышение верхних пределов заявленного содержания как иридия (0,5%), так и тантала (3,3%) в платиновом сплаве также нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему улучшению технологических характеристик сплава при его использовании в сеточном производстве, но может повлиять отрицательно на каталитическую активность катализаторной сетки.

Соотношение компонентов в заявляемом сплаве предложено на основании экспериментальных исследований, включающих приготовление различных сплавов, изготовление из них тонкой проволоки и катализаторных сеток, оценку живучести и каталитической активности последних, при их включении в различные каталитические пакеты в аппаратах окисления аммиака.

Содержание родия в заявляемом сплаве в интервале от 4,5% до 10.5% обеспечивает сохранение необходимых механических характеристик сплаву и изготовленным из него сеткам и является оптимальным.

Соотношение платины и родия в заявляемом сплаве также является оптимальным, выбрано экспериментально, исходя из необходимости сохранения высокой каталитической активности сеток и обеспечения длительного срока их эксплуатации.

Пример

Получение платинового сплава для катализаторных сеток проводили прямым сплавлением чистых платины, родия, тантала и сплава ПлИ-5, который использовали в качестве лигатуры. Плавку проводили в индукционной печи УИПВ-63-10-0,01 фирмы «РЭЛТЕК» в тигле из диоксида циркония, стабилизированного CaO.

Состав шихты:

- рубленые слитки и стружка платины аффинированной марки ПлА-0 (чистотой 99,98%) - 6630,0 г;

- стружка сплава ПлИ-5 - 20,0 г;

- тантал (кусковой и стружка) - 11,0 г;

- порошок родия (чистотой не менее 99,95% основного компонента) - 540,1 г.

Все компоненты шихты смешали и загрузили в плавильный тигель индукционной печи. Общая масса загружаемой шихты подбиралась исходя из вместимости плавильного тигля и составляла (7200±100) г. Расчетный состав шихты, %: Rh - 7,50; Lr - 0,01; Ta - 0,15; Pt - остальное.

Шихту расплавляли в атмосфере аргона. Расплав подвергли изотермической выдержке в течение 4 мин, слив расплава провели при температуре 1800°C (по показаниям оптического пирометра), в атмосфере аргона, в предварительно разогретую до 200°C медную изложницу.

Охлаждение слитка провели в изложнице, в течение 30 мин, после чего открыли крышку печи, выгрузили слиток и его дальнейшее охлаждение провели опусканием в проточную воду.

Масса полученного сплава составила 7200,1 г. После механической зачистки поверхности полученный слиток был опробован, проба подвергнута химическому анализу.

Химический анализ пробы показал, что полученный сплав содержит 7,49% родия, 0,011% иридия, 0,15% тантала, остальное - платина.

Полученный сплав был прокован в прутки сечением 15*15 (мм), длиной (260-290) мм и успешно использован для изготовления катализаторной сетки.

Сплав на основе платины для катализаторных сеток, содержащий родий и иридий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

родий 4,5-10,5;
иридий 0,001-0,5;
тантал 0,001-3,3;
платина остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению платиновых сплавов для ювелирной промышленности. Сплав содержит, мас.
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к платиновым сплавам, предназначенным для изготовления катализаторных сеток, используемых химической промышленностью.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов и сплавов, используемых для изготовления ювелирных изделий. Сплав на основе палладия содержит, мас%: палладий 50-95, никель 3-5, кремний 0,5-2, медь 1-40, золото 1-30, индий 1-10, галлий 1-10, бор 0,01-1,0, при суммарном содержании никеля и кремния до 5% в стехиометрическом соотношении, определяющем образование интерметаллида Ni2Si, либо сплав содержит, мас.%: палладий 50-85, никель 11-13,5, алюминий 1,5-4, медь 1-40, золото 1-30, индий 1-10, галлий 1-10, бор 0,01-1,0, при суммарном содержании никеля и алюминия до 15% в стехиометрическом соотношении, соответствующем интерметаллидам Ni3Al, NiAl, Ni2Al3.

Изобретение относится к технологии создания селективных газовых мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии атомов газа (водорода) сквозь тонкую металлическую пленку (из палладия или сплавов на его основе), которые используются в устройствах глубокой очистки водорода от сопутствующих примесей, сепарации водорода из водородсодержащих смесей газов, в микрореакторах.
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к сплавам на основе платины, применяемым для изготовления ювелирных изделий. Cплав на основе платины содержит медь, вольфрам, иридий при следующем соотношении компонентов, мас.%: платина - 95,0-95,5; вольфрам - 0,01-3,0; иридий - 0,01-1,0; медь - остальное.
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к ювелирным сплавам на основе платины, применяемым в ювелирном производстве. Сплав на основе платины содержит палладий, иридий, вольфрам при следующем соотношении компонентов, мас.%: платина - 95,0-95,5, иридий - 0,01-0,4, вольфрам - 0,01-0,4, палладий - остальное.
Сплав // 2514361
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к сплавам для изготовления ювелирных изделий, наградных знаков, монет. Сплав содержит, мас.%: палладий 40,0-50,0, платина 25,0-35,0, родий 10,0-15,0, никель 10,0-15,0.
Изобретение относится к области металлургии и касается производства сплавов, которые могут быть использованы для изготовления монет. Сплав содержит, в мас.%: 10,0-15,0 палладия; 10,0-15,0 платины; 70,0-80,0 рутения или родия или иридия.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления монет. Сплав для изготовления монет содержит, мас.%: золото 5,0-10,0, палладий 40,0-45,0, платина 10,0-15,0, рутений 10,0-15,0, родий 10,0-15,0, иридий 10,0-15,0.
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к производству различных изделий из платины и сплавов на основе платины, преимущественно к изготовлению ювелирных изделий, монет, медалей, значков.

Изобретение относится к способу получения катализатора на основе платины для использования в электродах электрохимических устройств. Данный способ включает предварительную очистку носителя ионным травлением, нанесение промежуточного слоя и последующее магнетронное напыление из по меньшей мере одной мишени на основе платины в вакууме в плазме основного газа с добавкой реакционного газа.

Изобретение относится к области катализа в нефтепереработке, более конкретно к катализатору изодепарафинизации для получения низкозастывающих дизельных топлив в процессе каталитической изодепарафинизации и способу его приготовления, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу приготовления катализатора для риформинга бензиновых фракций. Данный способ включает обработку носителя раствором соединения олова, сушку и прокалку, с последующей пропиткой водным раствором платинохлористоводородной кислоты, сушкой и прокалкой.

Изобретение относится к катализатору ароматизации синтетических нормальных жидких парафиновых углеводородов. Данный катализатор содержит носитель из пористого цеолита и связующего и каталитически активное вещество - платину.

Изобретение относится к платиновому катализатору получения аренов из синтетических углеводородов. Данный катализатор содержит носитель из пористого цеолита KL и связующего и каталитически активное вещество - платину.
Настоящее изобретение относится к способу селективной окислительной дегидрогенизации газовой смеси, содержащей водород и СО. Способ включает использование газовой смеси, содержащей водород и СО, в качестве сырья и пропускание указанного сырья через слой катализатора, имеющий постепенно увеличивающийся градиент активности в реакторе с мольным отношением кислорода к водороду в сырье от 0,5 до 5:1 при температуре реакции от 100 до 300°C, объемной скорости от 100 до 10000 ч-1 и давлении реакции от -0,08 до 5,0 МПа.

Изобретение относится к синтезу диоксида платины, применяемого в качестве прекурсора дисперсной платины - составной части катализаторов, например гидрирования и изомеризации углеводородов, а также для получения металл-углеродных композиций на основе высокодисперсной платины.

Изобретение относится к способу извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Данный способ включает выщелачивание полученного огарка солянокислым раствором, содержащим окислитель или смесь окислителей, с извлечением платины и/или палладия из раствора выщелачивания.

Изобретение относится к применению катализатора, содержащего монолит и слой катализатора, для дегидрогенизации алканов до алкенов или ароматизации при дегидрогенизации.

Изобретение относится к катализатору для ограничения выброса отработанных газов. Катализатор содержит подложку, каталитический родийсодержащий слой и каталитический платиносодержащий слой.
Изобретение относится к керамическому катализатору окисления водорода. Данный катализатор состоит из носителя и активной части, содержащей каталитически активный металл - платину, и получен обработкой, подготовкой и пропиткой носителя. При этом в качестве носителя используют корундовый блочный высокопористый ячеистый материал с промежуточным покрытием из γ-Al2O3. Предлагаемый катализатор обладает высокой каталитической активностью и улучшенными газодинамическими характеристиками. 9 пр.
Наверх