Способ получения гидроокисей переходных элементов

 

o ll .вв," г е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АОТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11 579346 (61) Дополнительное к авт. свид-эу (22) Заявлено 08.01.74 (21)1987557/23-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.11.77. Бюллетень №4 (45) Дата опубликования описания 24,11.77 (51) М. Кл.

С 25 В 1/00

Государственный квинтет

Соввтв Мнннстров СССР по делом иэобретеннй н открытий (5З) @gal 546.:822. (088.8 ) (72) Авторы изобретения.Л, П. Шульгин и Ю. И. Балабанов (71) Заявитель

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья ордена Ленина кольского филиала им. С. М. Кирова AH СССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРООКИСЕЙ ПЕРЕХОДНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к электролиги чэскому получению гидроокисей переходных металлов, в частности для получения гидроокиси титана.

Известен способ электрохимического получения металлоорганических соединений путем электролиза на переменном токе, в результате чего электрод (металл Хет, Сд,йф

B3, Sa, РЬ и др.) окисляется переменным" тохом в анодный полупериод, образующиеся ионы металла переходят в органический расгворитель и таким образом получают металлоорганическое соединение f 1) Недоотагком известного способа являет 5 ся невозможность получения гидроокисей переходетых металлов.

Известен также способ получения гидроокисей переходных металлов путем электролиза; на постоянном токе при создании градиента рН в прикатодном пространств (2l.

Недостатком данного способа является невозможность получения гидроокисей титана с высоким выходом по току. 25

С целью получения гидроокисей титана с высоким выходом по току кислый раствор соеп инений титана подвергают электро лизу на переменном токе с плотностью

0,5-1,0 А/см, частотой 20 50 Гц при г

60-95 С.

По предлагаемому способу к электродам. изготовленным из инертного материала, например графита, погруженным в кислый раствор титана, прикладываегся переменный ток плотностью 0,5 1,0 А/см, с часй. тотой 20-50 Гц, темпеоатура раствора под держиваегся на 60-95 С. При этом происходит эффективное образование зародышей осаждающихся гидроокисей вследствие воз» действия электромагнитных возмущений в объеме электролита.

Пример 1. Сернокислый раствор титана (500 мл), содержащий 80 г/л

НфО и 8,35 г/л Т, подвергают в гечение часа электролизу на переменном токе частотой 50 Гц при плотности гока 0,7А/см

1 (сила тока 5A). Напряжение на графитовых о электродах 8В. Температура раствора 95 С.

После фильтрация выпавших гидроокисей

579346 содержание титана в растворе составило

0,0084 г/л (99,7% титана выделялось в виде гидроокисей).

Из приведенного примера следует, что предлагаемый способ обеспечивает высокий

S выход гидроокисей титана по току и высокую степень осаждения (по известному способу содержание титана в растворе составляло

3135 г/л Ti и видимого образования гидро окисей не происходило).

В примерах, приведенных ниже доказана оптимальность выбранных интервалов.

Пример 2. Сернокислый pacraop титана, содержащий 75 г/л HzS0< и

6,52 г/л Т! подвергался обработке пере менным током частотой 50 Гц при плот ности тока на графитовых электродах

0,6 А/см и напряжении 7 В в течение

2,5 час при различных температурах.,В растворе после обработки током обнаружено следующее содержание титана при

t 28 О 96 г/л, при 4 41 С 0,498 г/л, при t 92 С - 0,05 г/л, а соответствующее извлечение титана в гидратный продукт

Способ получения гидроокисей переходных элементов путем электролиза кислых раство ров соединений этих элементов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения гидроокисей титана с высоким выходом по току, кислый раствор соецииенный титана подвергают электролизу на перемен» ном токе с плотностью 0,5-1,0 А/см, X. о частотой 20-50 Гц при 60-95 С.

Источники информации, принятые во вни ание при экспертизе:

1, Патент США М 3630858, кл. 204-59, 28.12.71.

2. Журнал "Электрохимия". T. 2 вып.

12 1966, с. 1470 1474.

При плотности гока выше 1,0 А/см происходит разогрев электролита током и 4о вскипание раствора у поверхности электро дов. Выкипание, раствора сопровождается крис тализацией солей, пассывацией электро» дов гидратными отложениями (т.е, в технологическом отношении процесс нарушается)4 поэтому применять ток с плотностью выше

1,0 A /см нецелесообразно. Соответственно плотности тока ограничивается верхнее значение напряжения на электродах.

Частота тока. Большинство эксперимен- so гов проводилось на токе промышленной час» тоты (50 Гц), исходя из практической ц лесообразности способа.

Что касается пределов, указанных в формуле изобретения, то они основаны на сле ss дующем. Выход продукта для частоты

50 Гц составяют 99,7% при частоте 10 Гц в тех же условиях он был равен 23 0%); при 20 Га-75,9%, при 100 Гц-34,0 и при 200 Гц-17,0%. оО

4 составило, соответственно, 85,3, 92,4 и

99 2%. Поддерживать температуру выше

95 С нежелательно, так как при кипячении раствора титана,происходит их разруше ние с выделением в осадок всех присутст вующих компонентов.

Интервалы других параметров режима электрогидролиза с использованием перемен ного тока также подтверждают конкретными результа тами.

Плотность тока и напряжение на электродах эти два параметра взаимосвязаны, так как с увеличением токовой нагрузки на электродах возрастает и величина подавае» мого напря кения. Указанные в формуле пределы подтверждаются следующим примером. (В примере речь идет о железе, однако все выводы относятся и к титану).

Пример 3. Азотнокислотный раст вор железа рН 2,7 содержал 2,4 г/л Fe.

Раствор обрабатывался переменным током и с частотой 50 Гц при 80-84 С в течение часа при различной плотности тока (3).

Результаты опыта приведены,в табл, Таким образом, предложенный интервал параметров является оптимальным.

Формула изобретения