Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Дисциплины:
2018-01-04 | 290 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Некоторые соединения циркония и гафния, такие, например, как оксиды, сульфатоцирконаты натрия и аммония, после соответствующей очистки от примесей можно использовать в различных областях.
Другие же соединения идут на получение металлов. Получение чистых металлических циркония и гафния связано со значительными технологическими трудностями из-за высокой химической активности этих металлов. Они обладают высоким сродством к кислороду, азоту, углероду. Поэтому их получают преимущественно из безкислородных соединений – хлоридов, фторидов. Кроме этого во избежание вредного воздействия кислорода, азота, углеродсодержащих газов процессы восстановления ведут в инертной атмосфере, а иногда и в вакууме.
В промышленности обычно используют либо металлотермические, либо электрохимические способы.
Металлотермия.
Сущность металлотермии заключается в восстановлении циркония и гафния из их соединений более электроотрицательным металлом, таким как магний, кальций, натрий. В качестве исходных соединений применяют хлориды и комплексные фториды.
Восстановление хлоридов циркония.
Восстановление можно описать следующей реакцией:
Процесс проводят в атмосфере аргона. Магний предварительно расплавляют, а затем начинают подавать поры хлорида циркония. Жидкий хлорид магния периодически отводят из зоны реакции, а непрореагировавший хлорид циркония в виде возгонов улавливают в конденсационной камере (t°=300-360°С). Разогрев нужен только в начале процесса, т.к. затем реакция протекает за счет выделяемого тепла.
После завершения восстановления отгоняют непрореагировавший магний (вакуум, t°=920-930°С). В тигле аппарата остается циркониевая губка, содержащая магний – 0,002-0,02%, хлор – 0,001-0,01%, кислород – 0,08-0,1%, азот – 0,002-0,04%, железо – 0,07-0,08%, алюминий – 0,005-0,006%. Аналогичным методом возможно получение гафния.
|
Восстановление гексафторцирконата калия натрием.
Этим способом получают порошки циркония, к которым не предъявляют высоких требований по чистоте. Эти порошки можно использовать в пиротехнике или электровакуумной технике.
Реакция восстановления может быть описана следующим уравнением:
(66)
Гексафторцирконат калия и натрий загружают в герметические стальные стаканы, которые нагревают в электропечах до t°=800-900°С. Теплоты, выделяемой в процессе реакции недостаточно для ее самопроизвольного протекания, поэтому стаканы необходимо подогревать постоянно, помещая в тигельные электропечи.
После проведения восстановления реакционную массу охлаждают, дробят и обрабатывают раствором хлорида аммония, для удаления избыточного натрия, после этого выщелачивают водой.
Полученный порошок циркония промывают разбавленной соляной кислотой, для отделения железа и сушат. Процесс сушки нужно вести очень осторожно, т.к. порошок циркония пирофорен.
Электролитическое получение циркония.
Цирконий, как металл, находящийся в ряду напряжений правее водорода, нельзя получить электролизом из водных растворов. Поэтому для электролиза используют солевые расплавы. Электролиз ведут в герметических аппаратах (рис.12). Анод графитовый, катод стальной.
В качестве солевого расплава используют хлорид калия, в котором растворен гексафторцирконат калия. Температура проведения процесса электролиза 750-800°С.
При электролизе в прикатодном пространстве гексафторцирконат ион диссоциирует:
(67)
и катион циркония разряжается на катоде
(68)
на аноде разряжаются ионы хлора, электродный потенциал которых ниже, чем ионов фтора:
(69)
Рис.12
Схема герметичного электролизера для получения циркония:
1-стальная водоохлаждаемая ванна, 2-разъемный шлюз,3-охладительная камера, 4-бункер, 5-катод, 6-графитовые аноды. 7-гарнисаж
|
Кроме этого в процессе электролиза происходит дополнительная очистка циркония от гафния, т.к. электродный потенциал последнего при t°=700-800°С ниже чем у циркония.
После электролиза катодный осадок сбивают с катодов, измельчают и после промывки 10% раствором соляной кислоты, водой и спиртом, сушат.
Использование электролиза для получения металлического циркония позволяет сократить число операций перекристаллизации гексафторцирконат калия до 6-8 за счет очистки циркония от гафния в процессе электролиза.
Таким же образом получают металлический гафний.
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!