Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Электролитический способ получения тантала

Читайте также:
  1. I. Групповой процесс (формы и способы взаимодействия внутри группы)
  2. II. Диагностика перцептивных способностей.
  3. II. Способи завдання функції.
  4. II. Способы адаптации безработных в ТЖС.
  5. III. Метод определения платежеспособности физических лиц, разработанная Сбербанком России.
  6. III. Основные способы формирования муниципального имущества
  7. III. По способу взимания налогов
  8. IV. 2. Патентоспособность изобретения
  9. IV. Методы развития силовых способностей пловцов.
  10. IV. Способы устранения экологического вреда.
  11. IV. Яким способом буде надано послуги?
  12. L ТРИПС регулирует вопросы правовой охраны произведений, созданных с применением новых технологий, а также новейшие способы использования произведений.



Получение тантала и ниобия восстановлением из хлоридов водородом

Алюминотермический способ получения ниобия и тантала из их пятиокисей

 

Способ основан на экзотермической реакции

3 Nb2О5 + 10 А1 = 6 Nb + 5 А12О3 + 2650 кДж (2.84)

Высокий удельный тепловой эффект реакции 2480 кДж/кг шихты обеспечивает возможность проведения процесса без внешнего подогрева с выплавкой слитка ниобиевоалюминиевого сплава. При избытке алюминия в шихте, равном ~15 % от стехиометрического, получают сплав ниобия, содержащий 2 – 5 % алюминия при извлечении 98 %. Алюминотермическое восстановление проводят в стальном тигле с набивной футеровкой из прокаленных окислов магния или алюминия. Для удобства выгрузки продуктов плавки тигель делают разъемным. Через стенки вводят контакты для подвода электрического тока (20В, 15А) к запалу в виде нихромовой проволоки, помещенной в середине тигля.

Смесь тщательно высушенной пятиокиси ниобия и алюминиевого порошка крупностью 100 мкм загружают в тигель. Для исключения контакта с воздухом целесообразно поместить тигель в камеру, заполненную аргоном. После включения запала реакция протекает быстро по всей массе шихты.

Полученный слиток сплава дробят на куски и подвергают вакуум-термической обработке при 1800 – 2000 °С в печи с графитовым нагревателем при остаточном давлении 0,13 Па с целью удаления большей части алюминия (до его содержания ~0,2 %), Затем проводят рафинировочную плавку в электроннолучевой печи, получая слитки ниобия высокой чистоты с содержанием примесей, %: А1<0,002; С 0,005; Cu<0,0025; Fe<0,0025; Mg, Mn, Ni, Sn<0,001; Ni<0,005; O<0,010; Si<0,0025; Ti<0,005; V< 0,0025.

 

Пары TaCl5 в смеси с водородом поступают из испарителя в реактор, в центре которого находится танталовая лента, нагреваемая прямым пропусканием электрического тока до 1200 – 1500 °С. Для равномерного распределения парогазовой смеси по длине ленты и обеспечения перпендикулярного к ее поверхности потока вокруг ленты установлен экран из нержавеющей стали с отверстиями. На нагретой поверхности происходит реакция

ТаСl5 + 2,5 Н2 = Та + 5 НС1 (2.85)

∆Gо1600К = − 513 кДж

Оптимальные условия осаждения тантала: температура ленты 1200 – 1300 °С; концентрация ТаС15 в газовой смеси ~0,2 моля/моль смеси. Скорость осаждения в этих условиях равна 2,5 – 3,6 г/(см2∙ч) или 1,5 – 2,1 мм/ч.

Таким образом, за 24 ч получают пруток чистого тантала со средним диаметром 24 – 25 мм, который может быть прокатан в лист или переплавлен в электроннолучевой печи.

 

 

Тантал и ниобий нельзя выделить электролизом из водных растворов. Все разработанные процессы основаны на электролизе расплавленных сред.



Метод электролитического получения тантала подобен методу получения алюминия. Основой электролита служит раствор Ta2O5 в расплавленном K2TaF7 (аналогично смеси Al2O3 в Na3AlF6). Электролиз одного K2TaF7 не проводят вследствие возникающего при низких плотностях тока анодного эффекта. Устранение анодного эффекта достигается (как и при электролизе алюминия) добавлением в электролит Та2O5, поверхностно активной по отношению к графиту. Это улучшает смачивание графитового анода расплавом и повышает величину критической плотности тока. В процессе электролиза происходит разложение Ta2O5 с выделением на аноде не фтора, а кислорода, что облегчает проведение процесса.

Рекомендуемый составов электролитов, %: KCl 55; KF 27,5; K2TaF7 17,5; Та2O5 2,5 – 3.

Электролиз ведут при 680 – 720 °С, катодной плотности тока 50 А/дм2 и анодной плотности тока 120 – 160 А/дм2. Выход по току равен – 80 %, расход электроэнергии 2300 кВт∙ч/т тантала.





Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 148; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.161.3.96
Генерация страницы за: 0.006 сек.