Патент 1720495

Способ восстановления ионов трехвалентного железа

 

Изобретение относится к электрохимии и позволяет увеличить производительность за счет увеличения плотности тока и выхода по току. Способ касается восстановления ионов трехвалентного железа электролизом раствора, полученного растворением ильменита серной кислотой и содержащего сульфат титанила и двухи трехвалентное железо, с подачей указанного раствора в катодную камеру электролизера с катионообменной мембраной, причем раствор солей двухвалентного железа подают в анодную камеру. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (192 (((2 (s(2s С 25 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4355714/26 (22) 13.05.88 (31) 8706818 (32) 15.05.87 (33) FR (46) 15.03,92. бюл. t4 10 (71) Рон-Пуленк Шими (FR) (72) Жан башо и Оливье ле Рукс (FR) (53) 661.882 (088.8) (56) Заявка Франции М 2438690, кл. С 25 В 1/00. опублик. 13.06.80. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИОНОВ

ТРЕХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к электрохимии, а именно к электрохимическим способам переработки растворов, содержащих титан и железо.

Целью изобретения является увеличение производительности за счет возможности увеличения плотности така и выхода по току.

Пример 1. Используют ячейку для электролиза, имеющую следующие характеристики и условия: катионная перегородка—

НАФИОН 423; анод — полосовой титан, покрытый платино-иридием; катод — полосовая медь; плотность тока 30 A/дм .

Кроме того, осуществляют циркуляцию нижеуказанных сред: анолит Нг804 0,5 н «атолит на входе, г/л: Ti4+ 120; Fe + 45; Fe 3;

Н2894 270.

Для скорости циркуляции католита

10 см/с и анолита 0,5 см/с с температурой ячейки 65ОС получают на выходе из катодно(57) Изобретение относится к электрохимии и позволяет увеличить производительность за счет увеличения плотности тока и выхода по току. Способ касается восстановления ионов трехвалентного железа электролизом раствора, полученного растворением ильменита серной кислотой и содержащего сульфат титанила и двух- и трехвалентное железо, с подачей указанного раствора в катодную камеру электролизера с катионообменной мембраной, причем раствор солей двухвалентного железа подают в анодную камеру. 1 табл, ro отделения католит следующего состава, г/л: Tl 104; Fe 48; Ti 16.

Выход по току на катоде составляет

99% ней

П р и и е р 2. Условия работы следую- 4 щие. Ю

Используют ячейку для электролиза, С) имеющую характеристики и условия: кати- ф, онная перегородка — НАФИОН 423; анод — Щ полосовой титан, покрытый платина-ириди- у ем; катод- палладированный титан с отверстиями; плотность тока 20 А/дм .

Кроме того, осуществляют циркуляцию нижеуказанных сред: анолит Н2$0(0,5 н ка- бд толит на входе, г/л: Ti 120; Fe 47; Fe 4;

H2S04 270.

Для скорости циркуляции анолита

0,5 см/с и католита 10 см/с при температуре ячейки 65 С получают на выходе из катодного отделения католит состава, г/л:

Tl 113; Fe 51; Ti 7;

Выход по току на катоде 997 ..

1720495

4+ . 2+, 3+

Пример 3. Используют различные католит на входе, г/л: Ti 120; Fe 45; Tl типы катодов по опытам 1, 2 и 3. 1; H2S04 270.

Условия работы ячейки следующие ка- Для скорости циркуляции католита толит на входе, г/л; Ti 120; Fe 46; Fe .3; 10 см/с и анолита 0,5 см/с с температурой . Н2$04 270. 5 ячейки 65 С получают на выходе иэ катодСкорость циркуляции католита 30 см/с; ного отделения католит следующего соста4+ . 2+ .. з температура ячейки 65 С; катионная пе- ва, г/л: Ti 120; Fe 48; Tl 9, регородка — НАФИОН 423; плотность то- Выход по току на катоде составляет ка 30 А/дм . 90 .

Анолит, H2SO4 0,5 н. для опытов 1 и 2 10 Способ заключается в осуществлении

24 раствор соли двухвалентного железа: Fe циркуляции в катодном отделении ячеики

40 г/л для опыта 3. обрабатываемого раствора, Анод — полосовой титан, покрытый пла- Этот раствор содержит ионы титана и тино-иридием для опытов 1 и 2, а также . железа. Титан, в основном, имеетформутиграфит для опыта 3. 15 тана (И), отношение Fe(ll)/Fe(ill) может иэРезультаты даны в таблице. меняться.

Пример 4, Показывает возможность Раствор может содержать также ионы

+ получения с ячейкой для электролиза рас- Н и анионы типа сульфата. творов содержащих высокую концентра- Способ получения двуокиси титана цию Т1 20 включает следующие стадии.

Условия работы ячейки следующие: Первая стадия заключается в воздейстанолит — H2SO40,5 н„католит на входе, г/л: вии на титансодержащую руду раствора

Ti4+ 120; Fe2+45,7; Fe 3,4; Н2$04 270. серной кислоты. Полученный таким путем

Скорость циркуляции католита 60 см/с; раствор от воздействия восстанавливают во скорость циркуляции анолита 0,5 см/с; тем- 25 второй стадии, затем осветляют в третьей пература ячейки 65ОС; катионная перего- стадии, стадии 2 и 3 могут быть обратными. родка — НАФИОН 423; анод — полосовой Четвертая стадия заключается в кристаллититан, покрытый платино-иридием; ка- зации,затемвотделениичастисернокислой тод — перфорированная медь; плотность закиси железа s растворе, Полученный татока 17 А/дм . 30 ким путем раствор подвергают концентраПолучаютна выходе католитследующе- ции в пятой стадии, затем в последней и го состава, r/ë: TI4+46,4, Fe2+49,1; Ti 73,6. шестой стадии производят гидролиз сульВыход по току на катоде составляет фататитанилаиотделениегидроокиситита97,5 . на, которую затем прокаливают.

Пример 5. Используют ячейку для 35 Ячейкадляэлектролизаиспособпоизоэлектролиэа, имеющую следующие характе- бретению применяются. особенно для восристики и условия; катионная перегородка становления раствора, образующегося из — НАФИОН 423; анод - полосовой титан, первой вышеназванной стадии, т,е. от воэпокрытый платино-иридием; катод — сви- действия серИой кислоты на титансодержанец; плотность тока 20 А/дм2. 40 щую руду, особенно типа ильменита.

-Кроме того, осуществляют цИркуляцию В данном случае стадию восстановленижеуказанных сред: анолит H2so4 0,5 н; ния способа (вторую стадию) целиком осукатолит на входе, г/л: Tl 120; Fe 45; Ti ществляют путем электролиза.

1; Н2$04 270. Однако можно также осуществлять восДля скорости циркуляции католита 45 становление в любом пункте способа пол10 см/с и анолита 0,5 см/с с температу- учения Ti02 между воздействием и рой ячейки 65ОС получают на выходе иэ гидролизом и, в частности, непосредственкатодного отделения католит следующего Но перед гидролизом, состава, г/л: Ti 104; Fe2 48; Tl 8. В анодном отделении можно осуществВыход по току на катоде составляет 50 лять циркуляцию или подкисленной воды, на80 )ь. пример раствора 0,5 н. H2SO4, или раствора

Пример 6. Используют ячейку для соли, содержащей двухвалентное железо.. электролиза, имеющую следующие характе- Раствор, циркулирующий в катодном ристики и условия: катионная мембрана — . отделении, может быть возвращен на реНАФИОН 423; анод — полосовой титан, 55 цикл на выходе из этого отделения, покрытый платино-иридием; катод — по- Можно также осуществлять циркулялосовой титан +; плотность тока цию раствора в катодных отделениях двух

30 А/дм . ячеек, смонтированных параллельно. ПодоКроме того, осуществляют циркуляцию бный монтаж .позволяет обеспечивать понижеуказанных сред: анолит H2SO4 0,5 н.

1720495

Опыт

Катод

Выход по току на като е.

73

84

99 Графит

Перфорированный титан

Пе о и ованная ме ь

Составитель О,Зобнин

Редактор М. Бандура Техред M,Moðãåíòàë . Корректор А. Осауленко

Заказ 779 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стоянную работу промышленной установки даже в случае повреждения одной из ячеек.

Использование катионной мембраны позволяет одновременно получить ,ительное улучшение электрической

;кости и повышение плотности тока.

В прототипе выход по току 857 и плотность тока 7,5 Аlдм2, в то время как в данном способе выход по току в среднем равняется 99 и плотность тока находится в интервале между 20 — 30 А/дм .

Формула изобретения

Способ восстановления ионов трехвалентного железа электролизом раствора, полученного раси орением ильменита серной кислотой и содержащегосульфаты титанила и двух- и трехвалентного железа, с подачей указанного раствора в катодную ка5 меру мембранного злектролизера и подачей раствора солей двухвалентного железа в анодную камеру, отл ича ю щийся тем, что, с целью увеличения производительности за счет возможности увели10 чения плотности тока и выхода по току, указанный раствор подают в катодную камеру электролизера с катионообменной мембраной,