Способ получения оксида хрома /iii/

Способ получения оксида хрома /iii/

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Способ предназначен для извлечения Cr(l 11) из растворов, содержащих Cr(VI). Сущность изобретения: раствор .шестивалентного хрома подают в электролизер. Напряжение на электролизере 2,5-3,5 В. Соотношение площадей катода и анода (2- 4):1. Получают раствор, содержащий Сг(1М). Трехвалентный хром осаждают гидрокси-. дом аммония. Осадок сушат при температуре не ниже 200°С. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К.АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЧННОН =

0,6 (Сг (И )) Мг4н4 Он 100

3 («I-I4OI-I) Н

1 (21) 4762989/26 (22) 27,11.89 (46) 15.01.93. Бюл. N. 2 (71) Днепропетровский государственный университет им.300-летия воссоединения

Украины с Россией (72) В.Ф, Варгалюк, Е.В, Елина, Л.В. Однорал, Ю.M. Лошкарев и Н.В. Стец (56) Авторское свидетельство СССР

N558970,,кл,,С 25 B 1/О, заявл.1974. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА ХРОМА (II I) Изобретение относится к гальваностегии, а более конкретно — к технологическим процессам, в которых используются концентрированные хромсодержащие растворы, например, при пассивации цинка и кадмия, травлении меди и ее сплавов, нанесении хромовых покрытий.

Из-за насыщения в процессе эксплуатации концентрированных хромовокислых растворов солями железа, цинка, меди и других металлов или загрязнения нитратионами они теряют свою работоспособность и должны быть очищены или утилизированы. Причем. в некоторых случаях по экономическим и1ехническим соображениям утилизация является предпочтительной, Известен способ получения оксида хрома (III), включающий электрохимическое восстановление ионов шестивалентного хрома электролизом в бездиафрагменном электролизере с нерастворимыми анодами.

Недостатком известного способа является невысокое содержание оксида хрома в основном продукте.

„„. Ж„„1788087 А1

Cr(lIl) из растворов. содержащих Cr(VI). Сущность изобретения: раствор .шестивалентного хрома подают в электролизер.

Напряжение на электролизере 2,5-3,5 В.

Соотношение площадей катода и анода (2—

4);1. Получают раствор, содержащий CKIII).

Трехвэлентный хром осаждают гидрокси-, дом аммония. Осадок сушат при температуре не ниже 200 С, 4 табл, Предлагаемый способ обработки концентрированных хромовокислых растворов был опробирован при утилизации отработанного электролита твердого хромирования состава: СгОЗ вЂ” 130 г/л; Cr(ill) — 26 г/л;

Fe(lli) — 11 г/л; Н2304 — 5 г/л.

Первый этап обработки (электрохимическое восстановление) проводили в электролизере объемом 1 литр при постоянном перемешивании, используя графитовый катод площадью 1,5 дм и титан-никелевый

2 (55% Т), 45% Ni) анод площадью 0,5 дм, Напряжение на электродах поддерживали равным 3 В, После падения тока до нуля (конец электрохимического восстановления) и выгрузки электродов раствор перелили в металлическую емкость (нейтрализатор) и при перемешивании ввели ту да расчетное количество гидрооксида аммония в виде аммиачной воды. Расчет проводили по формуле:

1788087

Таблица 1

Влияние напряжения электрохимической обработки (Up) содержание СгОз в растворе. после обработки (г/л), выход по току реакции Cr(VI) Cr(lll) и содержание оксида хрома (!И) в выделяемом продукте (% Сг20з), Исходный состав обрабатываемого раствора (г/л); СгОз — 40; Fe3+-5; Н $04 — 5. Катод — графит, анод — сплав титан-никель, S<,$a=

3;1, Прототип

Здесь: (Сг(И)) — содержание шестивалентного хрома в исходном.электролите по результатам анализа (г-экв/л); V>— объем обрабатываемого электролита (л);

МИН,,ОН= 35; дМН ОН, (NH40H) VNH ОН плотность, концентрация (;,) и объем аммиачной воды.

Нейтрализатор с образовавшейся пастообразной смесью загружали в сушильный шкаф, где продукт сушился в течение 8 часов при т = 210 С. Сушка продукта йри температурах, меньших 200 С, не обеспечивает разложения бихромата аммония, поэтому нагрев проводят при любой температуре, и ревы ша ю щей 200 С.

Предлагаемый способ позволяет полностью обезвреживать концентрированные хромовокислые растворы, т.к, содержание токсичного компонента (Сгб+) здесь после обработки равно нулю. Способ же обработки по прототипу обеспечивает снижение содержания Cr(VI) только до 0,66 r/ë.

Оптимальный режим электрохимиче; ского восстайовления шестивалентного хрома реализуется при использовании в качестве катода графита, а анода — титан-никелевого сплава с соотношением $к,$ = 3:1 и напряжении 3 В. По сравнению с графитовым электродом на. катодах из других материалов предельная скорость восстановления Сг(И) существенно ниже (табл.2), А использование пары, катод — графит, анод — титан-никель, обеспечивает полный пере.вод шестивалентного хрома в трехвалент. ный (отношение Cr(VI)/Ñã(II!) здесь после 20 .

5 часов электролиза равно О/65), При соотношении $к,$„превышающем

4; Iименьшем 2::1,,заметно возрастает расход электроэнергии (табл.3). Использование напряжения в диапазоне 2,5 B > U > 3,5 В

10 увеличивает время обработки из-за снижения при малых U рабочих плотностей тока и выделения водорода при больших U (табл,4).

Таким образом, заявленный способ позволяет выделить трехвалентный хром

15 практически полностью.

Формула изобретения

Способ получения оксида хрома (III), включающий электрохимическое восста20 новление ионов шестивалентного хрома электролизом в бездиафрагменном электролизере с нерастворимыми анодами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения содержания оксида хрома в основном

25 продукте, электролиз ведут при напряжении 2,5 — 3,5 В с использованием графитового катода и титан-никелевого анода при соотношении площадей катода и анода (24):1 с осаждением ионов трехвалентного

30 хрома гидроксидом аммония и сушкой продукта при температуре не ниже 200 С.

1788087

Таблица 2

Ti-Ni

Катод га ит гаит сталь га ит свинец

Ti-Ni

Ti-Ni

Ti-Ni

Анод

canö„ гаит

62/3

44/21

58/7

О/65

40/25

63/2

r I r III, r n

18

0,5

Окаах, А м

Таблица 3

Влияние соотношения площадей катода и анода (графит:титан-никель) на время электрохимической обработки хромовокислого раствора и расход электроэнергии (U=3B) Таблица 4

Влияние напряжения на электродах (графит:титан-никель) на время электромеханической обработки хромовокислого раствора и расход электроэнергии (S<.Я;-3:1) Составитель О.Зобнин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 52 .. 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

Влияние материала электродов на соотношение содержания Cr(VI)/Cr(ill) через 20 часов электрохимической обработки хромовокислого раствора и максимальное значение катодной плотности тока (Ок,m>x), исключающее выделение водорода