Способ электрохимического окисленияраствора двухвалентного железа

Способ электрохимического окисленияраствора двухвалентного железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ,ss4asi

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сещналнстнчесинх

Рееттублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.08. 78 (21) 2658675/23-26 (51)М. Кд. с присоединением заявки И

С 25 В 1/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30. 05. 81, Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 02 06 81,(53) УДК 661.872.. 3(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. М. Смирнова, 10. С. Мишукова, Е. Б. Климов, Н. Д. Садова, А. Г. Масленников, А. Б. Земсков, Н Ф Б и С. И. Кулако (71) Заявитель (54) СПОСО3 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ

РАСТВОРА ДВУХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к приклад ной электрохимии, а именно к технологии электрохимического окисления разбавленного раствора двухвалентного железа.Известен способ окисления сернокис5 лого раствора двухвалентного железа кислородом воздуха в присутствии в качестве катализатора актнвированного угля (1) .

Недостатком указанного способа является низкая степень. окисления раствора двухвалентного железа (не выше 50-707), особенно в случае разбавления растворов (при содержании двухвалентного железа менее 5 г/л).

Наиболее близкий к предлагаемому способ электрохимического окисления раствора двухвалентного железа, содержащего 50-55 г/л сульфата закиси железа и 50-55 г/л хлористого железа, в диафрагменном электролизере при анодной и катодной плотности тока

500 А/м 32).

Проведение процесса электрохимического окисления раствора двухвалентного железа с низкой концентрацией (1 г/л).в условиях известного способа характеризуется низким выходом по току (187), высоким расходом электроэнергии 11 кВт ч/м )и дли Ъ тельностью (40 мин) .

Цель изобретения — ускорение процесса, повышение выхода по току и снижение расхода электроэнергии.

Указанная цель достигается способом электрохимического окисления раствора двухвалентного железа в беэдиафрагменном электролизере при анод- ной плотности тока 20-!50. А/м и соотношении анодной и катодной плотностей тока 1:(6-40) .

П р и и е р 1. Проводят электрохимическое окисление сернокислого раствора, содержащего 0,784 г/л железа (!1) и 0,280 г/л железа (!!!) рН раствора 1,5 ° Используют электролизер ящичного типа. Анод-сетка из нержавеющей

3 8342 стали. Катод — титановая пластина. Поверхность анода равна 204 см, поверх у ность катода - 32 см . Анодная плотность тока 25 А/м . Сила тока 0 5 А.

Катодная плотность тока 156 А/м . Со5 отношение.анодной и катодной плотностей 1:6.

Результаты опыта: за 23 мнн электролиза железо (11) полностью переведено в железо (11!). Выход по току со- lð ставил 33 . Расход электроэнергии равен 3,7 кВт ч/м Пример 2. Проводят электрохимическое окисление сернокислого раствора, содержащего 0,91 г/л железа 5 (II) и 0,28 г/л железа (111). рН раствора 1,9. Электрализ ведут в стакане объемом 1 л. Анод — гофрированная сетка из нержавеющей стали. Катод - стальная трубка, помещенная по оси стака- 2р на. Анадная плотность тока 20 А/м" .

Соотношение анодной и катодной плотностей тока 1:9..Катодная плотность тока 180 А/м . Сила тока — 13 А. На2 пряжение 4 В. Электролизер без диа- 25 фрагмы..Во избежание короткого замыкания между анодом и катодом проложена винипластовая сетка, Результаты опыта: за 6 мин достигнута степень окисления железа, равная зр

95 . Выход по току составил 4 . Рас3 ход электроэнергии — 4,5 .кВт ч/м

Пример З.Проводят электрохимическое окисление сернокислога раствора того же состава, что и в примере 2. З5

Электролизер трубчатый без диафрагмы.

Анод — гофрированная нержавеющая сетка. Катод — стальная трубка, Объем раствора 9 л. Анодная плотность тока

23 А/м . Соотношение аноднай и катод- 4р ной плотностей тока 1:40. Катодная плотность тока 920 А/м . Сила тока а

18 А. Напряжение 6 В. ной, что обеспечивает низкую поляризацию анода и высокую поляризацию катода. Тем самым создаются благоприятные условия для окисления железа (11) на аноде и затрудняется обратный процесс восстановления образующегося железа (111) на катоде. Поддержание соотношения анодной и катодной плотностей тока в интервале

1:(6-.40); проведение процесса в бездиафрагменном электролизере при анодной плотности 20-150 А/м позволяет

2 проводить процесс с высоким выходом по току и низким расходом электроэнергии за более короткий промежуток времени относительно известного спо-: соба.

Результаты опыта: за 20 мин железо (11) плотностью переведено в железо (111). Выход по току составил ál .

Расход электроэнергии равен 5 кВт ч/м . .5р

Пример 4. Для окисления берут раствор следующего состава: железо (11) — 4,5 г/л, железо (111)

1,45 г/л, рН 1,22..Условия проведения электрохимическога окисления такие же, как в примере 2 °

Результаты эксперимента следующие: продолжительность окисления 17 мин степень окисления 97 . Выход по току

51 4 составил 56,5 . Расход электроэнергии 14,7 кВт ч/м

Пример 5. Проводят электрохимическое окисление раствора, содер" жающего 0,95 г/л железа (11) и О,! 68 г/л железа (1 1 1 ) . Электролизером служит химический стакан объемом 1 л.

Анод — гофрированная сетка, катод— трубка. Анодная плотность тока

150 А/м . Соотношение анодной и ка 2. тодной плотностей 1:б. Катодная плот" ность 900 А/м . Сила тока 18 А. Напря2 жени е б В.

Результаты опыта: за 5 мин достигнута степень окисления 86 . Выход по току составил Çl, Расход энергии б кВт-ч/м

Таким образом, предложенный способ обеспечивает электрохимическое окисление разбавленных растворов двухвалентного железа (1-5 г/л) со степенью окисления - 100 при более высоком выходе по току, низком расходе электроэнергии и за более короткий промежуток времени.

Окисление проводят при анодной плотности тока не более 150 А/м

Я поскольку при более высоких значениях анодной плотности тока имеет место выделение кислорода, а не окисление ионов двухвалентного железа.

Проведение электролиза при анодной плотности менее 20 А/м экономи2. чески нерационально. Также только при соотношении аниной и катодной плотностей 1:(6-40) возможно окисление без диафрагм.

За счет того, что поверхность катода в 6-40 раз меньше поверхности анода, катодная плотность тока в предложенном способе в 6-40 раз выше аноД"

834251 б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Составитель Ф. Львович

Редактор Е. Спиридонова Техред А.Савка Ко ректор И. ШвН а

Заказ 4016/53 Тираж 704

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Ра скал наб. д..4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ электрохимического окисле". ния раствора двухвалентного железа, отличающийся тем, что., с целью повышения выхода по току, ускорения процесса и снижения расхода электроэнергии, процесс ведут в бездиафрагменном электролизере при анодной плотности тока 20-150 А/м и соотношении анодной и катодной плотностей тока 1:(6-40) .

1.. "Unit process in hydrometal lurgy". 1963, Dal las, Texas, February, New-dork-London, ч.24, р. 24-28, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 1885757/23 26 с приоритетом от 19 февраля 1973 (прототип) .