Каплан Г.Е., Силина Г.Ф., Остроушко Ю.И. Электролиз в металлургии редких металлов

Подождите немного. Документ загружается.

276

3лектролцз

полученцем

металлов

в твер0ом

состояншц

Аз

табл.90

вид-:о,

нто.1а2Ф5

практически

:н$!атство[и,ма

р,ас-

плавл'0н|ных

хл0ридах

фторищах

|{Ф/|!Ф,т!'ЁБтх

1мегаллоъ'

,но

обла-

да:ет,|{екоторой

ра'створ'и'мо'стью

\а4Р2Ф7.

|]осл,едн,ее

обстоя-

тельство

бьтло

использовано

!многочисленньтх

работах

по

полу-

чвнию

тантала

из

фофатнь|х

ва}'н'

которь1е'

|со'(алению'

не

дали

поло)кительн0го

эф-фекта; .п'ример,ом

мо)кет

слу)к|ить

цити-

р'ова'нная

вы1пе

рабо'та

€кляре!нко

[ру>кининой

{205].

Бдинст-

:':":"'д-19-{19д1щим

растворителем для

1а2Ф5,

по

даннь:м

!(ир.

ка

и ьрандта'

мо}кет

слу)кить

раоплавленньтй

1(21аР7.

€кляренкю,

!'ффе

ц_

АР.

{209]

показ

али

3нач!4'тельную

'р,а'с-

твор;имость

1а2Ф5

в_

ра|оплавл'0ннь|.х

емесях

(€1

(Ёт

(э1аР7

при

температуре

650-750"€

(табл.

91),

принем

бьтло

заменено,

}]}

Р3

ств_ор

моеть

1а2Ф5

п'ов ьт/11]

ается

ув

елич е'ни'ем'ёФ!:0;0)к

2:Ё

11 9

1(э1аР7.

Р.т]ч9рч*ость

1+а2Ф5

,'с"''й

('т;Ё;

йБ;"йь

€

со-

::т]:^т 19,|7о

(,вес.);

отм'енено'

что

при

этой

''.й,ер,1ур"

,'-

олюдается

3нацительная

летучость

|(э?аРт.

]аблица

Р астворимост"

""#;#;:

;;гЁъ,""#;#}';1}у

сме

с я

х сол

й'

кс|

€остав

смеси'

о7'

1вес.)

1емпература

полного

рас-

плавления

чистой

смеси

'с

(.1аф

700

695

650

615

650

730

680

653

735

72о

7!о

?18

770

750

735

Ёе

изм.

828

745

4о

7о

60,6

24,4

24,2

50,6

2о

15,2

100

17,8

16,2

13,04

10,71

6'2Б

9,9

8,26

5,66

4,7

3,8

2,78

4,4

3,3

1,9

7,9

49,4

'2,96

21,73

19,3

15,0

12,0

6,6

11,0

9,0

6,0

5,0

4,о

2,86

4,6

2,о

8,57

37,8

3,0

685

728

680

685

690

74о

70о

672

755

732

720

740

782

760

740

92о

905

[ан'ньпе

п'о

ра,створимоети

1аэФь

ра1спла1в,л.е'ннь|х

ФФ./|!}

'']]Ф:

зв0ляют

сделать

вь1:вод'

ч'то

единственнь]м

'подходящим

эл'ек-

тр0химич1еской

точки..зр'ен1ия

р'а'ств0ри1телем

является

|(э?аРа,

однако

из-за

вь:со'кой

температурь]

г{лавл'ен'и'я

и летуч'ест}[

7антал

ншо6ц11

277

|&]аРт

смесь

1(:1а,Рт

[аэФь

не

мо>к,ет

бь:ть

н'еп'о0редственно

и'споль3,о|вана

ка'честв;е

эл|ектро'л,ита.

Аля

'9нц>кения'темп'ера_

турьт

плавления

умень1п'ения

летучестч

&!3г1рает]во]ря1от

ра,с1пла|вл{ен,,'"

"*"ё""

кс1

1'{а€|

-и

кс1 +

(Р'

1аким

о6разо'м'

для

получ,еЁ[9

[8:[18./1а

{наи}более

целесоофазно'!!:€|1Ф"'|Б3:0в1Ёй€

васпла,влен*,,*

"'.'"й

(с:

кг

1(:1аРт

1азФь

кс1

\а€1-1(э1аРт-1аэФв.

п онсйие

щ1ень!е

1 0]

иосл

едов

ал

2;€!|'||'аБ"т|:0Ён

ь|

е^системы'

применяющиеся

для

|получения

]ацтала

электроли3ом'

0ни

уста_

новили'

что

системе

1(Р-1(:1аРт

обра.зуется

двойн6й

фцр"д

аЁ:й'т#;

обнару>кено две

,"'"*'**й кг_(Р'1(э1аБт

цр.

('1аР[-

1(э1аРт.

в п1ер'во'м,случае

эвшектическая'.точка

от-

"Б,'.{

::%

(мол.)

к'тагт'и

темп1оратуре

697"6'

во вто!р'о'м__

71%

(мол.|

&т'Ёь

итем|п€ратуре

697"€'

'ь

];;;й'*'_

(с{-

&т,г)

обра'.уе"с"

двой'ная

со_{ч

кс1 '

к"'т;Ё;^;'-'ой16у"'ено

две

эвтектики

кс1-(€1'(э1аЁт

щ61

ц'таР'

(21'аР}.

Б первом

|слу{ае

эвтектическая

точ'ка

от_

Бйает"20%'

(м'ой.)

1(э1аРт

темпер_атще

696"6,

во

в'тором-

&0$

(мол.)

к'т'&

и темп'ературе

697"€'

соотв,етст,вии

,величи!*ой

!вободной

эн|ергии

,образ:ования

€Ф(10]БтЁБ1)(

чаетей

эл,ектр'ол1ит1а'

и;х

раоч,епно9

'н1|1!я)кени'е

ра3'л',о_

ж,ения

(,п'рти

а:ктив]нос1ти

ра9цой

един{ице

эл]ектроли3е

'с

н1ерас_

твор,имйй

а,нодом)

;п:ри

750'

€

приведено

ни}к'е:

3:"4ъ:ж;

й.''*.",],

; .

: :

1:в3'

},Б'

.ж

й'сходя

и3 привед0ннь|х

да1ннь!х-

мо)кно

пр|одпол'о}к]ить'

что

о0нов'ны,м

процеосом

электр,олиза

булет.

!разлох{ение

пя;тиоки'си

тантала

'по

ехем'е:

1а'@,

21а5*

5о'_'

21а5*

10е

2|а''

5о2_

-10е*5Ф,

-21о'.

слунае

п!!и:ц:6ц*"''"

граф'итового

анода

эл'ектролитическое

азл|о}кен'и|е

со'п'р!о;в'о)кда'ется

в'тоРичнь1'м!и цроцосса|м1и:

€*Ф'*6Фа,

2с+о?*26Ф,

ре3ультате

которь1х

происходи'т

деполяр1иза1{]'1я

8:Ё!А8,

[; €'

}{2_

поя|)к,ение р

аз1.пох(ен!ия

дополнителыно

пони'(ается'

Фстроуйко,

}1еерсо'н,

€или'на

др. [211]

изучали.со'став

газов

при

электроли3е

р,Ё,ла+йле"ной

системы

\а€1 кс1-

1(я1аР7-

1)оФь

прй

,плотности

то'ка

0,65

а|см2'

что оо|ответствовал1о

у,с1та_

нойивгшейся 'ра]бо1те

ва]н,нь1.

табл.

приведен

со,став

аноднь|х

х.3^ч"'

определ'енньхй

пмп,

а так'(е

други,ми

]исследо1в,ателями

ч'!2];

для

,срав]нен,ия

дан

состав

га3ов

алюм;ини'ев,ой

ватнны

[213}

(электр'ои;ив'гли|н'оземнокриоли|тно]|1о

распл

ава

)

1аблпца

€остав

анодных

га3ов танталовой

алюминиевой

ванн

€остав

анодных

газоь,

о/6

Ан'одны'е

па3ы

как

'та|нтал1овой'

так

и алюм'и,н}и!евой

в,а|ннь|

состоят

1основн,о1м

и3

со

'€Ф2,

,что

п;одтверх(да|ет

со,о:бра>ке,ния

разлож,ении

токо:м

1]ятио|киеи

та,нтала.

1(ирк

Бранлт

[208]

при

'0преде.п,онии

п,о,те!нциалов

разло}ке-

ния

расп.Ёавл'енных

см0оей

пятйошиои

та[нтала

,со

м!н|огими

с]ме-

ся'ми

сол,ей'

не

оодер>*(ащими

1(э1аРт

(палоидные

ёоли,

фос}фатьт,

бора3ьт

и.пидроокиси

щел,очнь|х

метал;,ов;,

{е полунй',"''

шр".

вьтх 1

! вторьц

т0чек

перегиба,

соответствующи{

напрях(ению

ра3лох(,е}тия

!аэФь.

@;нги

п:р,едп'оло)кил!и!'

нто 1а2Ф5

н|е

ра3лага|ется

п1ри

э/|ектр;олизе

91[й

ёй€€€й

утли

'{е

;н,апря)кение

ра6лох('ения

ее

3н,;щ'ительно

вь]]ше'

чем

0оответств;;юп1ей

соли.

||р'

и3учении

ра'0пла|влеш|ых

смеоей

(€1

(Р

(этаг|

тал5

воо"

авторы

отм1етили

на

кривь|х

два

пер1епиба:

'оди:н,

в,ероятно,

отве-

1ачшиу^

ра31ло)к;ени,-5']?г'

(

1,58_ в),

АР}гой

-^1ра31л|ойкеник,

1ая9,

(2,47

в) (р'ътс.7\,72)''

1а'ки'м

,бРзРщ

|(ир;к

и Бра*|$

0вв1й?81Фт'

чт,о

при

электр0ли3е

а3ла1га'ется

1(э1'аЁ|,

в пр,о|тив,о'поло>кн,офь

фн9н:ий

большлишства

а|втор,0в'

подтверх{ден!но'му

|многи'м|и

эксперим!ен!8:цц'

бна|ч]{телын,Ф

'||Ф3А'1|0€

пРоцесс

эл'ектроли3а

т€х )ке

'0асплав-

:у--:*т1-9ч.тем

и3учался

!роосбахо,м

др.

{::+].

|!ри

изй,ер'ениях

оь|л

исп;оль3,ован

танталовый

электр;од ;0!

8]8:1!0Р!19,

пр'едставляю..

щий

собой

алу[1довую

трубку,

заш$ь:тую

притертой'

алундовой

[Ро!кой,

.через

которуй

расплав

Ёас:

кё:,

насйт1ценньтя

1а2Ф5,

вводили

танталовую

йроволоку.

наде>кйоЁ",_й-й.р'''_

БФА[йФ:91Б

этого

элекпРода

была

про1вер'ена

п'щ'

,600"

€

п'о отно.

1л|'ен1ию

,оер,ебря'ному

свинцовому

электрод1м.

йзмерец'ия

во

врем:!

элч1троли3а

провод{.|ли

по

тир а,т1рон'ной

{схФме,

описанн,ой

в'ра{о,от_е-[.2|4.|.

электролйт

пр{вдс1та]влял

собой

рас-|1лавлен|ную

смесь

кс1

!',1а,61

добавка,ми

,!?;3.г1].!т{}1Б1|[

,''о'и'ес'"

кг,

ш;Ё

!антал ш

нцобцй

у79

1(э1аРт.

3лектр'ол'и3

вели

'п'ри

850"'€

ни'ке",1евь1м

Бьтделягошиеся,на

а1ноде

га3ь1

анали|зировал'и.

|1ри электроли3'е

(э1аРт

на

-кривых

п'оляр1и3а1ции

наблйались

две

точки

пер'еги:ба,

'п|ервая

и3

1которых

вует начальной

стади}]

1Б0891,?;[Фвления

1а5*-+1а3*,

да'още'ос"

бьтстрьт,м

вьтделен]и1е'м

металла

1а3+

?а'

ка'тодо|м.

0'тц{|етли'во

,ооответет_

соп)ров,0}к-

,[,алее

сле-

Р,ис.

71.

1_ 7 кривьте

для

(э]аР:

Ртцс.72.

|-7

кривые

для

,|(э1,аРт

1азФь

довал

3начи'тель'ньтй

подъем

кривой,

кото'рьтй

прекращался

п'ри

д1о,сти}к'ении

п!отенци

ал,а

вь|деления щелоцного

м'еталл

а.

Анодньте

;;;;;';й;й''й

сб

со] ё1'.

в,,д**1!1!!€

|Ё'? а'ноде

€Ф

|т

6Фя

а'вторь]

с]вязьт'ваю'т

гидроли3ом

1(э1аРт

--(щл91ствие-присутет_

"йй

й/^",

и образойанйй

оксифторйлов

1(э[аФЁь

1(э1аФэРз).

| а6ли

ца

€ост'авы

некоторшх

оксифторидов

тантала

'[а

1(21аР'

1(21аФР,

|(21аФ'Р,

|1рисутствие

этих соединений

в электролите

подтвер}кдено

ана_

лйзом

нерастворимь1х

остатков'

состав

которых

*р#Р3'"

тацбл.

93.

?ам

х<е

для

0равн'они'я

дан

оостав

чи'стого \э|8!т'

,о

48,5

48,4

19-20

2о

2:о'2

34-33,6

27,3

А'оба;вление

1а2ф

эл,ектролит,

,€;оАеР)ка1{ий

1(21а'Р7,

н,евлиял|о

|на

ха1оа,ктео

п0ляризайионных

кривых

на

ход

электро_

лпза.

АнтереЁно

'{'е''тЁ,

что'

1аэ'Ф'

]р асплаве

.обнару>кено

не

бьтл,о.

оБ,оз

й'ох<'н'о'

цто

пр

..."

,р*йй

ъ;о;

й}{ЁЁ/

Р;т.

#''пле,конь|'е

ок?:иф|орид,!,__',Бд'б",,е

приведеннь|'м

'|]о

м'нению

,"''ч?"^,-.т:'к--в

первом

\А.1{

г|!

во

в'то]ро'м

случа'е

на

кат'оде

пр'отекал

,]Ё'йЁЁ.,

1а5*

?а3+

12.

'#,,^"'й

>ке

про'цесс'м'ох(ет

бьтть

предо}2;8.110}!

следую,щим

0б-

(?аФР,)2-

4е

(тао\)

21а (ФР,)

21аРв

2Ф

2Ф+с:€Ф,

2т'г,

4Р_

2 (!

аР,

(1аФР,)2_

4г_

6}}+1@

Ё'есмотря |на

проти/в.ор,ечия

вопр1о€€

й,0*2;[]{3ма

электролиза'

имеющие

м;есто

азлин'нь:*

''''*й,

а[11у!ях'

н а:иболее-йостовер-

ной

охем'ой,

по_видим'*у,

-,*щу"{-*''",

|р,азло1х(10н1ие

1а2Ф5

присутс?у|#у

ра'спла'ве

вйде

сло)кнь]х

*6,';;;;;;;;х,с10ед]и-

1(а:к

ух<'е

ука3ыв

ал

ось

вь|1|]'е'

дл

я'пр

о'мь|]1пл]енн

ого

электр

олиз

апРеАло)кень1

две

о,сновнь1е

фтори}Ёо-хлориднь1е

смеси:

кс1

+ кР

ф}(21аР,

{1а'Ф,

1.,1а€|

кс1

]('1аР,

{1а'Ф,.

^^''5:':-тткции

эл:]тр'олиз0ров

отличаю'тся

сл'еА}ю1цим'и

осо-

оенн'0с/тя'м!и:

ва|н,нах

одного

типа

е ктр

л и

*р

о'

-'!''

ц"''

гр

а,фи

т ойй

;ЁЁ#'*

#.,

;^#";ж}н:;

на

!0тер)кн)е'

ра(споло_}к'е1"9.,'

ц*,'р*_*ан|нь|

на

некоторо'м

р|ас-

стоян||4|4

от

дна.

Ба'нньт

в'0рого

''!|

_''д''аются

тем'

что

!них

металлич'еокий

пишель

слух<йт

*''ф,м

металл

оса}кдает0я

на

в]Ё}?.!ён[:11)(

стенках_тигля;

гра,6ий"ыи

электрцд,

р,а,0поло}к'ен_нь:й

цен'тре

ваннь1'

гсл)лх<и?

'ан'од0м.

|1о

да:нньтм

м":^9Р:1

]::ь1,

,р"}*!."'"

пра:фитового

эл'ектро_

л|13'0Р

нецелесообр

1:ч'9'

т ак- |ка']<'

.рй

'р

уу"ом'об,опр9в]е

тигля'

а)к

е'3

а'щищенного

стальной

:обол'онкои,

а,олюд

а'е!ся

н'ани:тель

но'е

раз1ру||]ение

его;^катоднь:й

пРодукт

3'агря3няется

при

э]то'м

пр

атфито'м,

пол'н1ое

у13:1е'ние *'''рБй'

атр,уднительн,о.

рц'у9ц6-

ние

с'тали

для

э'той

цели

'та'кх(е

!ало

Ё!еудовлетв|о!рительнь:е

ре_

зульта,ть|:

тантал

3агряз{ня,ется

окисью

х{елеза.

Ёаиболее

целе-

[антал ш нцобцй

оообрав,н,о

|!!14й,8Ё0ние

никел!ев0го

тигля

в качеотв,е

!катода

|и

гр,а-

фи'тово,го,стерх(|н1я

ка]к

анода.

0,оновньте'пока3

ател'и'

(получ,енныё

3.[1[19:нБ1м

и а1втор

а'м и п'ри

эл'ектр]олизе

фторидно-хлор1идных

см,есей,

{€'Ф|А0Р)к?;|]]:их

1,а2Ф5,

п1риведеньт

в тач6л.

94.

первьте

пр 0мь||1пленнь1й

1пр

о'цесс получен и9

16:1{1 8.|{

8 о,лектр о-

ли3ом

651д

ц;реАл9}кен'в 1931

г.

Б,ал'ком

[196],

ткото;рьтй и;0польз,о-

мс.

3лектролиз

на?#

'Ё:;'ё;:

получе}]ия

тан-

графитовый

апод; 2

стальной

тигель; 3

пли_

та: 4

*"*",,%,

.3*1-ъъ##*',

ооад0к

поро[д-

3а/|

(ац!т8€тве

олектр|олита

расплавленную

смесь

1(Р

(э1аРт

*1ааФь. Б

ра,боте,

опубликованной

1933

г., автор

сообщает

не-

которы'е

дета'ли

процесюа

[216].

3лектрол]из

п1р0водили

в еталь-

ном

тигле-катоде'

а!нодо,м

слу>к'ил

!8:0||6./{Ф)|(;9н;нь1й

центре

ва1н-

нь:

графитовь:й

электрод

(рис.

73). }1еталл

оса)кдался

на

етен-

ках

тигля в

виде

дендр,ито1в.

3л'ектролиз в)ели

до

3ара'стани,я

тигля

ооадком' посл'е

ч,епо электролиту

,да1ва'л\\4

3а,с'ть1ть

вьтби-

вали

его из

тигля. 3а,стьтвтпий п.лав'

оодер)кащий

до

15% та|нта-

281

'ь

$ц

хЁ

}о

Ёг

Фсновные

пока3атели

процесса

€остав исходного

электролита'

(вес.)

|1итапие

ванны

о/о

(вес.)

1емпература

электролита'

ос

Ёапряжение,

|(атодная

плот-

ность

тока, а|см2

Анодная

плот_

ность

тока,

а|см2

8ыход

по

1о:.<у'

уо

3лектролизер

|(атод

Апод

[4звлечение,

8'5

('1аР'

8'5

1а'Ф,

{

+83'0

(55'9

кс1

+27'1

кг)

16'0

('1а&

ф12'7

1а,Ф6{

+71'3

(59.7

кс1+

+11'6

кг)

750

.{риггс

.[]плиен-

даль [2

[

60-75

|рафитовый

тигель

!{икелевый

или

молибденовый

стер}кень

|рафитовый

тигель

0,9

10'0

('1аР'{

*4'0

1а'Ф,{

{86,0

эвтекти_

ческая смесь

(42'4

кР+

+43'6

кс1)

730

0,5

Фсновные

пока3ателп

одектролитических

Американский

завод

Файнстил

коопо-

рей|цн [2

9_)2

10'0

('1аР'{

{5'0

1'а2Ф5-|

+85'0

(кс1+кР)

1а'Ф6

€тальной

тигель

!о

}ке

|рафит

методов получения

тантала

3авод

€именс-

галБске

гдР

|2261

8'5

|('[аР''|

ф8'5

1а2@6{

+25.5

кс1+

+57'5

кг

12'0

кг+

+65.0

кс1+

{15,0

(91аРт*

ф14'0

1а'Ф6

|рафитовый

тигель

}1олибденовая

лента

[рафит

7антал

н!]обцй

680-700

4-5

15-0, 2

0,45-0,

-70

[!икелевый

тигель

!!икелевый

тигель

|рафитовый

стер}кень

77'3

кс1+9'7

кг+

+9'7

кятаР?+

{3,3

1а'Ф6

800-810

1,3-1,8

0,3

77-80

[рафитовый

тиге'|ь

.}!!олибдевовый

стеР)кень

|рафитовый

тигель

63_65' общее

94-95

283

1а6лица

17'5

('1аР'{

+55'0

кс1+

+27'5

кг+

2'5_3,0 1а'Ф5

680-720

0,5

1,2-1,6

65-85

Ёикелевый

тигедь

Ёикелевый

тигель

|]олый

перфри-

рованный

графи.

товый

стер}кень

78-87

284

металлов

тве состоянац

лово1го

п'0ро1пка'

ра3маль11в'ал1и

и отделяли

боль1]]ую

часть

сол1ей

во3ду1пной

с1епарацией,

3?Ф |1Ф3]Б:Фляло

во3в|ратить

электрол]и:т

88тт:на}л-без

какой-л|и1бо

допол1}пительной

,обрат6'отки.

Фстатки

;€,Ф.г]ёй

графит

удалял14

и3

п|0р|о11пка

'на

.концентрацио]нном

столе.

.(,а_

лее

порош|ок

0чдщали

посл'едовательной

обратботкой

раз1ба;влен_

ньтми

Ё25Ф',

8Р

кон.

|!осле

пр'о|мь]вки

Ёодой ,

сф:к"

,п'ор:6-

1п'ок

тан'тала

направляли

на

пр!ои3в]одство

компактного

металла

{{3Б'90}ЁБ!й:}!

метода1ми

м,ета'лл;о]кер

а,мики.

1931 г.

!,:риггс

[217!'взял,па'тен,т'

н'а получен|иетупо]плавких'

металл'о'в'

т1о'м

числ1е

тантала'

эл:ектролизом

расплавлен;ной

емеси

галоиднь]х

'ёФ./|€й

щелочных

м,еталлов

двой'нь|м]и

гал|о1ид-

нь|ми

ооляй;]:!

11 ;1{й€"11Фр]9дсодержащим!и

соеди!н,0н,иями

туго1пл

ав-

ких метал1лов;

п|осл'0дние

дол)кны

]бь]л'и

о'бладать

ра'ств'ори-

мо'стью

ука3а)}||но|м

распла'ве

,и

находи,ть,€[

}!Ф:!{{3ир'ова,нтноп:

ФФ01';Ф9|}|;}1т}|.

!,ля

полун'ен1ия

та1нта

л'а

бь|ла

предлох(ена

расплав_

лет{'ная

смесь

по1чти

рав]нь]х

,ча1стей

фторидов

калия

{и

,н]атрия,

кот0рой

растворяе|тся

ф'тортотанталат

кал!ия

в коли1ч'естве' ]оо-

ставля10щем

500/9

к весу

фторидов

щело,чнь1х

металлов.

Б'полу-

чен'ной

см еси

ств;0!

я./|'и_

пятиоки

сь таштал

а'

колицество

ко'ор

ои

достигало

100/9

к веоу-.

|(21'аР7.

3лектролиз

реком,ендо'в'али

пр10-

в'одить

в' пратфито,вом'|йгле,

сл|у)ка1ще]м

каподом,

с граф]итовь|,}1

с1'ер)кнем

качестве

анода.

1емпература

эл.ектроли1а

-дол>кна

бь:ла

,ооста1влять

700.

с.

.[|,ля

пита:нйя

1ан,ньт

бйа

;ьйо}к'она

г1я'тиокись'та'н'тала''котор1ую

слодовал,о

до,бавля,ть

в к,оличеств,е,

не

превь11патощем

ее

раепвод1]4йФ:31}1

т8

3л:8,.Ф;Фй]и'е.

др1иггс

ука-

зь|вал'

ч'то

введение

1а2Ф5

|п'редупрех(дало

!по,явление

анодно1го

эф

фект

а.

(ак

покавали

-иссл

едов

анйя,

пр

итм,енен,ие

ч:и'ст'о

фтБр

ид-

нь|х

ра'оплавов

(]'{аР

кР),отр,и]цатель|но'ока3ь1вае.о"

,''ра,3'..

ваннь1

в с|вя3и'со

сравнительно

вьгсо'кой

температурой

плавления

таких

смесей

и их

3начительной

вя3костью.

|[оэтойу

дальней-

1п'ем

]ка]к

пр!оиз1в}цдстве]-|]нь1х

усл|овиях'

так

у\

и{сследов

а|ниях

||'!!}11\,18[9йт11,сь

исключител'ьно

хло,р,идно_фторидньт1е

(кс1

кг)

или

да'х{е

чис'то

хлоридньте

р1створ1ители

(кс1-

|х|а61).

Ари:ггс

,[{илиейдаль

[2!6]

опубл,иковали

р]е3улытаты

своих

иосл'одований ]пр'оцеоса

пол'учения

.м,еталлическ0гот3н[8й

3.]|,8(_

1!Ф.г114;3@й

ратсплавленной

,ом,еси (€1

1(Б|

(э1аРт

1а:Фг.

Ами

бьтл

п,роведен

ряд

предва!р1ительньтх

иопьттаний

п,о

вьт,бору

состав

электр0\п-ита.

Результать| |пр,едв

ар,ишельнь!х

опь1тов

при-

в1еде|нь|

табл.

95.

(ак

видно

из

да1ннь1х'

приведеннь1х

табл.

95,

крупньтй

поро_

чо5]9'{:*тя 1ри

электрол|и3е

расплавленной

смеси

(с[

-г

^1г

\э!2[т.

1|итани'е

ванн

целееообратзно

осуществлять

вве_

ден,и,ем

"[аФ-в,

лрисутствие

которой

предотвращает

п,оявление

анодного

эффекта-

Ёа

основании

проведеннь|х

исследований

бь:л'

принят

_с9с_таР

исходного

электролита:

83,,0-

(55,9';

(€!

27,\0Б

кР),

в,50/0

к'т;Ё; б5%"1а:Фэ.

7антал ш

нцо6цй

285

Результаты

ориентировочных

опытов

9лектроли3ом'

по

,[риггсу

1аблица

по получению

та!{т:ша

.}!илиендалю

Анод

Фй

[нЁ

!*в

!яБ9Ё

|й;8ъ

характеристика

катод1{ого

продукта

2001('1аР'

ю0кг

400(:1аР'

{_801а'Ф,

3001(21аР'

{

101а'Ф5

200(11аР'

200кР

501аяФь

501(э1аР'

10!а'Ф6

{

100кс1+

40кР

100кс1+

40кР+

251(я1аЁт

61а'Ф6

150кс1

-р

25(91аР7

61а2Ф5

150кс1

{

25(2?аР'

{

61а2Ф6

100кс1

40кг

{

35(21аРт

|рафитовый

.тигель

1о х<е

Ёикелевый

тигель'

1о >ке

))

Ёикелевый

тигель

1о

>ке

9голь

1о >ке

)))

9гольньтй

стер>кен|

(лиаметр

0,10

6 мм)

1о >ке

)))

0,40

0,41

0,23

0,16

Б'процес'се'эле'ктРоли6

а ео'став

в аннь1

ёорР9к]гзр9в

али

до6

ав-

лением

сме'си

следуйщего

состава:

7|,3о|о

-(59,7о1,

кс1

11,6у0

кг),

16,0%

1(э1аРт,

\2,7о|0

1аэФ_1.^^

'5лектроли3

проводили

при

7Р0'

с в

гг

Ф1т99_"1:

]]-1*9^113.';

катодом

слу)кил

распол'о>кеннь1й

центре

ваннь]

молиоденовь|и

или н|1|хеле!ьтй

стер>кень.

необходимую

для

электролиза

темпе-

ратуру

подцержив!ли

нару.>кным

обогревом.

катодная

плот'

ность

тока

1с1оставляла

0'9

а| см2.1антал

оса}кдал|ся

виде

денд-

ритов'

сцементированнь1х

3асть{в1пим

электролитом.

Раствори'

мую

часть

электролита

удалялу1

и3

катодного

продукта

отмь]в_

*6й, н"растворийую

отмучив3Ё;14€й.

3атем

поро1пок

,обрабатьт-

вали

при

на]гревании

последовательно' соляной

азотной

кис'

лотами

царокой

3:оАкой.

'Аля

удаления

угл'ерода

авторь|

реко-

й*"!уй"

киЁятить

'поро1пок

тантала

со

смесью

серной

а3отной

.'-'о'.

!(рупность

вь1сушенно'го

танталов0го

поро1шка

бь:ла ме_

"Б.

б,бт+

'йм.

Аз

него

методами

металлокера.мики

бь:л

п'олунон

ковкий

тантал.

металлов

тве

!!1айерс

[212,

215]

подро$ц9

описал

результать|

своих

иссле-

дованнй

по

получению

тантала

эл,ектролиз,ом

расплавленньтх

^"9]!1'

(ак

лру"'. авторь|'

он

убедился

невовм,о)кности

вест}!

электроли3

одного

расплавленн6го

фторо"'""'..]-й,.й""

'.-.'

*нодн0го

эффекта,

та'кх(е

вследствше

того,

нто

ух{е

при

темп,е_

ратуре

плавлен:ия

этой

соли (630'с)

она

обла.1ает

Ёекоторой

летучестью

и'

кроме

того'

част|ично

ра3лагается.

дооавление пятиокиси

тантала

двойному

фториду

н'е

дало

п|олох(ительнь|х

результатов'

так

как

,при

этой

йосйедйии

так,*(е

ра'зла'гался

улетучивался.

введение

эле1ктролит

хлористого-калия

3начительно

улуч_

штило

условия

процесса,

однако

на:иболее

хловлЁтБ{р_ительнь1е

ре3ультатьт

бьтли

получень|

с электролитом'

содер}1(ащим

эвтек-

тическую

0аспла'вленную

сп{есь

9щ:р"д'.

и хлорида

калия

(3'%

(Р,

тейпе!атура

п'ав'лени"

о:фё[

'фторотанталатом

калпя

пятиокисью

тантала

результате

,с]воих

исследований

&айерс

предло)|(ил

следую-

ший тостав.

рас_плавленного

растворителя

10'/'

кс:-кг

(эвтектинёс"о*

Ёйесй!"+

:оу,

|(э?аР:.

Растворимость

1а2Ф5

этой

й".й

составляет

4?95о|о.

3та

ра-

створим0сть

оста,валась

постоянной

пределах

650-вьь"

с.

Ё;_

которьте

даннь1е

1о'по'ка,зателях

работь:

испьттанньтх

мааерсо*

со-

ставов

электролитнь1х

ван:т

пр,йведеньт

табл.

96.

Бй#

приняг

око|нчател-ьнь:й,состав

ванны:

52,5оь

(с:,

зз,ьу!

*Ё'

:о7ч.&1'&,

4о|9

|а2@ь.

?емпера1ф

,',"'"ния

смеси

достига_

ла

$/о]€.

1'емпература

электроли!а

составляла

730Рс.

1у|аиерс

и3учал

влияние

1плотности

тока

на

качество

катодно_

по

осадка

установил

следующее:

1при

катодной

,''','-',

''.,

0,25

а|см2

на

ни'келевом

катоде

вьтделялся

плотньтй

хоро1шо

свя-

занньтй

1катодом

слой

метал'а,

*..'_р,!й

";;;;_;Б;;;;;"

3,6щФй

|{а!:ской

водкой

^предс']

авл

ял

ео6ой

весьма

диоперснь:й пфо_

шок

х^рупностью

му.

|{оротшок,

полученнь|й

1!';

й!''й..',

,'-

ка 0,50

а|

см2,

так}ке

бьтл

фотп''

.Бй.'"

с катодо|м'

но

отличал-

ся

больш-тей

крул:лостью

133о/'

класса

;;,^-

|э*]"

й''..,

--/4

мк,

18}9

класса-38

мк).

|1ри

,''!"йи

тока

0,9 а|см2

'получался

проду11

с той

х<е

ситоЁой

"'Ё,й..рй.тикой"

но

менее

прочно

свяванньтй

с катодрм.

!1овь|(шение

температурь|-

электролиза

в пределах

680-850"с

при

пл'отности

тока

0,4

а|см2

приводило

увеличению

крупности.

частиц'

в'п,роизв'одств^еннь|х

условиях

сРедний

размер"ч,-"'ц

тантала

составляет

мк.

&1айерсом

[2|-2,

2151

подробно'описан

метод

обработки

катод*

н0го

продукта.

Фхла;кденный

электролит

вместе

металлом

об-

рабатьтвали

водой

шаровой

.,*'",йце,

Р1зготовленной

из нерх{а*

веющей

ст.ал|1.

||оротшой

тантала

промьтвали

горяней

''дой

до

удаления

фторидов

и хлор!'дов

затем

оораоа!Бвал,

_йарско*

(о

о,

\о

с{

с\|

э|в

€

Ё(

.Ё

о.

.а

с!

.Ё

а€933 ФАн &

нвЁЁ; ЁЁЁнЁ=

ЁЁ

Ё * а

:а;ЁЁвЁЁвЁЁЁ ЁЁ

н-Ё

€ЁЁ*;ЁЁЁааЁЁЁдЁ€ЁЁЁ

о!о

!о

-о|(о

=со

со

(эг-г-

ЁЁЁЁ

ЁЁэ€

аЁэ€

од

!сЁ

дФ

Фх .ч

ьь

Р{

оФ

нх

-{*;т

6Ё

о.ь

с-

ЁФ

432

!ь

'д.

{

,*!

эЁ

9д 9..

з9

вБ

эа €

ё!

€

>ь

од

цд

=Ё

9Б

Ё9

Ё!

€

ЁЁ

€

оо.

водкой

для

удалент^1:]1."

други: примесей.

[а^рокую

водку

отмь1вали

в0дой

^з_атем

поротп6й

обра'бать:вали

зф_|!]м

горя-

чим

раствором

едкого

кали,

тто'бьт

удалить

сл,еды

примесей,

ра-

створ'имь]х

щелочах'

нашример

сви!нец

и ол'ово.

||осле

этого

по-

р'о1пок

обрабатьтвали

с;месью..

сёрной

,.''"'й

йй;;

]+11л"й,

наконец'

107о-ной

плавиков,ой

кйслотои

для

удаления

окиси

тан.

!ала

кре]мнекислоть[.

Фрид,р"х

[194]

изунал

пр0цеос

получения

тантала

электр,оли-

.!'ом

расплавленной

смеси

кс1

(Р.+

(этаг,

та'оь

следу-

Рщего

'со.ста,ва:

122,5^вес..

н'

кс1'+

вес.

ч.

кг

1б ,*..

,'.

(:1аРт

,вес.

ч. 1аэФь'

Автор

подробно

'.'.,'Ё,''й""

на

анодном

эффекте,

во3никающем

прй

.'"^'р''й'..-"Ё|й-,'.,"._

нове|ни1и

?}!'ФА}{0|@

эф'фекта

сила

тока

падает

до'5-20

а,

то

время

'как напрях(ение

повь]шается

5,5

до

2о-25

в. |1овфх_

ность

анода

на1чинает

светиться

и во

многих

точках

ме)кду

ано_

*ч' 1':::::!:::ч*

кратковременно

в,о3ни,кают

небол,'й"

ду'''

!1ри

добавле\11414 !а205

аноднь:й

эффокт

прекращае'.".

кр?'й!

:"^:'":-."1-19991*'.

время

'он прекращается

тйюк^е

шри

более

г,:у_

н::ё

""#';ъ1у#,',

*:Ё:;#3ЁЁ*'":

он и х(ен

ии

оилы

то

и4 и п

рё

|м1а

[219]

так)ке

изучал

влияние

плотности

тока

на

ра3мер

частиц

металла.

качестве

эле|ктролита

,он

применял

расплаЁ-

ленную

смесь

следующего

с0ста,ва;

100

Ёес.

ч.

Ёт''г,

1ц0

вес.

ч.

кс1

вес.

ч. 1аэФь.

,р'"'Бй'''*йй""

д,''-

нь:м

'&1айе^рса

о^н-

устан|о^вил'

ч'о

йойытцение

катодной

пл'отности

тока

'с 0,10

д:о

0,4'0

а|см2

увели,чение

температурь1

электролиза

в пределах

800-950'€

приводит

уме"ьй."йБ дй"й.р.,'.""

поро1шка

тантала.

_|]о

даннь:м

ряда

авторов

[2\9_2211,

прои3водство

*,.',''"-

ческ1оготантала

электроли3ом

расплавленньтх

оред

фирйо;т

Файнстил

1(орпо'рейтпн'в

€|1]А,йее'

нокоторь!е'особенности.

:]^-::Р:]_'3

проводили

стальнь|х

ил,у!

чугунньтх

тиглях-катодах'

граФитовьй

анод

располох<ен

центр,е

т\1гля'

€;Ф€13в

электроли_

т.а

}:9

о1т}фикова'1-,

,]9--"^"д"''-},'Ф,н_состоит

из

1б?о

('*'Ё'

\аэФь

85%

(кс1

+ кг'[.

-__

||ервоначально

смесь

солей

тигле

раоплавляли

п,еремен_

нь1'м

током,

которь:й

пр'оходил

через

введенньтй

ванну

"-'о*'-

гательньтй

электрод'

эл'ектролит

граф!ит0вьтй

анод.

!'"

''''

чтооь1

при

наплавлении

электролита

(до

'в'ключен'ия

постоянно_

го

тока)

стенки

ваннь1

не

разрутшал,ись

электр1ол'ито1м'

их

охлах<.

дали

снарух<и

водой

или

воздухом'

этим

обеспечивалос,

оор{зо"

вание

на

,них

защитн,ой

,кор,ки

солей.

||рц

вклюнен,ии

постоянног0

то!ка

охла}кдение

пр,екращали.

гарниссах<

разру1пался'

но

стенки

ванньт

не

реагироБ?./!1{

€

!3;€-

плавом'

так

как

тигель

одновременно

являлся

ка{одом.

йро-

цессе

электроли3а

по

мере

накопле|ния

,на

дн'е

€1€Ё;(3)(

ванньт

7антал

нцобцй

289

катод1{ого

осадка

анод

приподнима'ли.

[!,осле

тог'о ка'к тигель

3апол1нялся осадко|м'

электроли3

прекращал,и

и замора)кивали

содер}кимое

тигля,

засть:в:лий

плав

вьтбивали,

ра3!маль|Рали

подвергали

во:зду[пн'ой

сепарации.

[алее

,остатки

солей

графит

отделял'и

от

поро1пка

,металла

на

концентрационном

столе.

Фчевидно, в

основу схемь1

фирмьт

ФайЁстил

(орпорейгшн

поло'

>|{ен описа|н1нь|й

ранее

м,етод

Бал'ка, так

как.конструкция

элект_

роливера

€т]]Ф,€Фб

отделения электролита

совер1шенно

анал0гич-

ньт. Б

табл'

приводится типичньтй

анал.и,3 поротттка

и листов'

из1готовлен'нь1х из

компа,кт'ного

тантала

фирмой

Файнстил

|(ор_

по|рей[пн.

1а6лица 97

1ипичный ан:ш|из

тантала

[195]

шь

[{о

Ре

т|

ш|

0,03

0,003

0,0!

0,015

0,о2

0,002

0,03

0,003

0,01

0,010

0,02

0,002

0,05

0,02

о'17

0,01

0,05

0,02

0,003

0,01

7г

А1

о2

ш2

(онст

атино",

6ц"

дч['*.

-*1ф'и3уч

ал и !пр о)цес

с эл ектро-

тлобпя,

такх(е'сплава

тантал_

ниоб'ий. 3ле,ктролит оост0ял

и3

!3€п./|&в./|€нЁФй

,€]]\,1€€]:[

кс|

кг

|(:]аРт. |1итание ваннь[

пр,ои3,водилось

1а2Ф5

или

\б:Фо

при

п,олученуи тан'гала

|\лу1 'ниобия

и смесью

^[аэ0ь

\б2Ф5 при

получении оплав0в

тантала

,с

н,иобием.

Б первонанальнь1х

.о1пытах

они использовал'и графитовь:е

тиг-

ли-анодь]'

вмещающие 250 е

ра1оплавленнь:х

сол,ей.

1(атодом слу-

жил

металлический

прут'о|к,

раополо>кенньтй

центре

ва,ннь1.

Аля

вапт.итьт

от

обгоран!4я т|1гли с

вне:шне!

стор'онь!

бьтли

защи'

щены

стаканам'и

и3

х(аростойкой стали.

3лектроли3

пр'оводил11

лр'и

675-700'

€; температуру

вамеряли

платина'платинород1{е_

вой термопарой,

вставленной в отв'ерстие

в стен,ке

ванны.

Б :|ачестБе

исходнь|х продуктов

прийеняли

1(э?аР:, содер}ка-

щий

43]30/о

1а,

и следующие'осно'внь1е

пр'имеси: 0,40/о

1!,0,1%

5!,

0,090/о

Ре

'и

пр'окален|ную

при

Ф0"6

пятиокись

та|1!тала,

-с_9лчР-

}кащую

следующие прймеси:

1,30/о $б,0,3у0 т|,

1,00/9 |!,0,20/о

Ре.

Ё{ачальная катодная

плотность

тока

при электролив,е

бь:ла

\,0

а|см2,

анодная 0,25

а|см2'

(атодньтй

продукт

вь|щелач'ивал1!

водой,

для

чего вначале его

подвергал,и

мокро|му

ра3мрлу

.1па_

р'овой

мельн'ице'

зате'м

тщат,ельно

п|ромь1вали

водоп.

3аказ

1677

с'держанпе,

п !

€одеря<ание,

0/'

1-,,

3лемент

*"-,"'"

"";,*[;'#"

элемент

*"''д''"

""};11-;""-""

пРдукте

[

металла

!| !

продукте

металла

290

3лектролшз

пол!ценцем

леталлов

твероо.м состоянцц

Было

изунено влияние

и3менения

со'става электролита

на

по-

казатели

?лектролиза

уста,новлоно,

что ми|нима.}|БЁ;Ф€

содер)ка-

ние

к2таг7

в электролите

дол)кно

бь:ть приме!но

!авно

90/6]

наилуч1пие

показатели (вьтход

по

току и извлечение)

6ьули

получень1 при

содер}кании

расплаве

\5-25о|0

(:]аРт.

т,о

х<е время

;бьтло

устан'овлено'

что

1из,менен|ие

содер-

жания

в электрол!и'те та2о5

от 2,,5о|6

до

предела

ра,сгворимости

при ,оптимальном

содер)кании 1(э]аРт

практически

не влияет

на

0ка3

атели олектроли3

а. Фсновньтц

:ф

актор

ом'

опр еделяю,щим

а-

створимость

1а2Ф5 1в

раоплаве'

яв.г1я,ется

'ко'нцентрация

|(э1аРт.

мень:'пей

степени эта

вел}!чина

зависит

от концентра,ции

|(Р.

||о

мнению

авторов'

растворимость

1а2Ф5 в

|(э1аРт

объясняется

обра,з'ование|м

расплаве

соединен,ия

2|(э1аР7

1а2Ф5.

€ушество-

вание

этого соединения бь:л,о

ими

обнару>кен1о

пр,и

изучени'и

с,и_

стемь1

1(:1аРт

1аэФь.

Аналогичное

соеди1н'ение

,образуется

при

гидроли3е

ра0плавл.енного

1(21а,Р7.

14нтересно

отметить'

что при

электроли'3е

смесей,

1в )кото,рь|!!

соотн'о1пение

|(э1аРт

и |а2Ф5

сильно

сдвинуто в

сторону ||0!Б0|Ф

пр,одукта'

и]звлечение

тантала

по ?а2Ф5

превь:1пало

1000/о. 3то

ука3ь1вает'

что в этом

случае

наряду с

1а2Ф5

током

разлагается

(:1аРт.

(ритинеская

анодная

плотность

тока

для

!(э1аРт

при

800" с

в атмосфере арг,она

соста'вляет около 0,35

а|см2.

резу,::ьтате

проведеннь|х'исследований

бь:ло

установле]то,

что

при

данном

составе электролита

содерх(ание

его основнь|х

компонентов

мо)кет

изменяться в

пределах \5-2оо|0

(э]аРт,

2,5-\2о|р

|а2Ф5,

а отно1пение

(€1

(Р

от

: 1

до

2: \;

при

дли_.

тельном

электроли3е

питать

ванну

мо}кно только 1а2Ф5:

нару1пе_

ния

с,остава

электролита

лри

этом не происходит.

|1ри

электро-

лизе

бьули

достигнуть1

вь1ход по

току 65-в5%

и извлеченпе 78-

87}9. €,одер}кание

тантала в порош,к,е

составило 97-99у0. Фсах<-

дение

тантала на катоде

виде

плотной тптАнги

при 1проведении

эа1е(т!Фл,и3а

крупном ма'с:птабе

ока3алось

затруднительнь!м'

та'к

как осадок

легко ось1пался

с катода и падал на

дно

ва,ннь!.

Бьтло

так>ке

испь1тано несколько

конструкций

электролизе_

ров.

Ёаилуч1пими

оказались

электроли3ерь1

с тиглем-катодо]!1

|1ли

катодом-корзиной.

Фба

эти

элоктроли3ера'

по

мнению ав_

торов' мох{но

рекомендовать

тех

случаях, когда пРеАусмат-

рив

ается

дальнейш.тая

гидро},|еталлургическая

перер аботка

катод_

ного

продукта.

|!о,с,кольку

работе

для

отделения поро1пка от

электролита предп'олагалось

применить вакуум|ную,се:тарацию.

'6ьхла

разработана

конструкция

ван,нь!

(рис.74),

наиболее

при-

способл'енной

для

пр'о1ведения

именно

это_го

1процесса.

3лектро-

.ци3ер

имел в хоническом

днище

отверстие' во время

электролиза

'перекрь1ваемое

специальн,ой

проб,кой. |!ри вакуумной

сепарацилг

это

отверстие

вста.вляли никелевую

сетку' поэтому

часть

соле|!

да

ляли

вь1пла,влением.

Рпе.74'

3лектролизная

Рпе.

74' 3лектролизная

уета,новка

для

получения

'т'антала (по

(о'нсташ-

тинову и €кляренко):

полнй

Фафитовый

анод: 2

тигель

катод из

нихрома:

теплос:вол:я.

ционяый

стакан; 4

токоподводящая пробка;

[цтурвал

для

подъеха а|'(>

да'

кры1шшки; 7

крон!цтейн

креплением

для

анода

19*

3лектролшз

ценцем металлов

состоянцш

Ёаилунгпим

й210,!}{3'||0й

катода

оказался

никель.

€корость

корр9:13^его

расплаве

(17,570

!(:1а'Рт,

550/о 1(61,

27,5о|о

кР)

при

700'€

примерно

равна

0,5-0,6

ме| см2.пас,

скорос|ь

корро-

3'|1ц

стали

в этих )ке

условиях

1-1,1

ме| см2. час.

Ааилуч1пим

ма_

териалом

анода

оказался

графит

марки

А. ||ри исполь3овании

анод0в

и3

этого материала

содерх<ание

углер'ода

после

вакуум_

ной'

сепарации

тантало|вом

поро1пке

не

превьттпало

0,3-0,60/о.

!|оскольку

электродиз

проводили

до

зарастания

ти{ля

катод_

нь|м

продуктом,

свободньтй

о,бъем

электролита

,в

'ванне

постепен_

но

уменьцался

количество

его к концу

электроли.3а

сни}калось

до

50-30%.

|1ра,ктикой

бь:ло

устано,влено'

что

количеств,о

]аэФь,

3а,гру)ка'ем'ого

ванну'

так>ке ;|!Ф-

степенно

необходимо

умень1шать"

9то6ьт

улуч1шить

условия

раство_

рения

1а295

электрол}1те'

ое

3а_

гру}кали

внутрь

п'олого

анода'

йс-

поль3ование

анода,под'обной,конст_

рукци1{

привело

к сни>кению

содер_

>ка|ния

1аэФь

в тантало,вом

поро1пке.

Бьтли

установленьт,оптимальнь1э

'параметрь1

электроли3а:

!ни)кни;1

предел содер}кани]я

!(:1аРт

в элек.

Рис.

75.

3ав,исимость

остаточ_

тр,олите

|2,11,|''

температура

элек-

ной концентращии

1аяФэ

от

тр'олита 70о-720'

[

(на

50-60'вьт_

а:подной плотности

тока

1пе темг1ора',турь1

плавления)'

ско-

рость

}1спарения

электролита

пр|,

'этой

температуре

0,9

е|см2.

цас.

Анод1{29 :!|.[!Ф1ЁФ,сть

то'ка

|,2_-

|'.6 о| см2;

при

2':0,5

а|

см2

разлагается

током

}(э1аРт,

при

|'-6-1,3

а| см

0статочная

концентрация

|а2Ф5

расплаве

(рис.

75)

близка

к п'редельной

для

данного

со'става

элчБтр,олита,

поэтому

1а2Ф5

легко

вь1падает

из

расплава.

Фптимальйая

о.:

:0,50

а|

см2,3ерни'сто'сть

поро1пка при

этой катодной

плотности

то'ка

.составляет

100-200 мк.

17ри

1,0 а|см2

на кат,оде

на_

1чуае1- *ра3ря)каться

калий,

при

этом п!ротекает

:п!о(есс

5к

|(э1аРт_>1а

7|(Р,

что

прив,одит

вь1дел,ению

очень

мелкого

поро|!]ка. ||ри

работе

без

вне|пнего обогрева

),, не

дол)кно

бьтть

них<е 1,2 а|см2.

качестве

основного

метода

отделения

танталового

порош_

ка

от

,электролита

бьгла принята

вакуум,ная

сепа'рация. [-!роцесс

Р15уум_н_9й-

сепарации

состоит из

трех частей:

дега3ации

при

300_

100'€,

вь:плавки

солей в атмосфере

аргона

при

6ш-

!0ф:9

и вакуумной

дистилляции

^п'ри

|000"с

'(1.:о-з-

5.10_3

мм

рт'

ст.). Бсе

операции

проводили

в аппара,те, и3о-

бра>кенном

на

рис.

76. Бьтло

установлено,

что

боль.

щая

часть 1а:Фь.удаляется

и3 катодн'ого

0садка

при

вь1'плавкс

солей.

Фптимальньтм

для

данной

операции

является

д.авление

!'6

/'а /,8

2,4

нноа1а0

п'оп]!!ос|71о

п0ка,

а/сн2

7антол ш

нцо6цй

аргона

реторте,

близкое

к атмоофер!{01!1},

:}1-^€(о^р^ость

нагрева

:)о-:ьо Ёр'л|,'..

||ри

650'€

вьлплаБляется

50-60}9

захванен-

ньтх

солей,

прй

:000"ё

остальная

часть' которая

мох{ет

бьтть

вьт_

Рис.

для

ва,куум-тормииеской

очистки

катодль|х

0садков:

реторта;

элекгрическая

печь:

копденсатор|

€11(&н

.|1л9

с6ф6

эл6ктЁо'гл11та1

__диффузионпьтй

яаоос; 6

телея(ка

устройством

д,/|я

3ащу3ки

тигля

ка1:0да;

тигель

катод

плавлона

и3'катодного

продукта. 3ахват

солей

катоднь!м

про-

дуктом

обусловлен

капиллярнь|м

смачиванием.

вакууме при

1000'с

(э1а,Рт,

кс1'

кР

ис1паря1отся

удаляются

и1з

осадка' что

же ка'сается

21(:1аРт. ?азФв,

то

при

1000"

комплексная

76' }ста'новка

соль

диссоцииомет_

на

1(э1аРт

\а205,

п'ричем

1(:1аРт

испаряет-

ся,

1а:Фь

'.ЁЁ"'."

в поро,ш1ке.

|{о-сле

,вакуумной

сепарации

по_

лучают

сла'б'о

опекшиеся

дендрить1

-'гантала'

которь[е

после

ра3_

мола

мельнице^с

танталовь:йи

шарами

имели

си.

товь:й

состав:

607'

*у9''

о:,!т{'',

2в,Б--";йй'-

0,074

+0,044,

1:50/о

класс

а-0,044.

н'!1'Ё"Ёи

вес

,поро]пк

5,'6

2| 911з..,'-

дер}(ание

углерода

0,3-0,5}6,

*"-',р'д'

0,2_0,50|о.

Фбщее

из_

Ё#=;"#.,

:"'";:#

. А

огий

йЁ"'дом_

был

и,,'йуй*,

"о"

|::

й'

;#чщ

;:#

у;.:

#*т'!

#::

;н* ж1

*;;;

рех(иму

пРо]{есса^электро.пиза

пр0мь]1пленн1о,м

мастптабе

дляполучен'ия

тантала'

сплавов

"'"",'}

;н,иобием,

такх{е

ниобия.

3лектРолиз

про|водился

тигле'

"'"'"'"'*"ном

и3

никеля

или

|{3

сплава

,"*"'"--:-1р:мом,

котор",*

й"'"Б;;";;

Ё#,*",

.,_

}Ё1}3,

н;:ж

:жьт#.

;;;;

;;;

;';ъ;;;;;

;;ъ.

п е

р.

3лектролит

имел

состав:

17:5у0

(21аР7,

55,0%

|\(!;

27,50А

кг.

"'д'|'й.]й'л'й',

добавлялась

соответст_

вующая

пятио1(ись-:

1а]Фь,

\ь'о,

и- их

смеси.

|(онше,','.""

окислов

-:-^..{т"р''ите

составл

я}а"

2,.5

3,0ф;.-"

!\91!цс

^атодная

плотность

тока

со'ставл'1л-а

0,Ё"а|см2,

анодная

1,2-

1,6

а|см2'

объемнаял^лотность

тока

1,25-1,35

а|см2.

|]Б'ц".,'р'_

водился

пои

680-720-

€

без

"""'|.}'

под0грева.

изло]кен,,'*

р1о'''й"БоЁ'Ёй?

внимание

во3мо)кность

по-

лучения

нио6тця

и3

эле|ктролйта,

содеР)ка|цего

(:1аРт

шь2о5.

-__1акой

рфультат

оо.!'Бйй"!.{.й]Ё**,"^,о'

тем'

что

при

элек_

тролизе

с1меси

окисл'ов

ком,пл"ксом

-й;й;;;'

}!''''.,'"."

1юлько

окисльт'

данном случае

\б:б'.

^^-|1дошеес

вакуум-терми,ческой

очистки

катодного

|о)садка,

опи_

сан

вь||1]е.

(роп:е

этого'

прои3водила^ч-и

гидрометаллургичес_

13]

-9.9Р,

б'тка

ор

о1п}9|

оБЁ'Ё-:з:"'й

#Ё;&;

"#Ё}р

'о",,

анали3ьт

исходнь|х

'"..'о'исей

''ф.'*""ь1х

поро!1]ков.

.(,ля

этих

пооо1шк^ов_Амосовьтм

|у,уц]

д"'.'".]й

"'['*,'',,'

[225']

разработа!ьт

условия

спекания

вакууме

получением

пластичного

металла.

€огласно

'отчету

Британской

стратеги'ческ_ой

развед

ки

[226!,

фирма

€именс-[ай=

гг;ь;;;';)';'

второй

м,ировой

войнь:

осуществляла

пооизводство

тантайа

элек"роли3ом

расплавлен-

н.ой

смеси:

57,5%

кв,1Б,2;6

(ё1,

1|ду.

}121аР7,

8,57Б

?аэФь.

|1,итание

ваннь|

осутт{ест9дяли

смесью

оолей:

120/о

(Р

650/0(€|

15%

(:1аР'

1':!д:7})ь;.

-*''"

3лектролиз

пров:у,]и-

"р,

6"1'1ом

т-игле-аноде.

|(атол

(

мо,

::'9*:.":"-'"

лента)

имел

разйер|,

о,в

1:о-зо1

мм

|1бьлл

под_

вешен

центое ваннь].

ББпход

й'

"о*1'при

электроли'зе

достигал

0/о,

извл",е"

*.;;';

;'.Ё"

;;

";"

;;

отм

ьтть:й

порошок)

0/0

295

[анлал ц

нцо6цй

Р'пс.

77. ||1ервьтй

ва_ Рис.

78.

Бто,рой

ва_

риа]н'т

ковструкции

риант

конструкции

электроли3ера:

термопара;

графитовый

анод;

Баофоойая

трубка;

термопара;-

г-:-;й;с;;'*ый

!нод|

фарфороч9я

т9у6каз

ц_

электролит;

никелевый

чех'о'п;

йикелевый

тиге.|ть

элекРолит;

т<^'

катод;

катодный

тодный

продукт;

__/*._

продукт

цййндричеокии

молиб-

деновый

катод;

гоафитовый

тиге.пь

Рис.

79.

1ретий

ва_

риа|нт

конструкции

оле1(тт,!ол!{3о!;а:

,_термФ1ара;2-

ФарФоровая

труока;

н}|(Р-,]]€вый

чехол;

моли6д0новь|й

ка_

тод:б_катодныйпро-

дукт;

элеюролит'

графитовый

ти-

гель

а,нод

количествах'

соответствующих

вь1ходу

тантала

по

току'

позв',о-

ляло

сохранить

постояннь|м

со,став

ва'ннь|.

Бьтло

иепьттано

три

ваоианта

конструкции

электроли3еров'

представленнь]х

на

рис'

77:

78,79.

первом

варианте

электроли3ер'ом

слу)кил

никеле_

вь1й тигель-катод'

на

стонках

котор0го

осах{дался

тантал'

Ано-

,'й

-',*"л

.р'фи"овьтй

стер>кень'

погру)кенньтй

в электроли'1'

-ш**'р"'"'"ньт.

во втором

варианте

электроли3ером

слу)кил

гра_

ой|6!,"а

тигель'

като.й,ом

йилиг:др

из

молибдена'

располох(ен-

йьтй

концентрич'ески

в ва1нне'

центре

ван'нь]

в электролит

по-

;;;;;

'.р,ф'"'",,й_';;'.

й.'.''

осах(дался

на

внутренней

й',.р*"'.""

йолибденового

катода.

Б третьем

варианте

элек_