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

Подождите немного. Документ загружается.

356

|1олциентле

сплавов на

твер0ом като0е

а6

лха

ца

120

€одержание

урана

в сплаве в 3ависимости

от состава

9лектролита

которь|х

присутствует не_

больгпое

количество

т"фа-

зь|, стабильной

,от

400

до

600"

пп!1{

содер>|(ани|!

29-64019 7т.

1акие

х(е

твердь1е

раст',ворь1

титана

цир|конии

(переменного

состава)

получень1

элек-

[!Ф./|г|{3Фм

смеси

}ч1а(1

|\э7тРв

+ к2т!г6.

||о

я,по!{скому

патенту

{55]"

€остав электролита' вес.

**"'

3ё"в###

100$а€1|-57г(|ц+5шР4

1001.{а€1

{

15|(27гР6

9шг4

::;

26,8

для

получения

сплавов титан

цирконий

мо>кно

и'спользова'ть

так)ке ваннь|

и3

фторидов

,или

хлор1идов

щелочнь|х

или

щелочно-

земельнь]х

металлов и хлорида

ти'тана.

1(а'тодом

слу)кит

'титан'

анодом гра|фит; процесс

ведут

при

550"€, анодной

ллотности

тока 20 а|см2

п катодной 30 а|см2.

3лектролизом

с твердь|м

ка'тодом получень1

сплавьт

тантал

нио6п11.

Бвиду

т0го' что эти металль1 всегда

сопутствуют

друг

другу

в сь|рье' прямое

'получение

их

сплавов

упрощает

пРоцесс

про]и3водства.

|!ервь:е

да'нные

диаграмме

состоя]ния

тантал

ниобий бь1-

ли

опубли,ковань1

в 1946 г.; более точно

(рентгеновоким

анал!|-

3о'м,

оп'ределением электропроводн'ости

и металл'огра,ф,ическими

метода,ми)

эта

диаграмма

и3учена

в 1958 г.

[{{].

€истема

пре.1,-

ставляет собой

непрерь1вньтй

ряд

твердь|х 'растворо'в' ли|ния со-

лидуса

плавно

поднимается

'от

точки плавления 1т|4об|1я

(2420'6)

к т,онке

'плавления

тантала

(294ш

€). .[|иквидус

про-

ходит

близко

линии со,лидуса.

€'кляренко

(онстантинов

сотрудниками

[57]

исследовалв

системь1

1(э1аРт

1аэФь, 1(:]аРт

}.{бэФь, 1(э]аРт

кс1

|!-

|(э1аЁт

(Р;

они

установ,или

существ'ование идентичнь1х

соеди-

нений

2\э|аРт.1а2Ф5 и 2\э|аРт. }'.[БэФь. 14ми

х<е и3учено г1@./|}:

чение

сплавов

та'нтала и

нпо6пя электроли3ом

[58].

Б качестве

электролита

для

получения спла'вов использовали смеси

хлори-

Аа

фтори!,а

кал||я

(в

.веоовом отн,отшении

2: 1)

1(э\бФРь'

к2шьР7

1(э1аРт;

п'ри

отсутствии в со'ставе ваннь1

фтор,оксин.и'о-

6ата

калия

добавляли

пятиокись

нио6пя.

||роцесс электроли-

3а' аналогичньтй описа:}{}1Фт1!1}

вь1]'1]е

для

получен,ия

тантала'

про_

водили

до

п|оявления а|нодного эффекта,

характери3ующего

и3'

ра'сходование

окиень1х соединений.

€охраняя

практически

постояннь|м

отно1пение

(61:

(Р

[50:250/о

(вес.)],и

содерх(ание

1(21аР7 и

и3меняя

количеств,о

до-

бавляем'ой

пяти,окиси нио6пя

'от

6,8

'до

|4,2010'

авторьт

обнарух<и-

ли' что

при

более

вьтсокой

ко1нцентра,ции

\БэФь

осадо'к

состоял

и3

ни31пих

,окислов

нмо'6тая

(шьо'

}.,]БФэ)

присутствие которь]х

подтвер>!(ден,о

рентгено'вским

анализом.

||ри оодер>ка'нии

6,8%

;

;!.

[7олученце

стълавов

ре0кцх

металлов

электролшзом

357

].]бэФь

получен

сплав

69,7о|9 ]х]5

^29,3%

1а.

Бьтхоц_-по' токт

.'.-"'Ё"' 3],5%,

и3влечение

ниотбия

68,30/о.

Ёаряду_с1'{ФФ5

на-

стично прои,сходит

электролитическое

разло)кение

](э19Рт,

при_

чем

,отн'о1пение

тантала

'нтцобию

1катодном

продукте

вьт1ше.

чем в исходном

электролите.

||ри 166199:т{ЁФ[:1

содер>кании

фторотан'талата

кал|1я

2|,5о|9 п

п"тиокиси

нио'б'ия

бь:ла

определена

'по

кривой

охла}кдения

3аписью

на

пирометре

1(урнакова

те_ццератуда

плавлен'ия

электролита'с

ра3личнь|м

соотно1пением

(€1

(Р

(табл.

121).

Ёаиболее

легкоплавки

электролить|

равнь|м

оодер)канием

этих

солей.

Фднако

,фтористьтй

калий

более

дорогой

деф'ицитнь|й

компо'}1ент'

п,оэтому

'с

точки

3'рендя

рентабельности

процесса'

л:,елесо'образн,о

ограничить

его'р-а6ход

поль3'оваться

электроли'

том

отно!|]ением

€

температура

плавления

которого

кг

ли1пь немн'ого

вь|1пе,

те]!|

более,\что

ни

'на

вь|х'оде

1'13влечении

нпо6ия

сни}кение

содер)кания кг

этих

пределах

це отра>кается.

температура

плавления

электролцта

по току'

ни

на

электр'олите

1аблица

121

,6одерх<ание,

(вес.)

€одеря<ание,

(вес.)

кс1

кг

кс1

кР

60,4

56,5

50,4

72о' !!

675

эь

'э

650

50,3

€остав

получаемого

с'п"ца'ва'

сцепление

его

'катодом

и'

сле'

довательно'

вь1ход

по т0ку

и3ме}{яются

3ависимо'сти

от концен'

т,рации

,фторотанта

лата

кал|4я и

пятиокисут,

нпобмя

в электролите

(та6л.

\22, |23\. йз

сопоставления

таблиц

видно'

что при-'п'о'сто-

янном

содер)кании

(э1аРт

повь1!пение

концен'трации

}'{бэФь

(бо'

лее

2,5%)

сни>кает и3влечение

нио6ия;

при по-стоянном_содер>ка-

яии

}{бэФь

сни)кение

концентрации

1(:1аРт

(н.и>ке

20%) такх<е

несколько

ум

ень1ш ает извл

ечение

нпо'6ия.

Фдн'овр еменно

ухуд!ш

ется

качеств'о осадка:

в нем

:||ФББ|[8€!€я

содер>кание

кислор'о_

!а.

Бьтход

по току п'рактически

постоянен.

Авторьт

провели

несколько

длительньтх

опь1тов

электр'оли3а

'периодичес|ким

до'бавлонием

пятиокист'т

нио'6ия

или ее

смеси

пятиокисью

тантала

оптимальньтх

условиях.

Ёачальньтй

электролит

и кор'ректировочная

смесь

содер'(али

2!8^о/о

1Р"..)

к2тай,

2,0?о

(в?ё')

шЁ2о5

(или

Р:Фь),

51%

(вес.)

((1

и25,|0|6

(в1ф

-(Р.

5лектролиз

проводили

при температуре

685-700"

с,

!.,,**,'*!!

а6луцца

122

Блияние концентрации

!(21аР, в

электролите на

состав

сплава

и показатели

9лектроли3а

(содерх<ание

шь2о3

3%,

отноц:ение

кс1

(Р:

6остав

сплава.0/6

(онцентраг1ия

}(11аР'

(вес.)

шь+т"

выход

по юку

62,3

59,9

63,0

55,4

59,5

]4звлецен

ие

по

!.{б'Ф',

0/6

примечание

@садо<

плохо

сцеп_

ляется с ка_

тодом

24,о

19,0

16,5

14,0

43,0

7\,6

56,3

62,8

47.3

26,0

33,0

23,8

4о

96,5

97,6

89,3

86,8

88,0

б8,2

72,1

44,8

1'о

| а6лица

123

&:ияние концентрацпп

[,{6'Ф5 в

9лектролите на

состав сплава

и пока3атели

электроли3а

(содеря<ание

1('1аР,

:20_22%)

отнотлление

кс1

(Р :2:

€оставсплава,%

! {

]

2'о

2,5

3,0

4,0

5,0

|'о

10,0

25,3

47,3

51,5

62,3

56,7

52,5

7\,3

48,9

29,5

25, 8

29,0

96,6

95,2

92,

81,5

62,\

65,

58,6

63,5

65,0

83,5

84,0

76,2

82,0

80,5

80,8

85,0

катодпой

пло'тности тока

1,0

а|см2 и анодной

плотноети

тока

0,25

а|см2.

||роцесс

прерь1вали

для

смень1

катода'

когда

\БэФо

}]асходовалась

полностью;

корректирование

позволяло,восста_

новить на'чальнь!й

состав и по,стояннь1й

уровень

электр,олита.

(атодньтй

осадок

осво'бо}кдали'от

включений

электролита

отмь|вкой

водой или вь1плавкой

1солей

атмо0фере а,ргона с

последую|]{€й

;Фт|Ф}|-

кой

в вакууме.

Фпьтт п'ока3ал' во3мо}кность

длитель_

ного,неп!е!ь1в}|ого

процесса получения

сплавов

1а

\б

электролизом.

3ти

сцлавь1

получень1

в полупромь11пленнош1

мас1птабе.

1аблица |24

€остав электролита'

о/о

(мол'|

тьР4

€аБ,

2пР2

42,5

40.0

36,7

52,5

50,0

45,3

5,0

10,0

18,0

[1олунен'о:е

сп4авов

на

оюшаком

Ёедавнопольскимиучень1миопубликовань1даннь1еополу-

чениисплавовториясцинко\{электролизомсмесирасплавлен.

ньт1

фторилов'то,ия,

ци1{ка

кальция

(табл' |2!)

Ёапря>кение

'раз;о>кен

ия 7ттРэ

этой

системе

при

1 100' с

равно

[,2

0,1

[56].

литвРАтуРА

1. А. и.8ур

ишт. 1:р.

.[{;|1й,

в.

6, }1еталлурги^зл91'^!9!'!'

'-'л:'н.

!БЁ,ц,

Б.'Ё.

{,арламов. кпх'

1936'

щ'-

^-^

1,1

Ё-"1{,

м. |;,Ё,[!'ке.

1тапв.

Б1ес[гос[:.

5ос',

94.

1948'

252; &4'

1943'

353;

94,

1948,

50.

---'

4. ъ.

Ф.

А л а б

ьп

гт'т.е'в.

1ез,исьт

доклацов

на

]конф.ренщии

1по

элек'тро!ме_

т.аллурпи1и

ле'лких

металло|в'

|4_зд.

_,[{|!й'

1957.

'_-''в.'ю.й

й''у*'р_''",_:(м.

г*]рб'у'нопва,

Б.

Б'

Бондарь'

)(Ф['

36,

9, 1962,

1870.

-''

ь;._й.'о.

лантратов,

Б.

|4.

(кирстымонская,

)(Ф!,,36'

11'

|9о2' 2442.

ь.-А

Ф.

Ала,бьг,тшев.

1р.

гипх,33'

19ю,60'.

А:

йорачевск,ий,

Ё.

нер",п-а'1^о^9а,__А'Алабь|шев'

14зв'

ву'

зов

(оер'ия |!,}етная

'м-ет?д_лургия),.

}'[о 3'

1960'

70'

в]

Ё. сальдау,

Ф.шййр6*.

7- апоу9.

с|тегп.,224'

|9р5'-!98'

б.

Ё!е.1ь,

ё.

паупог..}.

1пз1.

-|у[е1.,

92'12'19м'

575'^^

ть._ъ._Ё;;!;ъ!кг],

ш.

1геа6туе11.

}{е1у.

€|1гп.

Ас1а,38'

7' 1955'

1749.

11..т.5гпо1|пз[у,

!. Ёаппатп,

А.

!'еас1т'

)' Арр1'

€!:етп',6,4,

1956'

187.

:12.

6' 6гц!е,

Р.

&ц'е0е1.7.

аоог9.

€|дегп.,

133'

|924'375'

13.

м. и. 3 а

'о

т о

'и

н.

}1еталлург,

1, 1938'

97.

14. ю.

в. Бай;м'ако1в.3локтролиз:8;й€113./|./|}Р||!]'и,

т.

||1'

/цеталлурги3-

дат,

!937.

15.

г. Ф. сили!на

(Бальлман).

}1еталлург,8'

1937'

92'

1'6.

Ё. Ф в Б о

[!1}л1цгп,

]',{.

1.' Фс1.

1935.

17. с.

оез(ей

е|4.

апог9.

€}легп.,

07' 1916'

18. с.

А.

Англ,

Б. А. | опкинс.

Бериллий

и его

сплавы'

пер'

под

ред'

Бонва,ра А.

А.'

онти'

м.' 1031.

_-_Б

п.

п''9...,

ё. ш1"'э.

6апа6..&11п..1!1е1.

Бц11.,-41,

1948'з39'9??'

'б.

Ф. й.

*'р а

й. /!итий 'и

его

'сплавь|.

Р1зд'во

Ан

-ссс^ч1

м''

1952'

11.

с. бгцбе,

А. !озз[с]|1ег.

7. апог9.

€}легп',

215'

1933'

211'

п.

с'

Р 1п1<.

1тапз.

Б1'ео!гос[т.

5ос.,

Рперг|п{,

72' |937.

23. Р. н апе1п

ап. 7.

]'|\е\а|1о9г.,

7, 1915'

174.

24. с. саппег!.

.]\4е1а11птв!а

11а11апа,

23'

1931'

813.

25' в.

м.7оффе,

Б. м. Багае,"а.

€б.

наунньхх

трудо1в [иредмета,

}{еталлурги3дат,

1959,

169.

:о. Ё. й А,кт";|йн

др.

3лектрохимия'ра0пл|а'вленньтх

солей'

онти'

м.' 1937'

378.

27. в. Ф. [ерехо1ва,

в.

м. са'вицкий.

6б.

<<€пл?-'вы

редких

метал-

лов>,

йета;!.шур1пи3дат'

1960' 189.

28.

!,еоп|1з..}.

о{

]у1е1а1з,3,

11,

1951,9;

10'

1957'

10.

29.

у а п 3.

.&1е1. 1п6,шз1гу,

85'

18'

1954' 365.

30.

в.

и.]!1

ихеева,

й.

Р.

(о'стин.

€б'

<6'плавьт

редких

1металлов)>'

!!1еталлургиздат,

1960,

2[2.

31.т.

в:'леое!ева,

й.

г.

короле1в,

о. в.

в1мелья'нова.

1ам

же,

209.

-32'

в. }1.

1'1 оффе,

Б./у1.

Багаева'

л.

м.

педяш.

1дц

ц3,

'180'

1ол!;ченце сплавов

на

твер0ом като0е

33. в. м. 1{оффе,

Б.,.|у1.

Буров. 6+б.

<Федкоземельные

металль1

в ста_

лях !и спла1вах>, йе|аллурпи,злат,

-1950,

204;

Б.

ф.

€,авицкий,

Б.'Ф. 1е_

ех

о}в а,А'

А.

йа,рк,о:ва,

Ф. |1.

т}|д;у:мк,и'н.

€;б.

<с61плавы

род!ко3емельных

э?|ементов>, |,1зд.

АЁ

сосР' 1062'

80'

74.

34.

в. м. 14оффе,

Б.

&1.

Багаева. €б.

научнь!х трудо|в

|ирелм.ета,

.&1еталлурлиздат,

1959, стр.

176.

35. Ё. м.

+6ав'ицкий,

в.

Ф. терехо'в,а, |4.

А. Ё;о:ви;ко'ва.

8Ё['

з'

9' 1958'

2138.

36. ш. с1еате.

Англ,ийский'пат€нт

м 562776

и 5Ф777'

1944.

37. г. тгош!,е,

Р, /у1 а!п.

€огпр1.

т,опа. Асаа. 5с!.'

220' 778,

|945.

38'

тБ.

&1. йоффе. Б.

./!1. Б агаева,

/|. й.

|1едятш.

€б.

<6плавы

рел-

ких

|металлов>,

!!1еталлурги311а'т, 19ф'

180.

30. в. Ф. 1ерехова,

Б.

]у1.

€авиц'кий.

1:ам

>ке'

189.

40.

т'

Ф..[1 ебедева'

и.

г.

ковалев.

Ф' Р.

Бмельянова. там

>ке, 2ф.

41.

в. м.

}ихо:ва,

Б. А.

Блохи'н'а,.[|.

А.Аф.анасье!ва.

там )ке,

219.

42.т. п.'|(лоч'их!на' А.

с.

кли|мчак.

;6борник'181гчц6'*

трудов

|иредмета,

йеталлур:гиздат,

1959, ф4'

43.и.

Ф.

Ё,ичко|в' А. в.

волковин,;6.

|1. Растпоппдн. изв.

ву3о'в.

серия

<<|_[ветная

!м'еталлурпия>,

1960' 1д8.

44.

м.

)(ан,се;н,

А:ндерко. структура

двойвых

сплавов' {'!1ета,л-

""Ё1Ё:

ё*;'|?'3;9,

м.5|0ег1,

Ё. \;уа!пег.7!гсоп1цгп

ап6

7!гсой!цш

А1!оуз,

А5гм' €1еуе1ап6'

1953.

46.

и.

('расовский,

й. 9ерв,ова.

жФх'

35' 6'

'1961'

1230.

47.

[. ш!:е(гас!,

А.

61атпгп..|.

ББс1гоо}:. 5ос.,

103' 9, 19'56, 521.

4в..!. сго9ап,'

Р1е,а5апсе..|.

1пз1. ]!1е1а1в,82'

1953'-141.

49. м. ш!е?гас}л.

Рго9гевв

!п

€Бегп!э1гу,2'

4|'\' |оп0'оп,

19б8.

ш..|. 5тпо1|пэ[у.

)' Арр!. €[тегп.,

6' 4' 1953'

1ю.

51..,.

[. Ап6г!ецх,.|.

бацр!!п. €.

г.

Аса0.5с|.,245,

17' 1957'

1359.

52.,Фк'ада,

(а;вано,

)(асин,о. Рхм' 11' 1'957' 81.

53.

к.

$с[лтцабе.

Рге!бсег9ег Ротзс|шп9зс}л.'

13'

17' 1956' 5.

54.,Б.,€.

Рмельянов'

б.

г.

го!и:й,

А.

14.

Р'в стюхин,

А.

Ру_

с а к

|в.

Атомгтая энергия'

1960'

33.

55. 1.

?одао.

$понский

па'тент 8257'

24.|у.1956.

56. в. Р'афаль,ски,

€. й:и нц. {\шс|еоп|са,

7,2, |962,95.

57.в.

и.

(он,ста.нтинов,

€'

'А.

(кл

яре|нко, Б.

А. )(оло6ес.

||орош:<овая металлургия,

4' \ж1.' 47'

58. с.

А. €кляфе:нк,о,

!{.

!(он'стант;инов'

в.

А.

маркина,

Б.

1,1.

А,мо666.

|[од,унеа|''е

спла'Ро'в тантала с

ниобием электр'оли3о|м.

Реф9_

рать[

дохладо'в

соо6щений

на !1||

.]!1енделеев0ком съеаде'

йзд. АЁ

сссР'

1958.

,Б|

ф!д

+^'Б

с]:

('хг{Р.5$-.'

€ ь Ё.,'$,'-т--э}

"'я

3=€Ёт

ЁтЁэЁ3

?':.'

;

9' Р*Б!*5

п(.:-'*Ё]8

5"аБ=€*Ф:!

Ф)

йь

Ё-щ

--'г

Ёё

('с

Ф3

н11

[ц

ог-

'+ц

:13

цх.'ь

€

*БР .кЁ ]

-Б6

^Ё!€в

6!к БРв

;-; 9

!! Р д{ б * ш- с

:;5=}?

_*х\., Б а

6;;

цф

\Ё

Ёз*Ё.ЁёЁв"5й5ё"

9':[

х'

Р5 ]

+9;

9э

.л

нщ

*цяя'с!ф

99о65х+9о

]Ёсосою_Ф_Ф6!

1о

|ч

€

1.1

11{

'1"

5о

оо

9:кз8ввьР38вёь