Способ получения растворов ферратов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 60486 19) 5 В 1/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТ ВТОРСКОМУ СВИ СТВОРОВ Ф сится к способа оединений желетелями, и поэное содержание за счет исполь пособе получев анодным расттворе гццроксиидроксида натри моль/л, плот/см. Причем высши11,сшихи их1937,рительно 0-200 С,аблтносится к способамров ферратов натрияявляющихся окислителят быть использованыивающих средств, длявод, в органическомве селективных окисзобретение учения раствмулы ИаГе 04которые могачестве отбел полфо м в чистки сточных ач синтезе лителейЦелью ие ко т п,бретентрации является повырратов. в растшен вор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Петров Б,А., Ормон Б.Ф.кислородных соединениях железЭлектрохимическое получение вькислородных соединений железаанализ. - Журнал общей химии,т. , с. 1690-1694. Отличительными признаками предлагаемого способа являются использование растворов ИаОН с концентрацией 1-10 моль/л, плотности, тока 0,6 17,5 А/см и анода, активированного в токе метара при 150-200 С.При использовании растворов МаОН с концентрацией, отличающейся от указанного интервала, цель не достигается, При МаОН 1 с 1 моль/л невозможно даже получить растворы,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. РЫТОВ (57) Изобретение отно получения растворов с за, являющихся окисливоляет повысить удель окислителя в растворе зования в известном с ния растворов феррато ворением железа в рас да натрия, раствора г с концентрацией 1-10ности тока 0,6-17,5 А анод подвергают предв работке метаном при 1 содержащие около 4,0 г-экв окислителя на моль железа. В случае ИаОН ,.1 О моль/л удается синтезироватьтолько растворы, в которых содержание окислителя не превышает указанное в прототипе, 3,97 г-экв окислителя на моль железа (К = 3,66-3,97).Величина К численно равна концентрации феррата натрия в растворе вг-экв/л,Причина существования указанногоинтервала плотностей для реализациипоставленной цели обусловлена тем,что соединения железа в степени окисления более высокой, чем +6, обусловливающие высокое удельное содержаниеокислителя в растворе, в концентрированных щелочах быстро восстанавливаются, кроме того, с ростом ИаОН повышается устойчивость ферратов (Ч 1),Выход за указанный интервал плотностей тока также не позволяет достичьпоставленной цели. Так, при Б т )17,5 А/см количество окислителяпонижается. до уровня прототипа. Вэтом случае происходит разложение соединений железа-окислителя вследствиезначительных локальных перегревов вприанодном пространстве. При Б с0,6 А/см в растворе фиксируетсяне более 4,0 г-экв окислителя. Этоможет быть обусловлено процессами,происходящими в прианодном пространстве, природа которых до настоящеговремени не известна,Установлено, что только активацияв токе метана приводит к достижениюпоставленной цели. Например, использование такого общеизвестного методаактивации (депассивации) как обработка железного анода раствором солянойкислоты не приводит к достижению в,растворе концентрации феррата натрияболее 4 г-экв/л, Это связано с не,контролируемой сорбцией ионов С 1,которые играют роль восстановителяпо отношению к соединениям железа -окислителя на поверхности анода. Вкачестве возможных активаторов анодаиспользовали Н, О, М ; Аг; Ие; СН 4,и другие органические газы. Получен- .ные данные свидетельствуют о том,что воспроизводимый положительныйэффект достигается только в случаеактивации в токе метана. Процесс необхэдимо проводить при 150-200 С. Если анод активировать при температурениже 150 С, удельная концентрацияокислителя в растворе понижается. доуровня прототипа. Повьппение температуры активации вьппе верхнего предела(Т200 С) приводит к дезактивацииоповерхности и, следовательно, понижению удельного содержания окисли- .теля до уровня прототипа. Время активации анода метаном не оказывает влияния на достижение поставленной цели,45так при изменении времени активацииот 15 до 60 мин не были замеченыизменения содержания окислителя врастворе.Для достижения поставленной целии устранения в растворе примесей соединений щелочных металлов и Ре(или) глиняной аппаратуры даже присоблюдении указанных условий не позволяет получить растворы с аномально высоким содержанием окислителя в растворе.Предлагаемый способ заключается в том, что в двухкамерный электролизер из фторопластов или металлических сосудов, футерованных полиэтиленом высокого давления с перфорированной диафрагмой из фторопласта, заливают раствор ИаОН концентрации 1-10 моль/л. В католит помещают серебрянный электрод, а в анолит в плас-" тину металлического железа, предварительно активированную в токе метана при 150-200 С. Электролизер поме-. щают в ванну с проточной водой для охлаждения анолита до 20-25 С. Систему регулируют так, чтобы плотность тока составляла 0,6-17,5 А/см, и проводят анодное растворение железа. В результате образуются растворы соединений железа-окислителя, в которых фиксируется от 4,0 до 6,0 г-экв окислителя на 1 моль железа.П р и м е р 1. Электролизер изготовлен из полиэтилена и фторопластов, диафрагма выполнена из перфорированной фторопластовой пленки. Анолитом и католитом служит раствор ИаОН концентрации 6 моль/л. В анодное пространство помещают 200 мл раствора щелочи. В качестве анода служит железная пластина с площадью поверхности 4 см (химический анализ анода приведен в табл. 1), катод выполнен из серебра. Активацию анода проводят нагреванием в токе метана при 175 С в течение 30 мин. Электролиз проводят при плотности тока на аноде 1,4 А/см . Время синтеза не превышает 20 мин. В результате получают раствор, содержащий 6,0 г-.экв окислителя на моль железаПроведена серия экспериментов по осуществлению предлагаемого способа.В табл. 2 приведены значения плотности тока, концентрации щелочи, температуры активации анода и количество окислителя в г-экв.Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом, который является базовым объектом, позволяет увеличить концентрацию окислителя в растворе до 6,0 г-экв, избежать загрязнения целевого продукта примесями производных Ре (111), силикатом, карбонатом и другими солями натрия, а также уменьшить время5 1 синтеза растворов соединений железа- окислителя 604863 6рия, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьцпения концентрацииферратов в растворе, анодное растворе .5ние ведут в растворе, содержащем1-10 моль/л гидроксида натрия приплотности тока 0,6-17,5 А/см, а анодпредварительно обрабатывают в токеметана при 150-200 С. Формула изобретенияСпособ получения растворов ферратов натрия анодным растворением железа в растворе гидроксида натТаблица 1 Метод Содержание металлов, Е Мп Сг Ю 2 Со Сц Атомно-абсорбционныйЭлектронно-зондовыйв центре зерен/на границе зерен 0,15 0,1 0,1 0,1 0,085 0,064 0,088 0,000 0,070 0,053 Таблица 2 1,4 0,6 0,5 6,0 60 6,0 210175 175 17,5 176 60 60 175 75 Бт А/снСйаоН 1, ИатнеацяаКонцентрацияФеррате натрия 1,4 1,4 6,0 . 11,0 175 175 1,4 1,4 12,0 10 175 175 1,4 1,4 6,0 6,0 150 200 14 1,4 08 6,0 175 140 6,0 49 40 60 ) 4,0 4,7 51 4,0 4,2 40 44 4,0Растворение аелеэа практически не происходит содеряенне окислителя нине уровня прототипа,Составитель О.Зобнин Техред ЛОлийнык Корректор И.Эрдейи Редактор АШандор Тираж 541 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская .наб., д, 4/5