Способ получения органозолей ферромагнитных металлов и их сплавов и устройство для его осуществления

лвт;ф,;, -,есннпР пи 6 ОО 78 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ олнительное к авт. свпд-ву -(22) Заявлено 30,01.75 (2) ) 2101507/22-02с присоединением заявки -ударственмый комитет 23) Приоритет 43) Опубликов Совета Министров ССпо делам изобретении открытий(45) Дата опубликования описания 27,04.78 2) Авторы изобретения Г, Карвш ковский Ю. И, Химченко,иЕ.И.М змии воды АН Красного ЗнамениАН Украинской ССР(71) Заявител мии и рудово едения Институт коллоидноираинской ССР и орденатитут проблем материа 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОЗОЛЕ ф ЕРРОМАГН ИТ Н ЪХ МЕТАЛЛОВ И ИХ СПЛАВОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ2 Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности, к получению органозолей,металлов и сплавов путем электролиза, которые могут применяться для изготовления, например постоянных магнитов.5Известен способ для получения органозолей металлов и сплавов путем электролиза в двухслойной электролитической ванне, состоящей из водного раствора солей металлов или их сплавов и органической жидкости 11.10Этот способ осуществляют устройством, которое содержит неподвижно закрепленный анод и катод, подсоединенный к ультразвуковому генератору.Известный способ недостаточно высоко производителен. А ультразвуковые катоды устройства оказывают вредное влияние на здоровье обслуживающего персонала.К описываемому, изобретению по технической сущности и достигаемому результату на иболее близки способ и устройство для получения органозолей металлов и сплавов элекзролизом.Способ заключается в том, что электроосаждение дисперсных металлов ведут на по ристом .неподвижном катоде, погруженном в электролит, состоящий зтз водного раствора солей металлов,или их сплавов, а органическую жидкость, пропускают противотоком через пористый катод. Одновременно через бар- З 0 ботер продувают пнсртный газ, флотируюпцгй осаждающпеся,на катоде частицы металлов на поверхность электролита 2.Недостаток этого спосооа заключается в том, что поры катода забиваются и зарагцпваются выделяющимися катоднымп осадками, что приводит к изменению режима электролиза, нарушеншо стабильности процесса, а часто и к его остановке.Известный способ осуществляется с помощью у спройства, которое содержит неподвижно запорепленный анод п пористый катод, которые имеют вид коаксиально расположенных цилиндров, и барботер, расположенный нижекатода 2.Недостаток известного устройства состоит в том, что оно снабжено пористым катодом, поры которого забиваются катоднымп осадками.Цель описываемого изобретения заключается в повышении производительности н технологичности процесса.Для достижения постановленной цели предложен способ получения оргапозолей ферромагнитных металлов и нх сплавов и устройство для его осуществления.Предложенный способ получения органозолей ферромагнитных металлов и их сплавов электролизом водных растворов солей с использова,нием органической жидкости отлиляется электролизер 4, выполненный из двух 65 чается ат известного тем, что электролиз ведут в переменном бепущем матнитном поле свеличиной магнитной вндукции 0,1 - 0,3 тесла.Предложенный, способ может быть осуществлен с помощью устройства, включающегонеподвижные коаксиально расположенныеэлектрады.Устройство для осуществления способа отличается от известного тем, что оно дополнителыно снабжено,индуктором переменного бегущего,поля, а электроды выполнены в видемонолитных цилиндров, помещенных внутрьи,ндуктор а.Процесс получения органозолей ферромагнитных металлов осуществляют следующим 15образом.Устройство заполняют электролитом, состоящим нз растворов солей ферромапнитныхметаллов или их сплачивав, и органической жидкостью и пропускают электрический ток. НавнутреннеЙ староне катода начинается электроосаждение металлов в вниде дисперсных катодных осадков. Затем включают индуктор,создающий бегущее магнипное поле. Мапнитпое поле увлекает выделяющиеся,катодные 25осадки в направлении поля, способствует ихотрыву от катода. Диспераные частицы металлов совершают под действием магнитногополя вращательное движение в зазоре междукатодом и анодом в направлении поля и вы- ЗОзевают тем самым перемещивание органического слоя и электролита. Образуется токопроводящая эмульсия типа вода - масло.Стенки,катода,при этом амачиваются органическим слоем с растворимыми поверхностно- З 5активными веществами, что способствует образованию органозоля металла.П р и и е р. В электролизер с площадью катода 1 л заливают водный раствор РеС сконценврацией соли 150 г/л и 1 О/о-ый,раствор 4 Оолеиновой,кислоты в толуоле. Объемные соотношения водного и органического слоя 10:1.Создают, плотность тока на катоде 20 а/дм,рН электролита - 3 - 4. Выключают устройство, создающее аращающееся мапнитное поле, 45вндукция которого равна 0,2 тесла. Электролиз ведут в тачение 1 часа. Выход диспервного металла составляет 90%. Темлератураванны 20 С. Катод - нержавеющая сталь,анод - армко-железо. Производительность 50электролизера - 20000 а/час. 0,90 1 г/экв ==1,8 кг.в одвн час,На фиг. 1 дан общий вирд устройства (электролизера); на фиг. 2 - замкнутая схема непрерывного получения органозолей металлов 55и их сплавов; на фиг. 3 - узел устройства вувел изученном,м а сш табе.Устройство состоит из следующих основных узлов и элементов. В корпусе 1 шарнирнозакреплен индуктор 2,переменного бегущего 60магнитного поля. Конструкция индукторааналогична,конструкции статора асинхронного трехфазного двигателя, Во внутреннюю полость защитной втулки 3 индуктора вставкоаксиально раоположенных и жестко зафиксвраванных относительно друг друга уплотняющими,крылнками 7 цилиндров 5 и б. Крышки изготовлены из диэлектричеакого материала, например эбонита. Полый цилиндр 5, выполненный,из токопроизводящего,немагнитного материала, надример, из нержавеющей стали, титана и других материалов, служит катодом, а выполненный из монолитного материала цилиндр б является анодом. Полость 8 между анодом и,катодом заполняется электролитом 9, поверх которого заливают органическую жидкость 10 например толуол, бензол и др содержащие растворимые в ней поверхпостно-активные вещества, например, олеиновую кислоту, амины и др.Описанное выше устройство может работать автономно и в схеме, объединяющей несколько подобных устройств, по замкнутому циклу. В такой схеме непрерывного,получения ортанозолей металлов и их сплавов несколько устройств соединены между собой трубопроводом 11 и расположены через оп ределенные промежутки по периметру замкнутой системы. Трубопровод 11 снабжен рубашкой 12 для водяного охлаждения. Труба и,рубашка изготовлены из немапнитного материала (нержавеющая сталь, стекло, керамика). В системе имеются емкости 13 и 14, снабженные дозаторами 15, прадназначенны. ми для подачи через амеситель 1 б и насос 17 электролита и органической жидкости в трубопровод 11. Для отбора диеперсной металлической фазы и ее вывода из трубопровода служит устройство 18 представляющее собой либо вакуумный фильтр, либо центрифугу, где,происходит полное отделение органозолей металлов от электролита. Подача электролита в трубоправод осуществляется через автоматические заслонки 19. Састав электролита контролируется концентратором 20, связанным с датчиком 21, и устройством автоматичеакой регулировки электролита (дозаторы 15), Для сбора готового,продукта служит сборник 22.Работа устройства осуществляется следующим образом.Электролит и органичеакая жидкость соответственно из емкостей И и 14 подаются насосом 17,в смеситель 1 б, а затем по трубопроводу 11 в электролизер 4. Объемное соотношение электролита и органической жидкости регулируется дозатором 15. Смесь электролита и органичеакой жидкости, попадая последовательно в электролизер 4, заполняет полость 8 между, анодом 5.и катодом б. Затем через заполненный электролизер пропускают электрический ток. После начала элактроосаждения металлов на внутренней поверхности катода б включают,индукто 2, В переменнам вращающемся мапнитном поле, создаваемом индуктором 2, дисперсные частицы металлов соворппают вращательное движение в зазоре между катодом 5 и анодом б в направлении вращения поля и этим вызы 601078вают перемещение органического слоя и электролита.Поток жидкости, создаваемый насосом 17, выносит из элекпролизеров 4,полученяый органозоль металлов, который затем поступает 5 в уст 1 ройство 18, в котором происходит отделение органозолей металлов от электролита. Элвктролит, освобожденный от органозолей металлов, через автоматичеоиие заслонки 19 вновь поступает в трубопровод 11, где его состав контролируется концентратомером 20, связанным с датчиком 21, и устройством автоматической регулировки электролита.Органозоль, отделенный от электролита через автаматичеокую заслонку 19, оседает 15 в сборнике 22. Затем, в случаенеобходимости, органозоль направляют,на промывку и сушку.Таким образом, предложенный способ получения ферромапнитных органозолей и устройство,для его осуществления повышают 20 производительность и темнологичность процесса.Формула изобретения 1. Способ, получения органозолей ферро мапнеиных,металлов и,их сплавов электролизом,водяных распворов солей с использованием органической жидкости, о т л и ч а ющи йс я тем, что, с целью повышения произ. водительности и технологичностями, электролиз ведут в,переменном бегущем магнитном поле с величиной магнитной,индукции 0,1 - 0,3 тесла.2. Устройство для осуществления способно п. 1, включающее неподвижные коаксиально расположенные электроды, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено индуктором,переменного бегущего магнитного поля, а электроды выпалиены в виде монолитных цилиндров, помещенных внутрь и ндуктор а.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРМю 308094 кл. В 22 Р 9/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССРЮо 271810 кл. В 22 Р 9/00, 1968.Редактор Н. Арванцева Корректор И. Симкина Подписное Тип. Харьк. фил. пред, Патент Заказ 178/331 Изд, Ме 130 Тираж 964 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5