Способ получения солевого расплава, содержащего низшие галогениды металлов

 

Изобретение относится к способам получения солевого расплава щелочных и щелочно-земельных металлов, содержащего низшие галогениды поливалентных металлов, например, Ti, Cr, Ni, V, Fe и др., используемых для получения покрытий гальваническим и диффузионным способом. Для осуществления способа галогениды щелочных и щелочно-земельных металлов сплавляют с устойчивым галогенидом менее активного металла. Затем путем электролиза с использованием анода из металла получаемого галогенида получают низший галогенид этого металла, который используют для получения покрытия. Способ позволяет получить солевой расплав галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов, содержащий галогениды поливалентных металлов, склонных к диспропорционированию и окислению при нагреве, отказаться при этом от использования среды инертных газов и избежать разложения галогенидов металлов, необходимых для получения покрытий.

Изобретение относится к способам получения солевого расплава, содержащего низшие галогениды поливалентных металлов, используемого, в частности, при получении покрытий гальваническим и диффузионным способом из расплавов солей.

Обычно расплавы галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов с галогенидами металлов (Ti, Cr, V, Ni, Fe и др.), необходимыми для получения покрытий, получают простым сплавлением смеси исходных компонентов при заданном соотношении в среде осушенных инертных газов.

Недостатками данного способа получения расплава являются необходимость использования чистых исходных компонентов и возможность частичного диспропорционирования и окисления вводимых для получения покрытий галогенидов металлов при их нагреве до сплавления с рабочей смесью (галогенидами щелочных и щелочно-земельных металлов). Назначение рабочей смеси - получить жидкую фазу при требуемой температуре и не вступать в химические реакции, вызывающие разложение активных солей.

Известен способ получения солевого расплава, содержащего низшие галогениды металлов, включающий сплавление галогенидов щелочных металлов и электролиз с растворимым анодом из металла, низшие галогениды которого получают в расплаве [1].

Недостатком известного способа получения расплава является выделение на аноде высокоактивных щелочных металлов, которые, взаимодействуя с образовавшимися низшими галогенидами металлов, способствуют образованию в расплаве металлов, галогениды которых получают.

Заявляемое изобретение решает задачу получения солевого расплава с заданной концентрацией соответствующего вводимого галогенида металла покрытия за счет регулирования количества промежуточного галогенида, Это достигается тем, что в способе получения расплава, содержащего низшие галогениды металлов, склонные к частичному диспропорционированию и окислению при нагреве, сначала сплавляют галогениды щелочных и щелочно-земельных металлов с устойчивым галогенидом менее активного металла, затем путем электролиза получают низший галогенид соответствующего металла.

Способ осуществляют следующим образом: в рабочую смесь вместо галогенида металла, необходимого для получения покрытия, но легко окисляющегося или диспропорционирующего при нагреве, вводят устойчивый галогенид менее активного металла. Приготовленную смесь расплавляют в плавильной емкости. В жидкую фазу помещают катод из металла, галогенид которого введен в рабочую смесь, и анод из металла, галогенид которого используют для получения покрытия. При электролизе ионы менее активного металла оседают на катоде, а ионы необходимого для покрытия металла переходят в расплав.

Пример конкретного осуществления способа.

Пример 1. В плавильную емкость помещают 134 г эквимолярной смеси хлоридов калия и натрия и 10 г хлорида меди (II), которую нагревают до температуры 800^oC и выдерживают при данной температуре до полного расплавления. В полученный расплав помещают электроды: катод - медную пластину и анод - пластину из титана. Электроды подключают к источнику постоянного тока, который пропускают в течение необходимого времени до полного вытеснения меди из расплава. При этом происходит осаждение ионов меди на катоде и переход с анода в расплав ионов титана. Время процесса обусловлено заданной силой тока, например, при силе тока 3 А время эксперимента составило 1 час, концентрация полученного хлорида титана (II) обусловлена исходной концентрацией хлорида меди в расплаве, в данном эксперименте составила 5,5% мас.

Пример 2. В том же расплаве при заданной концентрации исходных компонентов в качестве анода используют пластину из Ст. 20. В результате в расплаве образуется хлорид железа (II) с конечной концентрацией 6% мас.

Преимуществом предлагаемого изобретения является возможность получения солевого расплава галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов, содержащего низший галогенид металла требуемой концентрации, путем использования промежуточного устойчивого галогенида металла для исключения возможности диспропорционирования и окисления галогенида металла, используемого для получения покрытия.

Источники информации.

1. Гитман Е.В. Электрохимия титана в расплавленных солях. Аннотированная библиография. - Киев: Наукова думка, 1965. - с. 15, реферат 66.

Формула изобретения

Способ получения солевого расплава, содержащего низшие галогениды металлов, включающий сплавление галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов и электролиз с анодом из металла, низшие галогениды которого получают в расплаве, отличающийся тем, что сплавление галогенидов ведут с добавлением галогенида менее активного металла, чем металл, низшие галогениды которого получают.