Способ получения циркония

Изобретение относится к области получения тугоплавких металлов, в частности циркония, электролизом расплавленных солей. Способ получения циркония включает электролиз расплава фторидно-хлоридного электролита с массовой долей циркония 3-5%, хлора 8-13% и натрия 2-4%, периодическую загрузку в расплав солей фторцирконата калия, хлорида калия и хлорида натрия для поддержания заданного состава электролита и последующее выделение порошка циркония гидрометаллургическим методом. При этом электролиз осуществляют с введением с расплав добавки соли хлорида магния в количестве, обеспечивающем поддержание массовой доли магния в электролите 0,05-0,5%. Техническим результатом изобретения является повышение выхода порошка циркония по току при электролизе, извлечения циркония из исходной соли в порошок, снижение удельного расхода электроэнергии постоянного тока. 1 табл.

 

Изобретение относится к области получения тугоплавких металлов, в частности циркония, электролизом расплавленных солей.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототип) является способ получения циркония электролизом расплава фторидно-хлоридного электролита, содержащего фторид калия, хлорид калия и фторцирконат калия, согласно которому повышение технико-экономических показателей (увеличение катодного выхода по току и извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок) достигают путем введения в расплав хлорида натрия при поддержании в расплаве массовой доли циркония 3-5%, хлора - 8-13%, натрия - 2-4% (А. с. СССР, №1776092, кл. С 25 С 3/26).

Недостатком известного способа является то, что увеличение массовой доли натрия более 4% приводит к снижению технико-экономических показателей вследствие образования малорастворимых в воде фтористых соединений натрия и циркония, осложняющих отделение солевой фазы в процессе гидрометаллургической обработки катодного осадка.

Изобретение решает задачу повышения технико-экономических показателей электролиза. Техническим результатом является повышение выхода порошка циркония по току и извлечения циркония из исходной соли в порошок, снижение удельного расхода электроэнергии постоянного тока.

Технический результат достигается способом получения циркония, включающим электролиз расплава фторидно-хлоридного электролита с массовой долей циркония 3-5%, хлора 8-13% и натрия 2-4%, периодическую загрузку в расплав солей фторцирконата калия, хлорида калия и хлорида натрия для поддержания заданного состава электролита и последующее выделение порошка циркония гидрометаллургическим методом, согласно изобретению электролиз осуществляют с введением в расплав добавки соли хлорида магния в количестве, обеспечивающем поддержание массовой доли магния в электролите 0,05-0,5%.

Возможность осуществления предлагаемого способа подтверждается следующими опытами.

Пример

Электролиз вели в промышленном герметичном электролизере с токовой нагрузкой 10 кА из расплава, содержащего фторид калия, хлорид калия, фторцирконат калия и хлорид натрия. В процессе электролиза по прототипу заданный состав расплава поддерживали согласно действующему технологическому регламенту периодической загрузкой хлорида калия, фторцирконата калия и хлорида натрия, а при электролизе по предлагаемому способу в расплав дополнительно вводили хлорид магния. Массовая доля в расплаве при проведении опытов составляла:

- по прототипу: циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%;

- по предлагаемому способу:

- циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%, магния менее 0,05%;

- циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%, магния 0,05-0,5%;

- циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%, магния более 0, 5%.

Катодный осадок, полученный электролизом расплава с близкими значениями массовой доли магния, комплектовали в партии и подвергали гидрометаллургической обработке согласно действующему технологическому регламенту. Значения массовой доли компонентов расплава, усредненные по каждому опыту, выхода циркония по току, извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок и удельного расхода электроэнергии постоянного тока приведены в таблице 1.

Из данных, приведенных в таблице 1, видно, что наибольшие значения выхода циркония по току и извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок, а также наименьший удельный расход электроэнергии постоянного тока достигнуты при массовой доле магния в расплаве 0,05-0,5%. При массовой доле магния менее 0,05% технико-экономические показатели электролиза практически не отличаются от прототипа. При увеличении массовой доли магния более 0,5% наблюдается снижение выхода по току и извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок.

Предлагаемый способ опробован в процессе опытно-промышленных испытаний и рекомендован к внедрению в действующую технологическую схему получения электролитического порошка циркония.

Способ получения циркония, включающий электролиз расплава фторидно-хлоридного электролита с массовой долей циркония 3-5%, хлора 8-13% и натрия 2-4%, периодическую загрузку в расплав солей фторцирконата калия, хлорида калия и хлорида натрия для поддержания заданного состава электролита и последующее выделение порошка циркония гидрометаллургическим методом, отличающийся тем, что электролиз осуществляют с введением в расплав добавки соли хлорида магния в количестве, обеспечивающем поддержание массовой доли магния в электролите 0,05-0,5%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к устройствам для осуществления рафинирования ванадия электролизом расплавленных солей. .
Изобретение относится к металлургии редких тугоплавких металлов, в частности к металлургии ванадия, и может быть использовано для получения ванадия с чистотой, необходимой для получения высокочистых сплавов на основе ванадия.

Изобретение относится к способам утилизации хлора, фтора (фреонов), содержащихся в анодном газе, и может быть использовано в технологии получения циркония и других редких металлов.

Изобретение относится к извлечению редких металлов из силикатных руд и концентратов и может быть использовано при переработке циркониевых концентратов. .
Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к области получения расплавов солей хлорцирконата калия - исходных материалов для электролитического или металлотермического получения циркония.

Изобретение относится к извлечению и избирательной экстракции металлических компонентов, таких как уран, торий, скандий и цирконий, из исходного материала, в состав которого входят эти компоненты.
Изобретение относится к способам растворения циркония, находящегося во вторичном сырье, и может быть использовано для извлечения циркония из конструкционных материалов, а также отходов металлургических и механических операций производства циркония, его сплавов и изделий.

Изобретение относится к области металлургии редких, радиоактивных металлов или их сплавов. .

Изобретение относится к технологии получения ядерно-чистого циркония, конкретно к технологии очистки циркония от гафния при экстракционной переработке азотнокислых гафнийсодержащих растворов циркония.

Изобретение относится к области металлургии. .
Изобретение относится к комплексной технологии эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения соединений циркония, редкоземельных элементов (РЗЭ), алюминия и марганца.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к технологии получения порошков редких и рассеянных элементов. .
Изобретение относится к переработке бадделеита с получением диоксида циркония повышенной чистоты, позволяющей использовать его в производстве оптических материалов, подложек интегральных схем, спецкерамики, пьезокерамики.
Наверх