СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЗОЛЯ ГИДРООКСИДА ТРЁХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА Российский патент 2005 года по МПК C09C1/22 C01G49/02 C25B1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам получения растворов для мелиорации почв.

Известен способ получения золя гидрооксида железа [1], заключающийся в обработке раствора хлорного железа анионообменной смолой в ОН-форме. В раствор хлорного железа добавляют порциями анионит таким образом, чтобы объем добавленной ионообменной смолы не превышал 20-30% общего объема системы. По достижении указанного соотношении смолу отфильтровывают, а в раствор добавляют новую порцию анионита. Отфильтрованный анионит регенерируют раствором щелочи. Процесс продолжают до получения золя, обладающего нужными свойствами.

Основными недостатками такого способа являются его нетехнологичность и трудоемкость, связанные с необходимостью использовать анионообменную смолу в виде суспензии, отфильтровывать ее и регенерировать. Попытки проведения процесса в непрерывном режиме с использованием ионообменных колонок не дали положительного результата из-за коагуляции коллоидных частиц золя в колонках и осаждении частиц на анионите.

Целью изобретения является разработка простого и технологичного способа получения золя гидрооксида трехвалентного железа.

Поставленная задача решается путем замены анионов соли на ионы гидроксила, причем замену осуществляют путем электролиза раствора хлорного железа, проводя переключение полярности электродов через каждые 5-60 сек.

Техническая сущность изобретения заключается в проведении электролиза водных растворов хлорного железа, причем в процессе проведения электролиза проводят переключение полярности электродов через каждые 5-60 сек.

Предлагаемый способ позволяет путем электролиза получать устойчивые золи гидрооксида трехвалентного железа, что значительно упрощает получение золей по сравнению с методом ионного обмена с использованием гранулированных анионитов и дает возможность получать эти золи в больших количествах.

Нижеследующие примеры раскрывают суть предполагаемого изобретения.

Пример 1

Раствор хлорного железа (0,5 л) концентрацией 0,5 моль/л наливали в кювету размером 15×7×10 см. В раствор помещали угольные электроды и пропускали через раствор ток силой 1 А. Переключение полярности не проводили. В результате образующийся гидрооксид железа (3) выделялся на катоде, а золь получить не удавалось.

Пример 2

Раствор хлорного железа (0,5 л) концентрацией 0,5 моль/л наливали в кювету размером 15×7×10 см. В раствор помещали угольные электроды и пропускали через раствор ток силой 1 А. Переключение полярности электродов проводили с интервалом 70-90 сек. В результате происходило частичное выделение гидрооксида железа (3) на электродах, хотя и в значительно меньшей степени, чем без смены полярности электродов.

Пример 3

Раствор хлорного железа (0,5 л) концентрацией 0,5 моль/л наливали в кювету размером 15×7×10 см. В раствор помещали угольные электроды и пропускали через раствор ток силой 1 А. Переключение полярности электродов проводили с интервалом 60 сек. В результате не происходило выделения гидрооксида железа (3) на электродах и удавалось получить устойчивый золь.

Пример 4

Раствор хлорного железа (0,5 л) концентрацией 0,5 моль/л наливали в кювету размером 15×7×10 см. В раствор помещали угольные электроды и пропускали через раствор ток силой 1 А. Переключение полярности электродов проводили с интервалом 15-16 сек. В результате не происходило выделения гидрооксида железа (3) на электродах и удавалось получить устойчивый золь.

Пример 5

Раствор хлорного железа (0,5 л) концентрацией 0,5 моль/л наливали в кювету размером 15×7×10 см. В раствор помещали угольные электроды и пропускали через раствор ток силой 1 А. Переключение полярности электродов проводили с интервалом 7-8 сек. В результате не происходило выделения гидрооксида железа (3) на электродах и удавалось получить устойчивый золь.

Пример 6

Раствор хлорного железа (0,5 л) концентрацией 0,5 моль/л наливали в кювету размером 15×7×10 см. В раствор помещали угольные электроды и пропускали через раствор ток силой 1 А. Переключение полярности электродов проводили с интервалом 5 сек. В результате не происходило выделения гидрооксида железа (3) на электродах и удавалось получить устойчивый золь, однако процесс резко замедлился из-за того, что значительная часть проходящего через систему электрического тока расходовалась на деполяризацию двойного электрического слоя. Визуальные наблюдения за процессом электролиза по выделению газа на электродах свидетельствуют, что газовыделение начинается примерно через 3 сек после переключения полярности, а становится стабильным через 5-6 сек.

Полученные результаты свидетельствуют, что если переключать полярность электродов каждые 5-60 сек, то удается получить устойчивый золь гидрооксида железа (3).

Таким образом, предполагаемое изобретение позволяет получать золи гидрооксида железа (3) из растворов хлорного железа достаточно простым и технологичным методом - электролизом.

Литература

1. Шариков Ф.Ю. Криохимический синтез высокодисперсных оксидных порошков с использованием процессов ионного обмена. Дис.канд.хим. наук. М.: МГУ, 1991, 122 с.

Изобретение предназначено для химической промышленности, сельского хозяйства и почвоведения и может быть использовано при получении растворов для мелиорации почв. 0,5 л раствора хлорного железа концентрацией 0,5 моль/л наливают в кювету. В раствор помещают угольные электроды. Пропускают ток 1 А. Полярность электродов переключают каждые 5-60 с. В результате замены анионов соли на ионы гидроксила получают устойчивый гидрозоль гидрооксида трехвалентного железа. Изобретение позволяет получать такие золи простым и технологичным способом в больших количествах.

Способ получения гидрозоля гидрооксида трехвалентного железа, заключающийся в замене анионов соли на ионы гидроксила, отличающийся тем, что замену осуществляют путем электролиза раствора хлорного железа, проводя переключение полярности электродов через каждые 5-60 с.