Способ восстановления ионов трехвалентного железа Советский патент 1992 года по МПК C25B1/00 

Изобретение относится к электрохимии, а именно к электрохимическим способам переработки растворов, содержащих титан и железо.

Целью изобретения является увеличение производительности за счет возможности увеличения плотности тока и выхода по току.

Пример 1. Используют ячейку для электролиза, имеющую следующие характеристики и условия: катионная перегородка - НАФИОН 423; анод - полосовой титан, покрытый платино-иридием; катод - полосовая медь; плотность тока 30 А/дм .

Кроме того, осуществляют циркуляцию нижеуказанных сред: анолит №804 0,5 н; ка- толит на входе, г/л: 120; Fe2+ 45; Fe3 3; H2S04270.

Для скорости циркуляции католита 10 ем/с и анолита 0,5 см/с с температурой ячейки 65°С получают на выходе из катодного отделения католит следующего состава, г/л: Ti4+ 104; Fe2 48; TI3+ 16.

Выход по току на катоде составляет 99%,

П р и м е р 2. Условия работы следующие.

Используют ячейку для электролиза, имеющую характеристики и условия: кати- онная перегородка - НАФИОН 423; анод - полосовой титан, покрытый платино-иридием; катод- палладированный титан с отверстиями; плотность тока 20 А/дм2.

Кроме того, осуществляют циркуляцию нижеуказанных сред: анолит H2S04 0,5 н: католит на входе, г/л: Ti44 120; Fe2+ 47: Fe3+ 4; H2S04270.

Для скорости циркуляции анолита 0,5 см/с и католита 10 см/с при температуре ячейки 65°С получают на выходе из катодного отделения католит состава, г/л: . Fe SIjTi34 ;

Выход по току на катоде 99%.

N1 Ю

Ю СП

са

П р и м е р 3. Используют различные типы катодов по опытам 1,2 и 3.

Условия работы ячейки следующие;ка- толит на входе, г/л: TI 120; Fe2 46; Ре.З; H2S04 270.

Скорость циркуляции католита 30 см/с; температура ячейки 65°С; катионная перегородка - НАФИОН 423; плотность тока 30 А/дм2.

Анолит, H2S04 0,5 н. для опытов 1 и 2, раствор соли двухвалентного железа: Fe2 40 г/л для опыта 3.

Анод - полосовой титан, покрытый пла- тино-иридием для опытов 1 и 2, а также графит для опыта 3.

Результаты даны в таблице. П р и м е р 4, Показывает возможность получения с ячейкой для электролиза растворов, содержащих высокую концентрацию TI ,

Условия работы ячейки следующие: анолит - НаЗОз 0,5 н; католит на входе, г/л: Ti4+ 120; Fe2+45J; H2S04 270.

Скорость циркуляции католита 60 см/с; скорость циркуляции анолита 0,5 см/с; температура ячейки 65°С; катионная перегородка - НАФИОН 423; анод - полосовой титан , покрытый платино-иридием ; катод - перфорированная медь; плотность тока 17 А/дм .

Получают на выходе католит следующего состава, г/л: TI4+ 46,4; Fe2+ 49,1; Ti3 73,6. Выход по току на катоде составляет 97,5%.

П р и м е р 5. Используют ячейку для электролиза, имеющую следующие характеристики и условия; катионная перегородка - НАФИОН 423; анод - полосовой титан, покрытый платино-иридием ; катод - свинец; плотность токи 20 А/дм.

Кроме того, осуществляют циркуляцию нижеуказанных сред: анолит НгЗОз 0,5 н,; католит на входе, г/л: Т14+ 120; Fe2+ 45; ТГ 1;H2S04270.

Для скорости циркуляции католита 10 см/с и анолита 0,5 см/с с температурой ячейки 65°С получают на выходе из катодного отделения католит следующего состава, г/л: 104; Fe2+ 48; TI3 8.

Выход по току на катоде составляет 80%.

Примерб. Используют ячейку для электролиза, имеющую следующие характеристики и условия: катионная мембрана - НАФИОН 423; анод - полосовой титан, покрытый платино-иридием; катод - полосовой титан t свинец; плотность тока 30 А/дм2.

Кроме того, осуществляют циркуляцию нижеуказанных сред: анолит НаЗОд 0,5 н;

католит на входе, г/л: Ti4+ 120; 1;H2S04270.

Для скорости циркуляции католита 10 см/с и анолита 0,5 см/с с температурой

ячейки 65°С получают на выходе из катодного отделения католит следующего состава, г/л: 120; Fe2+ 48: TI 9.

Выход по току на катоде составляет 90%.

Способ заключается в осуществлении циркуляции в катодном отделении ячейки Обрабатываемого раствора.

Этот раствор содержит ионы титана и железа. Титан, в основном, имеет форму титана (IV), отношение Fe(ll)/Fe(lll) может изменяться.

Раствор может содержать также ионы Н+ и анионы типа сульфата.

Способ получения двуокиси титана

включает следующие стадии.

Первая стадия заключается в воздействии на титан со держащую руду раствора серной кислоты. Полученный таким путем раствор от воздействия восстанавливают во

второй стадии, затем осветляют в третьей стадии, стадии 2 и 3 могут быть обратными. Четвертая стадия заключается в кристаллизации, затем в отделении части сернокислой закиси железа в растворе. Полученный таким путем раствор подвергают концентрации в пятой стадии, затем в последней и шестой стадии производят гидролиз сульфата титанила и отделение гидроокиси титана, которую затем прокаливают.

Ячейка для электролиза и способ по изобретению применяются особенно для восстановления раствора, образующегося из первой вышеназванной стадии, т.е. от воздействия сер ной кислоты на титансодержащую руду, особенно типа ильменита.

В данном случае стадию восстановления способа (вторую стадию) целиком осуществляют путем электролиза.

Однако можно также осуществлять восстановление в любом пункте способа получения ТЮ2 между воздействием и гидролизом и, в частности, непосредственно перед гидролизом.

В анодном отделении можно осуществпять циркуляцию или подкисленной воды, например раствора 0,5 н. H2SCM, или раствора соли, содержащей двухвалентное железо.

Раствор, циркулирующий в катодном отделении, может быть возвращен на рецикл на выходе из этого отделения.

Можно также осуществлять циркуляцию раствора в катодных отделениях двух ячеек, смонтированных параллельно. Подобный монтаж позволяет обеспечивать постоя иную работу промышленной установки даже в случае повреждения одной из ячеек.

Использование катионной мембраны позволяет одновременно получить з1 ;ительное улучшение электрической -.кости и повышение плотности тока.

В прототипе выход по току 85% и плотность тока 7,5 А/дм2, в то время как в данном способе выход по току в среднем равняется 99% и плотность тока находится в интервале между 20-30 А/дм .

Формула изобретения

Способ восстановления ионов трехвалентного железа электролизом раство0

ра, полученного расширением ильменита серной кислотой и содержащего сульфаты титанила и двух- и трехвалентного железа, с подачей указанного раствора в катодную камеру мембранного электролизера и подачей раствора солей двухвалентного железа в анодную камеру, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности за счет возможности увеличения плотности тока и выхода по току, указанный раствор подают в катодную камеру электролизера с катионообмен- ной мембраной.

15

Изобретение относится к электрохимии и позволяет увеличить производительность за счет увеличения плотности тока и выхода по току. Способ касается восстановления ионов трехвалентного железа электролизом раствора, полученного растворением ильменита серной кислотой и содержащего сульфат титанила и двух- и трехвалентное железо, с подачей указанного раствора в катодную камеру электролизера с катионо- обменной мембраной, причем раствор солей двухвалентного железа подают в анодную камеру. 1 табл.