Способ получения безуглеродистого хрома электролизом водных растворов хлорида хрома Советский патент 1937 года по МПК C25C1/00 

Для производства специальных сортов стали (нержавеющей, быстрорежущей и пр.) требуется хром, не содержащий углерода. Между тем, получаемый термическим путем феррохром, который обычно применяется взамен хрома для добавки в стальную ванну, даже после рафинирования содержит наряду с другими примесями также от 0,4 до 1,5% углерода. Понижение содержания углерода в феррохроме до еще более низких пределов связано с резким повышением стоимости последнего.

В безуглеродистом или малоуглеродистом хроме, получаемом алюмотермическим путем, всегда содержатся примеси алюминия и кремния.

Наиболее рациональным путем для получения чистого, не содержащего углерода хрома, является путь электролитический. Применение для этой цели в качестве электролиза растворов хромовой кислоты, служащих для гальванотехнических покрытий, является совершенно нерентабельным, тем более, что выход хрома из этих растворов невелик (около 35%, считая на б-валентный хром).

Предпринимавшиеся неоднократно различными исследователями работы по изысканию способа электролитического получения хрома из солей низковалентного хрома были до сих пор неудачными и не пошли дальше кратковременных лабораторных опытов. Во всех опытах, описанных в литературе, получались или слишком малые выхода по току (5-8%) или неудовлетворительного качества осадки. Электролиты Б процессе работы оказывались неустойчивыми, а результаты опытов-часто невоспроизводимыми.

По предлагаемому способу, технически вполне осуществимому, технический безуглеродистый хром получается электролизом водных растворов его хлоридов.

Электролиз ведется с применением диафрагмы и нерастворимых анодов. В процессе электролиза на катоде выделяется хром и водород, а на аноде-газообразный хлор. Основные трудности, возникавшие при выделении хрома из растворов хлоридов и заключавшиеся в низких выходах пс току и осаждении на катоде, при длительном ведении процесса электролиза гидратов окислов, преодолены тем, что в католит добавляется хлористый аммоний, а в качестве анолита применяется соляная кислота. Введение хлористого аммония способствует созданию необходимой кислотности раствора, а применение в качестве анолита соляной кислоты полностью предотвращает, благодаря переносу ионов водорода во время электролиза, образование основных солей хрома.

При этих условиях процесс электролиза протекает совершенно спокойно, не требует никакой дополнительной корректировки, дает вполне воспроизводимые результаты и допускает изменение концентрации хрома и плотности тока в довольно широких пределах.

Хорошие результаты получаются при следующих условиях ведения процесса. Состав католита - раствор хлорного хрома с концентрацией хрома от 125 до 35 г1л и хлористого аммония не меньше 25 г1л. Анолит-соляная кислота концентрации 0,5-6%; концентрацию соляной кислоты в анолите можно повысить при подборе диафрагмы с большим сопротивлением диффузии. Катодные плотности тока лежат в пределах от 15000 до 40000 , а анодные-от 750 до 900 Л/л. Электролиз ведется при комнатной температуре.

Выделение металла идет хорошо без перемешивания электролита и выхода по току составляют 30-35%, считая на трехвалентный хром. Напряжение на ванне поддерживается 3-5 вольт. Расход энергии на 1 m

металлического хрома составляет 21000 киловаттчасов.

Ванна может работать длительно как на истош,ение электролита от 125 до 35 г/л хрома, так и беспрерывно при постоянной средней концентрации хрома в католите, которая осуществляется подачей в ванну каскадным способом концентрированного раствора хлорида хрома.

В обоих случаях схема процесса осуществляется следующим образом: отработанный католит с концентрацией хрома 35 г/л обогащается хромом и снова идет на электролиз. Расхода ISH4C1 во время электролиза почти не происходит.

Выделяющийся на аноде хлор можно использовать для хлорирования хромовых руд с получением хлорида хрома, а выделяющийся на катоде водород-для синтеза соляной кислоты.

При описанных условиях получают-. ся блестящие, плотные и толстые осадки хрома, почти не содержащие окислов и совершенно чистые от посторонних примесей.

Предмет изобретения.

Способ получения безуглеродистого хрома электролизом водных растворов хлорида хрома с применением диафрагмы и нерастворимых анодов, отличающийся тем, что в католит вводят хлористый аммоний, а в качестве анолита применяют слабый раствор соляной кислоты.