химический каталог




Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2.

Автор Большаков К.А.

ратуру (<С 900°). Реакция идет в основном с образованием С02, а это уменьшает расход углеродистого восстановления [13, 16, 53, 90].

Хлорирование карбида и

карбонитрида циркония.

(101) (102) (103) (104)

Процесс широко применяется в США. Карбид или карбонитрид циркония получают взаимодействием циркона с графитом или коксом (18—22%) при 2000—2500° в электродуговых печах, футерованных графитовыми плитами. В зависимости от содержания углерода между исходными компонентами и образующимися соединениями возможны многочисленные реакции. Схемы важнейших из них:

ZrSi04 + 6С = ZrC -f- SiC + 4СО

ZrSi04 + 5С = ZrC -f Si + 4СО

ZrSi04 + 4С = Zr + Si + 4CO

ZrSi04 + 4C = Zr + SiO + 3CO

Карбидизируют без строгой изоляции от воздуха, поэтому конечный продукт представляет собой оксикарбонитрид ZrCxNyOz. Кремний удаляется в виде моноокиси SiO, которая легко сублимируется: при 1880° давление ее пара 760 мм рт. ст. При выходе из зоны реакции

SiO сгорает на воздухе, образуя Si02. В конечный продукт извлекается циркония ~92%, а в виде SiO удаляется до 96% Si. Примерный состав карбонитрида: 85—88% Zr, 3—6% С, 2—4% Si, до 2% N и 4,0—5,5 О. Карбонитрид получают в виде блока, который после охлаждения извлекают из печи, дробят и направляют на хлорирование. Описан также метод карбидизации в кипящем слое.

Карбид и карбонитрид хлорируются при 350—500° с большим выделением тепла:

ZrCr Ny Oz + 2С1, ZrCl4 + С -f- N2 + СОа (105)

Хлорирование карбонитрида имеет ряд существенных преимуществ перед хлорированием циркона: низкая температура хлорирования позволяет упростить конструкцию печи, не нужен подвод тепла, не расходуется хлор на хлорирование кремния, улучшаются условия конденсации ZrCl4 вследствие уменьшения объема газов. Однако процесс получения карбонитрида сложен и связан с высоким удельным расходом электроэнергии [13, 16, 53 , 90].

Конденсация и очистка тетрахлорида циркония. Паро-газовую смесь из ШЭП направляют в конденсационную систему. В поверхностных конденсаторах, изготовленных из никеля, при 150—2009 полностью конденсируются ZrCl4 и другие вы-сококипящие хлориды (FeCl?), а также осаждаются частицы пыли и небольшое количество оксихлорида, образующегося при гидролизе ZrCl4 влагой воздуха, избежать подсос которого в систему довольно трудно. Далее в трубчатых конденсаторах конденсируется SiCl4, после чего газы поступают на очистку перед выбросом в атмосферу.

Содержание примесей в тетрахлориде циркония, полученном при хлорировании циркона: 0,2—3,2% Fe, 0,01—0,1% Si, 0,003—0,1% Ti. При хлорировании карбонитрида получают более чистый тетрахлорид (0,2% Fe, 0,05% Si). Очищают тетрахлорид различными способами. Если примесей в нем мало, то ограничиваются переплавкой под давлениеем (> 23 атм), при которой происходит очистка главным образом от кислорода. Гидратированный оксихлорид циркония при нагревании разлагается на НС1 и Zr02, которая концентрируется в верхних слоях расплава и отделяется. Для очистки от железа ZrCl4 сублимируют в атмосфере Н2 или углеводородов с низкими температурами кипения (С2Н3, С3Н8, С2Н2); при этом FeCl3 восстанавливается до малолетучего FeCl2.

Более эффективна очистка, основанная на использовании различия в свойствах комплексных соединений тетрахлорида циркония, хлоридов железа и алюминия с хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов. Давление пара ZrCl4 и HfCl4 над расплавами, содержащими NaCl и гексахлороцирконаты и гафнаты, довольно велико (см. табл. 75, рис. 99). Комплексные хлориды железа и алюминия со всеми щелочными металлами имеют высокие температуры кипения и перегоняются почти без разложения. Давление их паров во много раз меньше давления паров индивидуальных хлоридов. Из-за большей прочности комплексных хлоридов железа и алюминия FeCl3 и А1С13 вытесняют тетрахлориды циркония и гафния из их гексахлорокомплексов:

Me2ZrCl6 + 2A1C1„ -> ZrC>4 + 2MeAlCl4 (106)

Благодаря этому становится возможным связать FeCl3 и А1С13 в нелетучие соединения и отогнать чистый ZrCl4.

Практически солевую очис

страница 187
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205

Скачать книгу "Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть 2." (3.06Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда айпадов
Рекомендуем фирму Ренесанс - лестницы из дуба цена - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло 9950
Компьютерная техника в КНС Нева - Asus BE24AQLB - метро Пушкинская, Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)