химический каталог




Цирконий. Химические и физические методы анализа

Автор С.В.Елинсон, К.И.Петров

ют в себя термическое восстановление хлорида циркония натрием, кальцием или магнием, термическое восстановление окиси циркония кальцием, магнием, алюминием, восстановление карбидов циркония и щелочных фтороцирконатов натрием, калием или алюминием.

Магниетермический метод получения циркония основан на восстановлении паров четыреххлористого циркония расплавленным магнием:

ZrCl4 + 2Mg = Zr + 2MgCl2.

Этот метод, предложенный Кроллем [18, 19, 20], включает следующие основные процессы: карбидизацию циркона, хлорирование карбида, очистку и уплотнение неочищенного хлорида, восстановление чистого хлорида магнием, отделение солей от восстановленного циркония и переплавку металлической губки.

Предварительное получение карбида из циркона позволяет вести хлорирование при более низкой температуре, чем требуется для реакции между цирконом и хлором. Кроме того, при карбиди-зации удаляется большая часть двуокиси кремния в результате восстановления Si02 до летучей моноокиси.

Карбид циркона подвергается хлорированию при 331°, т. е. когда давление пара хлорида циркония достигает атмосферного. При этом хлориды кремния, титана, алюминия, кипящие при температурах более низких, чем 331°, отгоняются. Полученный хлорид циркония подвергается очистке путем фракционной возгонки. Для отделения железа, присутствующего в хлориде циркония в виде хлорида трехвалентного железа, последний перед фракционной возгонкой восстанавливают водородом до малолетучего хлорида двухвалентного железа.

Восстановление хлорида циркония до металла производится металлическим магнием в атмосфере инертных газов при температуре, несколько превышающей температуру плавления магния. Восстановленный цирконий содержит хлорид магния и металлический магний, которые отгоняются при нагревании до 900° в высоком вакууме. Цирконий остается в виде губки, которая переплавляется в дуговой печи,

•7

В последнее время для восстановления иорида циркония наряду с магнием все чаще применяют натрии Ul J.

Среднее содержание примесей в цирконии полученном магние-термическим методом, приведено в табл. I 1221.

Таблица 1

Элементы Содержание. % Элемент Содержание. %

Fe

Т1

1!

Мп Si, Сг Sb, Р, Zn, В1 3.10-» — 2-Ю-1 3-10 •» 5 10 • 5-10-" —4-10-1 1,6-10-* — 1,5 10-= 3.10-»— 110 •

2-10-*

S-10-3 Мо

Q1, Ае, Си, Ni, В 14

и

Sn, Со, Be N CI 1. ю—•

s.io-1

6-10-»

1-10-* 1.10-*—4.10-» 2-10 • —2,6-10 1

Йодидный метод [23, 24 ] основан на термической диссоциации йодида циркония. В основе метода лежит обратимая реакция

/л + 2J2^+ZrJ4.

1300»

Процесс заключается в следующем: неочищенный цирконий, получаемый восстановлением окиси циркония кальцием или маг-ниетермическим методом, реагирует при повышенной температуре с йодом с образованием летучего йодида циркония; его пары приходят в соприкосновение с раскаленной вольфрамовой или молибденовой нитью и диссоциируют, причем цирконий в виде чистого металла осаждается на нити. В ходе процесса йод непрерывно регенерируется и взаимодействует с новой порцией неочищенного циркония.

Исходный для йодидной очистки цирконий обычно содержит ряд примесей, в том чисче более 1,5% кислорода и азота, которые не влияют на чистоту йодида, а следовательно, и на чистоту получаемого металла, так как они в виде окислов и нитридов остаются в осадке. Однако необходимо, чтобы исходный цирконий не содержал значительных количеств таких примесей, как титан, торий, гафний, алюминий, бериллий, бор, железо, кремний, фосфор, которые, образуя летучие йод иды. будут сопутствовать йодиду циркония и загрязнять конечный продукт.

Йодидным методом удается получить наиболее чистый цирконий. По данным Миллера [11, примеси в йодидном циркония содержатся в следующих количествах (в %): Hi — 2,4; Ti и fe no 0,1; Mg —0,003; Si, Al, Ni, C.a, Си. 02 и N2 — no 0,01; H2—0,02. Для получения йодидного циркония с низким содержанием гафния необходима предварительная специальная очистка исходного циркония от гафния.

?8

Электролитический метод является одним из первых методов, примененных для получения металлического циркония.

Электролиз водных растворов нельзя считать пригодным методом получения циркония из-за высокой химической активности получающегося тонкого порошка циркония, который моментально окисляется на воздухе.

Были проведены успешные опыты по получению циркония электролизом расплавленных солей 11 1. Применявшаяся ванна состояла из смеси фторцирконата калия и хлористого натрия. Электролиз проводился в защитной атмосфере инертного газа при температуре около 1000 . В ванне происходила следующая основная реакция:

4NaCl + K2ZrF, -+ Zr + 4NaF + 2KF + 2C12.

На катоде удается получить вполне удовлетворительный по качеству металлический цирконий в виде дендритов. Среднее содержа» ние циркония в полученном металле составляет 99,6—99,8%, а содержание примесей таково: кислород 0,06—0,09%, азот 0,003%, углерод 0,02 -0.06%.

4. ПРИМЕНЕНИЕ ЦИРКОНИЯ

Исключительно большое значение цирконий приобрел в последние годы в качестве конструкционного матери

страница 3
< 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

Скачать книгу "Цирконий. Химические и физические методы анализа" (1.72Mb)


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

 

 

Реклама
металлические ограждения на стадионе одинцово
ремонт катализатора порш
как выправить мятую дверь машины
подставки под кухонные ножи

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
(04.12.2016)