Документ описывает электрохимический способ переработки титанового лома с получением сульфата трехвалентного титана. Изобретение повышает выход по току растворения титана благодаря добавлению фторида натрия в сернокислый электролит при поляризации переменным током. В сравнении с ранее известными методами, предложенный способ значительно увеличивает эффективность переработки титана.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28463
(51) C25B 1/00 (2006.01)
C25B 1/06 (2006.01)
C01G 23/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1015.1
(22) 30.07.2013
(45) 15.05.2014, бюл. №5
(72) Баешов Абдуали Баешович; Сапиева Мадина
Маратовна
(73) Акционерное общество "Институт
органического катализа и электрохимии им.
Д.В. Сокольского"
(56) KZ18333, кл. С25С 1/06, 15.03.2007
(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ
ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНОВОГО ЛОМА И
ОТХОДОВ
(57) Изобретение относится к области
гидрометаллургии тугоплавких металлов, а именно
к электрохимическим способам растворения
отходов титана с получением сульфата
трехвалентного титана.
Задачей данного изобретения является
разработка электрохимического способа
растворения титана.
Техническим результатом предлагаемого нами
изобретения является повышение выхода по току
растворения титана с образованием сульфата титана
(III).
Сущность предлагаемого нами способа
заключается в том, что электролиз проводится как в
случае прототипа - в растворе серной кислоты и в
качестве электродов используются титановые
пластинки, а в электролит добавляют фторид
натрия. При поляризации электродов
промышленным переменным током частотой 50 Гц
титановые электроды растворяются с образованием
сульфата титана (III) с высокими выходами по току.
(19)KZ(13)A4(11)28463

2. 28463
2
Изобретение относится к области
гидрометаллургии тугоплавких металлов, а именно
к электрохимическим способам растворения
отходов титана с получением сульфата
трехвалентного титана.
Как известно, титан обладает высокой
коррозионной стойкостью в многих агрессивных
средах. В окислительных средах даже в присутствии
хлорид ионов он устойчив. При обычных
температурах на титан не действует ни царская
вода, ни влажный хлор. Титан в водных растворах
анодно не растворяется, он пассивируется и
протекание тока в электрохимической цепи
прекращается.
Известен способ электрохимической
переработки титановых ломов и отходов путем
растворения титана в сернокислом электролите, при
поляризации промышленным переменным током
(А.с. СССР №1570350 С 25В 9/00 1987).
Сущность данного способа заключается в
следующем: титан растворяют в сернокислом
растворе с концентрацией 100-200 г/л при
поляризации промышленным переменным током.
При этом титан растворяется с образованием
сульфата трехвалентного титана.
Основным недостатком этого способа является -
низкий выход по току растворения титана.
Задачей данного изобретения является
разработка электрохимического способа
растворения титана.
Техническим результатом предлагаемого нами
изобретения является повышение выхода по току
растворения титана с образованием сульфата титана
(III).
Сущность предлагаемого нами способа
заключается в том, что электролиз проводится как в
случае прототипа - в растворе серной кислоты и в
качестве электродов используются титановые
пластинки, а в электролит добавляют фторид
натрия. При поляризации электродов
промышленным переменным током частотой 50 Гц
титановые электроды растворяются с образованием
сульфата титана (III) с высокими выходами по току.
Пример 1. Процесс электролиза ведут в
электролизере из оргстекла объемом 100 мл. В
электролизер наливают электролит, состоящий из
серной кислоты с концентрацией 100 г/л и 7,5 г/л
фторида натрия. В качестве электродов применяют
титановые пластинки. Электролиз проводят при
поляризации промышленным переменным током
частотой 50 Гц при комнатной температуре.
Продолжительность электролиза - 0,5 час.
Количество перешедшего в раствор металла
устанавливается по разности между исходным и
конечным весом титана и выход по току
растворения рассчитывается на анодный
полупериод переменного тока на каждом электроде.
В таблице 1 приводится зависимость выхода по
току (ВТ) растворения титана от плотности тока на
титановых электродах.
Таблица 1
Влияние плотности тока на титановых электродах на выход по току (ВТ) растворения
(H2SO4 -100г/л, NaF -7,5г/л, τ=30мин, t=25ºC)
i, А/м2
50 150 250 300 350 450
ВТ,% 929 264 175 153 123 99
В таблице 2 приводится влияние концентрации фторида натрия на выход по току растворения титана.
Таблица 2
Влияние концентрации NaF на выход по току (ВТ) растворения титана (H2SO4 -100г/л, i=150A/м2
,
τ=30мин, t=25°C)
NaF, г/л 0 2,5 5,0 7,5 10 12,5 15,0
ВТ,% 51 118 202 264 521 537 544
Как видно из таблицы 1 и 2, выход по току
растворения титана существенно зависит от
плотности тока на электродах и от концентрации
фторида натрия. Выход по току растворения титана
в чистом сернокислом растворе не превышает 51%,
а в присутствий фторида натрия резко повышается.
Это, по-видимому, объясняется тем, что в
присутствии в растворе фторид-ионов и при
поляризации переменным током разрушается
плотная, тонкая, устойчивая оксидная пленка на
поверхности титана, и в этой связи титан как
отрицательный металл начинает химически
растворяться по следующей реакции:
2Ti + 2Н+
→ Н2 + 2 Ti3+
При плотности тока 50-300 А/м2
и присутствии
фторида натрия выход по току превышает 100%.
Таким образом, в предложенном нами способе,
по сравнению с прототипом выход по току
растворения титана в определенных условиях
повышается более чем в десять раз.

3. 28463
3
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Электрохимический способ переработки
титанового лома и отходов путем растворения в
сернокислом растворе при поляризации
промышленным переменным током частотой 50 Гц
с получением сульфата трехвалентного титана,
отличающийся тем, что растворение титана
проводят в сернокислом растворе в присутствии
фторида натрия.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч