Получение электролитического порошка железа при регенерации сернокислых растворов травления проката

• Автор: Корчагина, Марина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 150 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Физикохимические методы получения порошков.

1.2 Получение металлических порошков электролизом.

1.3 Регенерация отходов металлургических производств.

1.4 Закономерности процесса травления стали, покрытой

окалиной в сернокислых растворах

1.5 Выводы, постановка цели и задач исследования

2. АППАПАТУРА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Используемые материалы

2.2 Оборудование, применяемое для электролиза.
2.3 Методики исследований.
2.3.1 Исследование свойств керамических разделительных диафрагм для электролиза
2.3.2 Поляризационные измерения при
электрокристаллизации порошков железа
2.3.3 Определение выхода по току порошка железа.
2.3.4 Определение свойств железного порошка и регенерированного раствора полученных электролизом.
2.4 Математическая обработка результатов эксперимента
3. ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА, СВОЙСТВ И ПРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ДИАФРАГМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА
3.1 Получение порошка железа из отработанных сернокислых растворов травления без разделения межэлектродного пространства
3.2 Получение и исследование свойств керамических диафрагм
3.3 Влияние размера частиц шамота на свойства диафрагм.
3.4 Рекомендации к изготовлению пористых керамических диафрагм
для электролиза
3.5 Результаты применения полученных диафраг м в электролизе
3.6 Выводы.
4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ, СВОЙСТВА ПОРОШКА ЖЕЛЕЗА И РЕГЕНЕРИРОВАННОГО РАСТВОРА ТРАВЛЕНИЯ
4.1 Процессы, происходящие на электродах при
электрокристаллизации железного порошка
4.1.1 Катодные процессы
4.1.2 Анодные процессы.
4.2 Влияние параметров электролиза на эффективность
осаждения железа.
4.2.1 Влияние температуры электролита на выход
порошка по току.
4.2.2 Изучение комплексного влияния параметров
электролиза на выход железного порошка.
4.3 Свойства полученного электролизом из отработанных
растворов травления порошка железа
4.4. Исследование свойств регенерированного раствора травления.
4.4.1 Закономерности травления катанки из стали СтЗ в исходном сернокислом растворе травления
4.4.2 Исследование свойств регенерировагтного раствора и закономерностей травления в нем стали, покрытой
окалиной.
4.5 Выводы.
5 ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ
5.1 Обобщение результатов исследования.
5.2 Технологическая схема получения порошка железа при регенерации отработанных сернокислых растворов травления
проката
5.3 Предварительный расчет экономической эффективности
предлагаемой технологии.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Недостатком способов восстановления можно считать невозможность рафинирования готового продукта в процессе восстановления. Улучшение химического состава восстановленных порошков требует значительных дополнительных затрат, так как обработке подлежат исходные продукты: восстанавливаемый материал и восстановитель. Ре + 5СО <->Ге(СО)ъ (1. Карбонильные порошки применяются в качестве ферромагнитного наполнителя для электромагнитных порошковых муфт и тормозов[], для обнаружения магнитных полей и выявления их конфигурации, а также в порошковой дефектоскопии. Стоимость карбонильного порошка высока в результате сложной и трудоемкой технологии получения полупродукта - пентакарбонила железа. Кроме того, для организации крупномасштабного производства карбонильного железа требуются большие капиталовложения, связанные с техникой безопасности, ввиду токсичности оксида углерода и пентакарбонила железа, а также применения высоких давлений. Карбонильный порошок не может быть использован непосредственно после получения, поскольку содержит много углерода, азота и кислорода. Содовый метод, разработанный в ЦНИИЧМ им. ИЛ. Бардина, заключается в получении чистого железного порошка из руд и концентратов путем восстановления железосодержащего сырья в присутствии щелочного реагента -карбоната натрия (соды)[]. Вступая в химическое взаимодействие с примесями (? Л и др. Дальнейшее отделение этих примесей осуществляется гидрометаллурги-чсской обработкой, одновреме п ю в веде порошка отеляется чистое железо [ , ]. Сущность хлоридного способа [- Заключается в следующем: железосодержащий материал растворяют в технической соляной кислоте, при этом железо переходит в раствор в виде хлористого железа (ЕеС), а пустая порода (оксиды кремния, алюминия и др. С точки зрения процессов рафинирования хлоридный метод является наиболее простым из всех известных. В начале технологического процесса (при растворении исходного сырья) реакция идет слева направо, а в последней стадии ( при восстановлении кристаллов получаемого хлорида железа водородом) - справа налево. Промежуточные стадии процесса (фильтрация раствора хлорида железа, его упаривание и кристаллизация) протекают с изменением агрегатного, но не химического состояния перерабатываемого продукта. А + Ма2СО} -> Ыа¦ Л0, + С(1 = 0°С), 5/0, + №г,СО, ->¦ ЫагО • 5/0, + СО, (/ = 0 - 0°С). Р'е + 2НС1-Н- РеС! Н2. В [] описан метод, позволяющий получить хлоридным способом по-рошок марки ПЖХ-2 и высококачественные изделия из него. К методам ПМ, позволяющим получать стали и сплавы сложного химического состава (в частности, содержащие легирующие элементы с высокой термодинамической активностью), относится гидридно-кальциевый метод, Он заключается в совместном восстановлении смеси оксидов (или смеси оксидов и металлических порошков) гидридом кальция [9,]. ШО + СаН2 = Ш + CaO + Я2 + Q . Этот метод позволяет получить порошки двойных, тройных и многокомпонентных сплавов на основе металлов железной группы, титана, меди, тугоплавких и редких металлов. Получаемые порошки обладают хорошей прес-суемостью, однородны по составу, содержат малые количества кислорода, их гранулометрический состав регулируется в широких пределах. В работе [] описывается технология получения металлических порошков гидридно-кальциевым методом. Представлены возможности уменьшения потребности в свежей воде на -%, сокращения потерь готового продукта до 4,1-4,3% при производстве порошков нержавеющей стали и до 6-7% порошка титана, а также утилизации раствора СаС с получением извести и раствора NaCl. Диффузионное насыщение, как способ получения легированных порошков, разработан в институте проблем материаловедения Украины []. Сущность его заключается в нагреве шихты, состоящей из смеси порошка железа, легирующих элементов, хлористого аммония. В ней протекают реакции обмена между хлористым аммонием и металлами. Полученную в результате диффузионного насыщения губку заданною химического состава измельчают в порошок. Метод внедрен на Ьроварском металлургическом заводе (Украина).