Получение ортофосфатов железа (III) в сернокислых и сернокисло-хромовокислых средах

• Автор: Быков, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил

Содержание
Введение.

1. Литературный обзор

1.1. Способы получения ортофосфатов железа Ш

1.1.1. Кристаллические фосфаты железа

1.1.2. Аморфные фосфаты железа

1.2. Строение и физикохимические свойства ортофосфатов железа Ш.

1.2.1. Кристаллические фосфаты железа.

1.2.2. Аморфные фосфаты железа

1.3. Гидролитические и коллоидные свойства ионов железа Ш в водных растворах

1.4. Области применения ортофосфатов железаШ.

1.5. Методы очистки электролита хромирования от ионов железа III.
1.5.1 Рсагентные методы.
1.5.2 Рсагентноионообменные методы.
1.5.3 Реагентноолектрохимические методы.
1.6. Методы расчета равновесий в физикохимических системах
1.6.1. Обитая характеристика равновесных физикохимических систем
1.6.2. Классификация методов расчта по форме записи условий равновесия.
1.6.3. Классификация методов расчета по виду варьируемых параметров.
1.7. Цель работы и постановка задач исследования.
2. Экспериментальная часть.
2.1. Описание лабораторной установки.
2.2. Проведение потенциометрических измерений
2.3. Проведение кондуктометричсских измерений
2.4. Измерение и ретулировамие температуры.
2.5. Экспериментальное изучение ортофосфатов железа
2.6. Реактивы и приготовление растворов .
3. Расчетная часть.
3.1. Термодинамическое моделирование химических процессов.
3.1.1. Математическое описание равновесных фиэикохимичсских систем
3.1.2. Расчет коэффициентов активности ионов.
3.1.3. Расчт энергии Гиббса компонентов системы при различных температурах.
3.1.4. Постановка задачи расчта равновесного состава реакционной смсси
3.1.5. Метод наискорсйшсго спуска
3.2. Табулирование и сравнительный расчет исходных данных по значениям стандартных энергий Гиббса
3.3. Алгоритм расчета химических равновесий в гетерогештых системах
3.3.1. Программная реализация метода наискорейшего спуска
3.3.2. Алгоритм уточнения концентраций компонентов.
3.3.3. Подпрограмма выбора начального приближения
3.3.4. Описание программы для расчта равновесных концентраций компонентов реакционной смеси
3.4. Составление модели раствора хромового ангидрида.
4. Исследование технологических условий получения ортофосфатов железа III.
4.1. Методика исследования.
4.2. Анализ полученных данных и определение оптимальных параметров процесса
4.2.1. Получение ортофосфатов железа III с высокой удельной поверхностью.
4.2.2. Очистка отработанных электролитов хромирования от катионов железа П1
5. Технология процессов получения ортофосфатов железа III и регенерации
отработанного электролита хромирования.
5.1. Синтез ортофосфатов железа III в сернокислых и сернокисло
хромовокислых средах.
5.1.1. Основные стадии процесса.
5.1.2. Технологическая схема процесса получения ортофосфатов железа 1 в сернокислых и сернокислохромовокислых средах.
5.1.3. Выбор необходимого технологического оборудования.
5.2. Регенерация отработанного электролита хромирования
5.2.1. Основные стадии процесса регенерации отработанного электролита хромирования
5.2.2. Технологическая схема регенерации отработанного электролита хромирования
5.2.3. Выбор необходимого технологического оборудования для регенерации отработанною электролита хромирования.
Выводы
Литература


Соединение Способ получения Литература
РсР2Н модификация не указана Насыщение горячей фосфорной кислоты гидроксидом или фосфатом железа, кристаллизация из раствора при а С и концентрации Рз б С и концентрации 0,3 Р Осаждение из горячих растворов железоаммонийных квасцов динатрийфосфатом Нагревание суспензии аморфного фосфата железа при С и 2. РеР2Н штренгит Гидролиз однозаыещЬнного фосфата железа при 0 С и концентрации соли не менее 1 гл. Нагревание суспензии аморфного фосфата железа при 0 С и 3,,6 Кристаллизация из разбавленных растворов хлорида железа и фосфорной кислоты при 0 С и 36 , , . РсР2Н фосфосидерит Кристаллизация из насыщенных растворов фосфорной кислоты гидроксидом железа при 0 ЛС и 1. Гидролиз однозамещйнного фосфата железа в концентрированных по Р5 растворах при 0 С и рН1 Кристаллизация из расплава смеси нитрата железа и концентрированной фосфорной кислоты при 0 С и соотношении РРе 1. Нагревание суспензии аморфного фосфага железа при 0 С и рН1 Кристаллизация из концентрированных растворов хлорида железа и фосфорной кислоты при 0 X и рН1 . Таблица 1. Термическая обработка штренгита, фосфосндернга и аморфного фосфата железа при 0 С. Термическая обработка штренгита, фосфосндерита, аморфного и тридимитоподобного фосфата железа при температуре выше 0 С. I0. V2. Насьпцсние горячей фосфорной кислоты гидроксидом или аморфным фосфатом железа, кристаллизация из раствора при а С и концентрации Р5 б С и концентрации Р 6 9, 4, . Способы получения смешанных ортофосфатов железа 3. Таблица 1. X.V К раствору НР,насыщенному СаНР0. К, 4, К фосфорной кислоте, предварительно смешанной с соответствующим карбонатом щелочного металла, при С добавляют гидрат окиси алюминия. Кристаллы выделяют из концентрированной реакционной пульпы фильтрованием. К раствору КН2Р добавляют пульпу фосфата железа III. Гель диспергируют при С. При старении он образует кристаллы. Выпаривают раствор с мольным соотношением Р . Светлорозовые гексагональные призмы. Выпаривают раствор с мольным соотношением Р от 1 до 1. Розовокрасные гексагональные призмы. При стоянии кристаллизуется из растворов с мольным соотношением Р 4 1. Кристаллизуется из растворов 2 в Н3Р при добавлении 2 или . Светлорозовые пластинки или призмы. Добавление насыщенного расвора СаНР2 к раствору i. Рс7РО. МэЛДРОД МСи, Со ЛРе, Сг, отличается от стехиометрического. Гидротермальным синтезом в присутствии мочевины получен поликристаллический РсН. РОч ромбической формы . РеОдКг и тетраэдров РО. Обсуждены структурные взаимосвязи РХШзЬРО, с РеРН, встречающимся в виде двух природных минералов, ромбическом стрсигите и моноклинном мстастрснгитс фосфосидсритс. При названии водного раствора РеС6Н, Н3РО4, пиперазина и этиленгликоля в гидротермальных условиях в течение 4 сут. С получен одномерный фосфат железа состава С4НОД1 5РеХОНН2РО4МНРОРО. Н2О в виде бесцветных кристаллов триклинной сингонии. Структура состоит из одномерных цепочек, причм Не связан с аминогруппами пиперазина находятся между цепочками Нсвязями. Октаэдры ИеОб собраны в кластеры по 4 два октаэдра сочленены рбрами, а ещ два присоединены к центральному димеру вершинами. Методами РФ А, РСТА и ЯГР5 Те и ИК спектроскопии установлено, что кластеры связаны в цепочки тетраэдрами Р и имеют терминальные группы НР и Н2РО4 . Ре5иРзЮ4бНН2НСН2Н,з ромбической формы, обладающие магнитными свойствами слоистый оксифторидный фосфат железа . В полученном соединении иронические и неорганические слои, прочно соединены Нсвязями, причм неорганические слои содержат спиратытые цепи из сочленнных вершинами октаэдров РсзХ и тетраэдров Р . Кристаллы микропористого фосфата трнгонатьной формы НзКСН2. МНзРе8НРР2Н2О получены н из коте м ператур ы м гидротермальным синтезом . Слрукгура построена анионными слоями из октаэдров Ре5ОН РеО 14А самое длинное расстояние соответствует Нсвязи и октаэдров РсшОб Рс0 1. А, сочленнных вершинами с тетраэдрами Р и НРО. При этом создаются каналы, в которых локализованы дипротонированные катионы диаминобутана, благодаря чему могут ожидаться цеолитные и ионообменные свойства. У соединения НзСН2НззРсНР0. Р0.