Эффект электроиндуцированного селективного дрейфа катионных аквакомплексов в водных растворах солей щелочно- и редкоземельных металлов

• Автор: Ломов, Иван Викторович
• Шифр специальности: 05.17.02, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭФФЕКТА

СЕЛЕКТИВНОГО ОРИЕНТИРОВАННОГО ДРЕЙФА КАТИОННЫХ АКВАКОМПЛЕКСОВ В ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕМЕНТНОГО ОБОГАЩЕНИЯ

1.1 Состояние проблемы

1.2 РЗЭ и их востребованность

1.2.1 Общая характеристика РЗЭ

1.2.2 Важнейшие области применения РЗЭ и их соединений

1.2.3 Минералы РЗЭ, руды и месторождения

1.3 Электрофизические и электрохимические методы в элементном

обогащении
1.3.1 Электрохимические методы глубокой очистки неорганических
веществ
1.3.2 ВЧ разряд в элементном и изотопном обогащении
1.4 Нетрадиционный подход к решению проблемы комплексной
переработки торийсодержащих ядерных сырьевых материалов
Выводы
2 ЭФФЕКТ СЕЛЕКТИВНОГО ДРЕЙФА КАТИОННЫХ АКВАКОМПЛЕКСОВ В АСИММЕТРИЧНОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
2.1 Физика процесса и порядки величин характерных частот
2.2 Модель эффекта
2.3 Размеры надмолекулярного образования кластера
Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ
ПРОЯВЛЕНИЯ И ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТА
3.1 Техника эксперимента
3.2 Токи, возбуждаемые в водных растворах солей под действием асимметричного электрического поля
3.3 Рептгенофлуоресцентиый анализ состава водных растворов
солей, изменяющегося под действием поля
Выводы
4 РЕАЛИЗАЦИЯ ЭФФЕКТА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ СОЛЕЙ ЦЕРИЯ И ИТТРИЯ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ
4.1 Титрование водного раствора солей церия и иттрия
4.2 Селективный массопсрсиос катионов церия
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Цслмо настоящей работы является разработка естественнонаучных основ технологии избирательного, элементного обогащения водного раствора солей редкоземельных металлов на основе процесса ориентированного переноса катионных аквакомплексов в разбавленных водных растворах солей щелочно- и редкоземельных металлов при воздействии внешнего, периодического электрического поля в условиях изоляции растворов от формирующих поле электродов. Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач. Периодической системы. Результаты не противоречат основным положениям физической химии, получены при решении важной задачи - определение механизма и условий проявления эффекта электроиидуцированного дрейфа катионных аквакомплсксов в разбавленных, водных растворах солей металлов и разработка естественно-научных основ технологии, основанной на возбуждении эффекта. Полученные расчетные и экспериментальные данные по частотам возбуждения ротационной составляющей движения аквакомплексов и по значениям размеров сольватных оболочек хорошо согласуются между собой и с данными, имеющимися в научной литературе. Практическая значимость. Обнаруженный эффект электроиндуцированного селективного дрейфа катионных аквакомплексов в асимметричном электрическом поле может найти применение в энергосберегающих технологиях получения особо чистых веществ, поскольку эффект возбуждается при электрической изоляции электродов от водных растворов солей без образования замкнутой электрической цепи. Разработанная модель гидратации катионов позволяет корректно определить размеры надмолекулярных образований (аквакомплексов) в разбавленных, водных растворах солей при различных температурах и зарядах ионов, что может быть использовано для уточнения их электрофизических и гидродинамических характеристик (свойств). Результаты, методологические и технологические подходы, полученные и разработанные в ходе диссертационных исследований используются в учебном процессе на физико-техническом факультете Томского политехнического университета при подготовке инженеров по специальностям “Химическая технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов” и “Безопасность и нераспространение ядерных материалов”. II - ой и III - ей групп Периодической системы. Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на 8 Международных, Всероссийских и Отраслевых научно-технических и научно-практических конференциях. В том числе: на Международной научно-практической конференции “Физико-технические проблемы атомной энергетики и промышленности (производство, наука, образование)” (Томск, ) [2], на Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых “ВНКСФ-” (Екатеринбург, ) [3], на научной сессии МИФИ- (Москва, ) [4], на XI Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых “Современные техника и технологии СТТ’ ” (Томск, ) [5], на Международной научно-практической конференции “Физико-технические проблемы атомной энергетики и промышленности (производство, наука, образование)” (Томск, ) [6], на X Всероссийской (Международной) научной конференции “Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул” (Звенигород, ) [7, 8], на Отраслевой научно-технической конференции: “Технология и автоматизация атомной энергетики” (СГТИ, Северск, ) [9], на IX Всероссийской (Международной) научной конференции “Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул” (Звенигород, ) [, ]. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Материал работы изложен на 4 страницах, включая рисунков и таблиц. Библиографический список включает наименований. Личный вклад автора в работы, выполненные в соавторстве и включенные в диссертацию, состоит в непосредственном участии в разработке модели, построении экспериментальной установки, проведении экспериментов и расчетов, анализе полученных результатов, а также в написании статей, докладов и тезисов докладов. Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в печатных работах, в том числе в 5 научных статьях [-], 3 докладах [5, 8, ] и 7 тезисах докладов [2-4, 6, 7, 9, ].