Электрохимический синтез алкоксидов ниобия

• Автор: Берёзкин, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ

2. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА АЛКОКСИДОВ НИОБИЯ И ДРУГИХ

МЕТАЛЛОВ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Извлечение ниобия из рудного сырья

2.2. Алкоксиды металлов.

2.3. Применение алкоксидов

2.4. Методы получения алкоксидов1Э

2.5. Механизм образования алкоксидов в ходе электрохимического

синтеза.

2.6. Выводы из обзора литературы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Используемые реактивы и материалы
3.2. Аппаратура.
3.3. Методика работы
3.4. Аналитический контрол ь
3.5. Типовые опыты
3.6. Характеристика полученных продуктов
4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Выбор системы, пригодной для технологической проработки
процесса
4.2. Электрохимический синтез этоксида ниобия.
4.3. Электрохимический синтез метоксида ниобия
4.4. Электрохимический синтез гексаметоксиниобата натрия
4.5. О механизме образования алкоксидов ниобия
4.6. Анодное растворение железа в метаноле
4.7. Электрохимический синтез соединений ниобия при анодном
растворении феррониобия.
4.8. Рекомендации по осуществлению технологического процесса
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ.
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


С технической точки зрения все используемые в настоящее время методы переработки тантал-ниобиевого сырья характеризуются многостадийностыо, большими потоками реагентов, высокой коррозионной активностью используемых реакционных сред. Радиоактивность, присущая некоторым пиобий-танталовым минералам, при гидрометаллургической переработке «размазывается» по стадиям процесса. Предприятия, использующие хлорный метод [], кроме загрязнения воздушной среды имеют проблемы с жидкими стоками. Причем эти недостатки органически присущи такому производству в связи с высокой растворимостью в воде хлоридов большинства металлов. Многочисленные проблемы имеет и наиболее широко используемый кислотный метод. В частности, отмечается в [], что в -х годах производство 1 т суммы оксидов тантала и ниобия сернокислотно-гидрофторидным методом сопровождалось получением т твердых отходов, включая 0 кг радиоактивных. С отходами безвозвратно терялось кг дорогой плавиковой кислоты. Кроме гидрометаллургического метода переработки ниобиевых рудных концентратов применяется пирометаллургический метод, согласно которому в результате восстановительной плавки получается ниобийсодержащий ферросплав. В промышленности такой процесс реализуется при получении феррониобия, используемого как легирующая добавка к сталям. Этот способ позволяет сразу отделить радиоактивные компоненты, а дешевизна и массовость производства феррониобия делают его удобным сырьем для производства ниобия [2]. Существующие методы выделения ниобия из феррониобия основаны на тех же трех методах: сплавление с К2СОэ или растворение в растворе КОН, с фильтрацией гидроксидов железа, хлорировании феррониобия [] с получением конденсата пентахлоридов N5 и ТаСЬ, которые можно разделить ректификацией или переработать с получением других соединений [], в переводе его в полиниобатьт калия [] или растворение в смеси ОТ и Г^О-ь Эти методы трудоемки, дают большое количество трудноутилизируемых отходов. Получаемые таким образом технические продукты требуют дополнительной очистки. Так, несколько лет назад появилось сообщение об освоенном на заводе компании «Паранапанема груп» пирометаллургическом методе переработки колумбита по аналогии с восстановительной плавкой пирохлора []. Основными продуктами процесса являются сплавы на основе железа, содержащие около % N6 до % Та. Эти сплавы являются для компании рыночным продуктом или перерабатываются на собственном заводе с получением оксидов и фтортанталата калия. Для этого сплав растворяют в плавиковой кислоте и подвергают экстракционному разделению N6 и Та. Сопутствующие компоненты, составляющие до % массы концентрата, отправляют в отвал в форме фторидов, дорогостоящий фтор при этом теряется безвозвратно. Производные типа Э(ОИ)п известны для подавляющего большинства элементов периодической системы. Они являются формальными аналогами гидроксидов. Их свойства определяются не только электроот-рицательностью элемента, но и природой радикала — степенью его разветв-ленноети и кислотностью спирта (т. Собственно ал-коксидами (алкоголятами) называются производные металлов и алифатических спиртов. Свойства их весьма разнообразны, однако все они крайне чувствительны к действию влаги и, как правило, ассоциированы в растворе, твердой и газовой фазе. Даже в ряду щелочных алкоксидов от метилатов к Тбутилатам можно наблюдать переход от соединений ионного характера к соединением молекулярного типа, близким по свойствам к органическим []. Алкоксиды ряда многовалентных металлов, например А1, ва, Т, образуют несколько ассоциатов различного состава и строения. Их олигомерные и мономерные молекулы способны к взаимным превращениям, поэтому физикохимические свойства и реакционная способность отдельных препаратов алкоксидов могут изменяться в весьма широких пределах. Строение ассоциатов определяется принципом «минимальной степени полимеризации», согласно которому все атомы металла достигают устойчивых координационных чисел благодаря донорио-акцепторному взаимодействию между свободными орбиталями металла и парами электронов атомов кислорода алкоксильных групп соседних молекул. Наиболее современный и обстоятельный обзор свойств, методов получения и путей применения алкоксидов представлен в монографии Н. Я. Туровой [].