Разработка процесса получения диоксида титана с применением переменного тока промышленной частоты

• Автор: Ханова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОКСИДОВ ТИТАНА И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ.

1.1. Диоксид титана. Свойства

1.2. Разрушение титана под действием различных агрессивных сред

1.2.1. Разрушение титана в кислотах и щелочах

1.2.2. Окисление титана кислородом.

1.3. Способы получения диоксида титана.

1.3.1. Сернокислотный способ производства диоксида титана

1.3.2. Производство диоксида титана хлорным способом.

1.3.3. Получение диоксида титана методом осаждения.

1.3.4. Нетрадиционные способы получения диоксида титана
1.4. Образование оксидов титана в условиях электролиза на
постоянном токе
1.5. Перспективы использования переменного тока в процессе окисления титановых электродов
1.6. Постановка задач исследования .
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТИТАНА НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ
2.1. Влияние состава и концентрации электролита
2.2. Методика проведения экспериментов.
2.3. Влияние плотности переменного тока и температуры
2.4. Определение оптимальных условий проведения процесса методом экстремального планирования.
2.5. Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТИТАНА ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ
3.1. Фазовый состав продуктов.
3.2. Исследование текстурных характеристик сухих продуктов электролиза титана на переменном токе.
3.3. Исследование текстурных характеристик прокаленных при различных температурах продуктов электролиза титана на переменном токе.
3.4. Выводы по главе.
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ АППАРАТА И ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТИТАНА.
4.1. Выводы по главе
выводы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Действующие в настоящее время технологии производства диоксида титана не позволяют обеспечить высокое и, что не менее важно, стабильное качество анатазной формы. Существенными недостатками технологии являются: многостадийная очистка растворов от примесей, в частности, соединений железа, большой расход концентрированных кислот и необходимость их утилизации. Полученный такими методами ТЮ2 как анатазной, так и рутильной форм не отличается достаточной чистотой из:за невысокого качества используемого сырья и обладает низкой сорбционной и. Это связано с низкими значениями удельной площади поверхности, не превышающими м“/г для анатазной модификации. В последние годы получили развитие более совершенные и перспективные направления в области синтеза оксидов металлов, одним из которых является электрохимический способ. Основное преимущество данного метода -возможность получения очень чистых продуктов, не содержащих особенно ферро- и парамагнитных примесей. При определенных параметрах проведения электрохимического синтеза возможно формирование ТЮг с развитой пористой структурой, что еще больше повышает его техническую и практическую ценность. При использовании данного способа улучшаются санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала за счет снижения количества газовых и других токсичных выбросов. Одной из определяющих тенденций развития существующих промышленных способов электрохимического синтеза неорганических веществ является интенсификация процессов электролиза путем увеличения плотности тока. Экономическая эффективность в этом случае достигается за счет повышения производительности электролизеров, снижения капитальных затрат и улучшения качества продукта. Основным затруднением при повышении плотности тока является возникновение пассивного состояния анодов, приводящее к получению некачественного продукта. Применительно к оксидам металлов это выражается в образовании плотных осадков и уменьшении активной площади поверхности. Наиболее действенным методом, позволяющим снять пассивацию, является применение нестационарных режимов питания аппаратов электрическим током. В качестве одного из приемов предлагается использование переменного тока, который позволяет дополнительно упростить аппаратурное оформление процесса и снизить энергетические затраты на его проведение. Существенным преимуществом электрохимического синтеза оксидов металлов является формирование развитой пористой структуры продуктов в условиях, далеких от состояния равновесия. В то же время число публикаций в этой области относительно не велико, закономерности электрохимических процессов, протекающих на переменном токе, сложны и требуют дальнейшего изучения. Как следствие, к настоящему времени отсутствуют научно-обоснованные рекомендации по оптимальным режимам осуществления процесса. Цель работы: разработка технологического процесса получения диоксида титана с применением переменного тока путем установления корреляционных зависимостей между параметрами электрохимического синтеза (плотность переменного тока, концентрация электролита и температура процесса) и характеристиками пористой структуры (удельная площадь поверхности, суммарный объем пор) полученного диоксида титана. А/см2, температура - 0 °С и концентрация ЫаОН в растворе от 5 до % мае. Л/см2; температура в интервале - °С и концентрация ЫаОН в растворе от 5 до % мае. А/см2; температура - °С и концентрация ЫаОН в растворе - % мае. Ыа+ в гидратированном диоксиде титана до 5 % мае. Эул. А/см2), температуры ( - °С) и концентрации ЫаОН в растворе ( - ,1 % мае. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно - практической конференции «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий» (Томск г. Международной научно — практической конференции «Химия - XXI век: новые технологии, новые продукты» (Кемерово г. Всероссийской научно - технической конференции по технологии неорганических веществ (Казань г. Российской молодежной научно - практической конференции «Получение и свойства веществ и полифункциональных материалов, диагностика, технологический менеджмент» (Томск г. Публикации. Основные результаты опубликованы в печатных работах.