SU1691424A1 - Способ получени оксида ванади (У) - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрохимическому производству неорганических веществ и позвол ет упростить способ получени  оксида ванади  (V) путем обработки соединени  п тивалентного ванади . В качестве соединений п тивалентного ванади  используют раствор метаванадата или ортованадата натри  или кали  концентрацией 50-200 г/л и обработку ведут электрохимически в анодной камере диафрагменного электролизера при плотности тока 0,1-1,0 А/см2. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к электрохимическому производству неорганических веществ , в частности оксида ванади  (V), электрохимическим способом.

Цель изобретени  - упрощение процесса получени  оксида ванади  (V).

П р и м е р. В диафрагменный электролизер с платиновым анодом поверхностью 2 см и катодом из стальной пластины поверхностью 10 см наливают водный раствор , содержащий 100 г/л метаванадата натри . Анодное и катодное пространства разделены керамической диафрагмой.

Электролиз провод т при анодной плотности тока 0,5 А/см2, температуре 20°С, напр жении на электролизере 4 В. Через 0,5 ч в анодном пространстве выдел етс  осадок оксида ванади  (V) красного цвета. Густую массу п тиокиси ванади  фильтрованием отдел ют от раствора, высушивают, а затем взвешивают.

Выход по току полученного оксида ванади  составл ет 98,5%.

Идентификацию п тиокиси провод т путем определени  температуры плавлени  и плотности Найденные значени  температуры плавлени  и плотности оксида ванади  (соответственно равны 680°С и 3,37 г/см3.

Электролиз провод т в основном на платиновом электроде. Другие анодные материалы (графит, МпОа) анодно раствор ютс  и трудно определить, выход по току и выделить п тиокись ванади  в чистом виде.

В таблице представлены данные электролиза водных растворов ванадатов натри  и кали  на платиновом аноде при различных плотност х анодного тока. Опыты провод т  ри комнатной температуре с использованием в качестве катода титана. Материал катода не оказывает вли ние на «выход по току оксида ванади .

Из данных таблицы видно, что независимо от природы ванадата щелочного металла в области плотностей тока 0,1-1 А/см2(1000 - 10000 А/м2) наблюдаетс  мак- симальный выход по току п тиокиси ванади .

Известен способ получени  п тиокиси ванади  гидролизом очищенной хлорокиси ванади  VOCb, представл ющую собой подвижную прозрачную жидкость, получаемую хлорированием технической п тиокиси

у

Ё

О

о

Ј

ю

ванади  в токе хлора. Дл  ускорени  хлорировани  процесс провод т в присутствии угл  при 300 - 350°С. Вместо хлора используют также сухой газообразный хлористый водород в присутствии п тиокиси фосфора в качестве водоотнимающего вещества. При обработке небольшим количеством воды в атмосфере влажного воздуха оксихлорид ванади  VOCI3, гидролизу сь, покрываетс  красными хлопь ми п тиокиси ванади .

Недостатками известного способа получени  п тиокиси ванади  путем разложени  соединений ванади   вл ютс  многостадийность, применение высоких температур, дополнительных химических реактивов и трудность автоматизации процессов .

При электролизе водных растворов ва- надатов, имеющих рН 8- 12, основной электродной реакцией на аноде  вл етс  разр д ионов ОН по уравнению реакции

2Н20 + Оа.(1)

По мере уменьшени  щелочности раствора происходит разр д молекул hteO:

2Н20-4е 4Н+ + 02.(2)

Подкисление анолита вызывает образование неустойчивых ванадиевых кислот, которые распадаютс  на оксид ванади  и воду:

2V03 2Н+ V20s + Н20;(3)

2V043 + 6Н+ V20s + 3H20.

(4)

В области высоких плотностей тока, соответствующих высоким потенциалам (,ОВ), параллельно реакци м (1) и (2) происходит окисление ванадат-ионов по уравнени м реакций:

2 V05 - 2 е V2 05 + -4- 02 : (5)

2 V04 - 6 е V2 05 +

JL

2

02 ; (6)

Низкий выход п тиокиси ванади  при плотности тока меньше 0,1 А/см2 св зан с тем, что выдел ющийс  оксид ванади  VaOs частично накапливаетс  на поверхности анода, затрудн ет дальнейшее его образование , скорость процесса падает, выход по

току уменьшаетс . Этот результат приводит к нецелевому затрату электроэнергии.

Кроме того, при низких плотност х тока реакции (5) и (6) не протекают, что также

вызывает уменьшение выхода по току п тиокиси ванади .

При плотност х тока выше 1.0 А/см2 образующа с  п тиокись ванади  не успевает полностью удалитьс  от поверхности

анода. Она блокирует поверхность и тем самым затрудн ет дальнейшее его образование , скорость процесса падает, выход по току уменьшаетс . Возникающа  концентрационна  пол ризаци  приводит к нецелевому затрату электроэнергии.

Предлагаемый способ получени  оксида ванади  V20s имеет р д технико-экономических преимуществ по сравнению с известными. Способ получени  оксида ванади  прост в осуществлении, исключает многостадийность, легко управл ем.

Предлагаемый способ позвол ет полностью автоматизировать процесс выделени  оксида ванади  из растворов ванадатов путем регулировани  тока. По сравнению с известными предлагаемый способ не требует применени  высоких температур, дополнительных химических реактивов, поэтому он менее энерго- и материалоемок.

Испытани  предлагаемого способа получени  оксида ванади  показали высокую степень чистоты конечного продукта при бо- лее полном использовании исходного сырь .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  оксида ванади  (V) путем обработки соединени  п тивалентного ванади , отличающийс  тем, что, с

   целью упрощени  способа, в качестве соединений п тивалентного ванади  используют раствор метаванадата или ортованадата натри  или кальци  концентрацией 50 - 200 г/л и обработку ведут электрохимически в

   5 анодной камере диафрагменного электролизера при плотности тока 0,1-1,0 А/см2.