CC BY
17ния тока пика потенциала, что подтверждает наличие перенапряжения кристаллизации. Зависимость величины ДЕКр от плотности тока спрямляется в координатах 1/ДЕкр,1§|* 41*0 согласуется с высказанным выше положением о протекании процесса образования зародышей сплава и их растворения по двумерному механизму.
ЛИТЕРАТУРА
1. Эль-Шейх Ф.М. и др. Гальванотехника и обработка поверхности 2(ИМ. Ле 4, С. 14-23.
Кафедра технологии >лсктрохимнчсскмх производств
2. Харламов в. И. и л р. Электрохимия. 2001. Т. 37 Л"? 7. С
по-ш.
3 Агуф М.И., Карбасов Б.Г., Тихонов К.И. Элеюрохи-
мня. 1096. Т. 32. К« 6. С 778-780. 4. ,1вук У.О.» 0е«р1с А.И, 81еуап<м>к .1.3. ЕксггосЫгтнса
аш. 1989. Уо1. 34. N 8. Р. 1093-1102.
5. Подборное Н. В.» Захаров М. С. Защита металлов. 1992.
УДК 541.135.3
А.В.Проиенко*, Б.С.Медведев**
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВА НАТРИЙ-КАЛЬЦИЙ т РАСПЛАВА НИТРАТОВ
НАТРИЯ И КАЛЬЦИЯ
(* Государственный технический университет, Днепродзержинск (Украина) **Ростовский государственный университет (Россия))
Исследованы тшожности получения двойного сплава натрий-кальций изучены механиъч электродных процессов и состав анодных голов на анодах из разного материала при электролизе расплавленной смеси нитратов.
Потребность в кальции и его сплавах в связи с их использованием в различных отраслях промышленности постоянно растёт. Они применяются не только как восстановители в металлургии при получении циркония, гафния, ванадия и других металлов, но и как легирующие компоненты сплавов цветных металлов, рас кислите л ей стали и в других целях.
В работе [1] показана возможность элек-гроосаждения литий-кальциевого сплава из расплавов нитратов. Известно [2, 3], что нагрий-кальциевые сплавы являются более эффективными восстановителями, чем натрий и кальций в отдельности. Благодаря меньшей коррозии иагрие-
кальциевые сплавы получают энергоемким спосо-
бом ( при высоких температурах 600-700°С ), либо электролизом расплава хлоридов натрия и кальция [2], либо непосредственным сплавлением металлов в среде аргона [4]. Из-за плохой растворимости кальция в натрии и в первом и во втором случаях получаемые сплавы содержат небольшое количество 2-6 масс.% кальция [2-4]. Однако более эффективными восстановителями в металлургии являются натрий-кальциевые сплавы с более высоким содержанием кальция. Поэтому совершенствование технологии получения натрий-кальциевых сплавов имеет актуальное значение.
Целью работы было изучение возможности соосаждения натрия с кальцием при электролизе расплавов смеси нитритов натрия и кальция, более легкоплавкой, чем хдоридные электролиты, исследование факторов, влияющих на электроосаждение данного сплава и определение состава анодных газов. Сведений об электрохимическом получении натрий-кальциевых сплавов из расплава ни гратов в литературе нет. Для электролиза
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49 ими 9
были использованы низкоплавкие нитратные смеси : 44-47 масс.% нитрата кальция и 53-56 масс.% нитрата натрия. Эти составы электролитов были выявлены нами при изучении диаграммы плавко» сти бинарной системы нитрат кальция - нитрат натриз, которые образуют эвтектику с температурой плавления 232°С [5].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исходными веществам и служили нитраты кальция, натрия и калия марки ч.д.а., тщательно обезвоженные в вакууме 102 мм рт. ст. при постепенном нагревании до 160°С в течение нескольких часов. В качестве рабочего электролита были выбраны вышеотмеченные смеси нитратов кальция и натрия. Методика проведения электролиза подробно описана ранее [6 ]. Температуру при
электролизе поддерживали на 10 ...... 20 °С выше
температуры плавления эвтектики и измеряли как описано в работе [1 ]. Состав анодных продуктов электролиза расплава нитратов на платиновом и графитовом анодах определяли по известной методике [7 ],Знание состава анодных газов важно для выбора способа их утилизации, а также для выбора материала электролизёра и электродов. Сплав, предварительно очищенным от включений нитратов растворением их в диметилформамиде, растворяли в воде и анализировали на содержание кальция и натрия на атомно-абсорбционном спектрометре "Сатурн".
Как было установлено, при электролизе ( катодная плотность тока 0,3 - !.0 А/см2) на катоде выделялся сплав натрий - кальций в виде кристаллов, плотно пристающих к катоду, с выходом по гоку 85-88%. Сплав содержал (масс.%) : кальция 38 -40 и натрия 60 - 62. Изучением анодного процесса подтвердили [ 8 ] состав продуктов ре-акции на платиновом аноде, основными компонентами которых являются оксид азота { IV ) и кислород. На графитовом аноде помимо оксида азота ( IV } и кислорода за счёт побочных реакций - взаимодействия материала анода с анодными газами образуется также оксид азота ( К ) и оксид углерода ( IV ). Термодинамические расчёты энергии Г'иббса, проведённые по методике [ 9 ], подтвердили возможность образования побочных
анодных продуктов при использовании графитового анода.
Полученные в лабораторных условиях результаты позволили сделать заключение о воз-можности получения сплава натрии-кальции из в ы ш е п р и в е д ё н н о го расплава нитратов. Низкая рабочая температура, более чем в 2,5-3 раза ниже существующей в промышленности, коррозионная устойчивость металлического электролизёра к расплаву нитратов, обладающих термодинамической устойчивостью, хорошей электрической проводимостью и небольшой вязкостью способствуют уменьшению энергозатрат, а также возможности утилизации анодных газов [ 10 ], в отличие от хлора, выделяющегося при использовании хло-ридных электролитов, могут представить интерес для технолог ии получения сплава натрнй-калышй. Такой сплав обладает высокой восстановительной
ставляющей в присутствии кальция, исключает использование более дорогих чистых натрия и кальция и может найти применение в металлургии и при разработке среднетемпературных химических источников тока в качестве активной массы на основе расплавленных электролитов.
Л ИТEPA I УРА
1. Проненко A.B., Кирюха A.C. // ЖПХ. 1980, Г. 53 № 9. С. 213Ü-2131.
2. Алабышев А.Ф. н л р. Натрий и калий. Л.: Госхимизднт. ] 959. 391 с.
3. Ситтмнг М. Натрий, его прон толст во. свойства и применение М. Госагоми мат. 1961. 440 с.
4. Ролякин 8.В. Кальций, ею соединен и» и сшглвы М.: Металлургия. 196?. 186 с.
5. Проненко A.B., Кнрюжа А.СЛ ЖНХ. НШ. 1, 32 . Ш. С. I«94 - 1095.
6. Проиенко A.B., Ткалемко Д.А., Медведев Б.С./ОКПХ. 1985. Т. 68 №2. С. 324-325
7. Крашен никое С.А. Технический анализ и контроле н производстве неорганических веществ. М.: Высшая штпа. 1968. 407 с.
8 Проиенко A.B., Кирюха A.C., Поиркони И.Ф. //ЖПХ. 1985 Т. 58. №7.С. 1637 - 163*
9. Еремин E.H. Основы химической термодинамики М/ Высшая шкода. 1974. 341 с.
10. Проиенко A.B., Ткал емко Д.А., Кмрюха A.C. //ЖПХ, >992. Т. 65. №6. С 1159.
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006 том 49 вып. 9
