Шакимова, А. М.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

 Секция 5.  Химическая технология редких элементов455• проведение расчета материального баланса процесса выщелачивания для определения расхода выщелачивающего агента;• определение оптимальных условий для проведения процесса;• исследование составов, полученных после выщелачивания образцов.В качестве выщелачивающего агента была выбрана серная кислота, что было обусловлено химическими свойствами извлекаемого элемен-та [2]. При проведении расчета материального баланса был определен коэффициент расхода кислоты относительно перерабатываемого сы-рья.Процесс выщелачивания проводили в аги-таторе при различных условиях: изменением pH в интервале 0–12, различной скорости пере-мешивания и температуре. Стоит отметить, что независимо от подобранных условий, в системе оставалась непрореагировавшая часть шлака в виде осадка, которая отделялась от раствора фильтрованием, просушивалась и идентифици-ровалась проведением рентгенофазового анали-за.Полученные рентгенограммы указывали на наличие в осадке кремния и хрома, соотноше-ние которых в пересчете на оксиды составило 2 : 3 соответственно. Однако, наличие у раствора зеленого цвета указывало на наличие ионов Cr3+ в жидкой части.На данный момент исследование в данной области не завершено. Однако, в ходе выполне-ния работы, были получены следующие проме-жуточные результаты:• проведен расчет материального баланса процесса выщелачивания для определения расхода выщелачивающего агента;• определены оптимальные условия для про-ведения процесса;• исследованы составы полученных после выщелачивания образцов.Дальнейшее исследование будет направле-но на получение концентрата с повышенным со-держанием хрома.Список литературы1.	 Неорганические	соединения	хрома:	Справоч-ник	/	Сост.:	Рябин	В.А.,	Киреева	М.В.,	Берг	М.А.	и	др.–	Л.:	Химия,	1981.–	208	с.2.	 Неорганическая	химия:	в	3	т.	/	под	ред.	Ю.Д.	Третьякова.–	Т.3:	Химия	переходных	элемен-тов.–	Кн.2:	учебник	для	студ.	высш.	учеб.	за-ведений	/	[А.А.	Дроздов,	В.П.	Зломанов,	Г.Н.	Мазо,	Ф.М.	Спиридонов].–	М.:	Издательский	центр	«Академия»,	2007.–	400	с.ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАЛЛАДИЯ С ТЕТРАФТОРБРОМАТОМ КАЛИЯ А.М. ШакимоваНаучный руководитель – к.х.н., доцент Р.В. ОствальдНациональный исследовательский Томский политехнический университет 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30, ams29@tpu.ruВ последнее время во всем в мире и в Рос-сии, в частности, быстрыми темпами растет про-изводство электроники различного назначения, следовательно, растет и объем выработанной электроники [1]. Подобные отходы пригодны для переработки с целью извлечения не только железа и меди, но и благородных и редкоземель-ных металлов. Традиционные методы извлечения благо-родных металлов имеют ряд недостатков. В качестве альтернативы можно использовать фториды галогенов или их соединения с щелоч-ными и щелочноземельными металлами, обе-спечивающие минимальное количество стадий и полноту окисления. Наиболее широкое рас-пространение получил тетрафторбромат калия.В данной работе было исследовано окисле-ние палладия тетрафторброматом калия в откры-той системе термогравиметрическим методом с совмещенной калориметрией на анализаторе SDT Q600 (TA Instruments, США).Подготовка образца проводилась в сухом герметичном боксе в атмосфере осушенного аргона. Соотношение реагентов выбиралось со-гласно стехиометрии реакции (Me : 2KBrF4 М), что составило 0,007 г и 0,026 г, соответственно. Смесь нагревалась от 20 до 500 °С со скоростью нагрева 10 градусов в минуту в потоке аргона. XXI Международная конференция «Химия и химическая технология в XXI веке»456При данной температуре палладий должен переходить в гексафторопалладат калия по реак-ции [2]:Pd + 2KBrF4 → K2PdF6 + 2BrF.Результаты термогравиметрического ана-лиза смеси палладия и тетрафторбромата калия представлены на рисунке 1.На кривой изменения теплового потока (си-няя кривая) отражены три эндотермических и два экзотермических эффекта. Первые два эндо-термических эффекта, наблюдаемые при темпе-ратурах 62,8 и 101 °С, можно отнести к процессу удаления газообразных продуктов из пор фтор-бромата, в том числе брома и трифторида брома.Экзотермические эффекты, наблюдаемые при 201,5 и 314 °С, указывают на многостадий-ность процесса фторирования и образование со-единений палладия с промежуточными степеня-ми окисления (участок DE на кривой изменения массы соответствует образованию KPdF3, уча-сток EF – K2PdF5, участок FG – KPdF6).Основной экзотермический эффект на-блюдается при температуре 201,5 °С (макси-мум пика), он соответствует началу процесса фторирования палладия, что подтверждается уменьшением массы образца. Последний эндо-термический эффект с температурой 410,2 °С предположительно относится к разложению остаточных количеств тетрафторбромата калия. Масса полученного продукта по термо-грамме составляет 0,02011 г, что соответствует стехиометрически рассчитанной массе K2PdF6 (0,02021 г). В ходе проведенных исследований было определено, что процесс фторирования пал-ладия в открытой системе при 500 °С является многостадийным и в промежуточных продуктах палладий проявляет степень окисления 2+ и 3+. Процесс фторирования начинается при темпе-ратуре 187,9 °С, заканчивается при 335 °С. Сум-марный тепловой эффект многостадийной реак-ции составил 433,31 Дж/г. Также было доказано, что тетрафторбро-мат калия обладает достаточной окислительной способностью для перевода металлического палладия в четырехвалентное состояние при температуре ниже температуры разложения и образования трифторида брома.Список литературы1. Baldé C.P., Forti V., Gray V., Kuehr R., Steg-mann	 P.	 The	 Global	 E-waste	 Monitor	 2017.–	Tokyo:	UNU	Press,	2017.–	116	p.2.	 Ivlev	 S.I.,	Malin	A.V.,	 Karttunen	A.J.,	Ostvald	R.V.,	Kraus	F.	//	Journal	of	Fluorine	Chemistry,	2019.– V.218.– P.11–20.Рис. 1.		Термограмма	взаимодействия	Pd	с	KBrF4	(соотношение	1	:	2	М)

Термогравиметрический анализ взаимодействия палладия с тетрафторброматом калия

http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/63466/1/conference_tpu-2020-C27_p455-456.pdf

Термогравиметрический анализ взаимодействия палладия с тетрафторброматом калия

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University