Спосіб одержання електролітичних порошків металів

 

Винахід відноситься до порошкової металургії, способів одержання електролітичних порошків металів і може знайти застосування у виробництві каталізаторів, порошкової металургії, гальванопластики, електроніці.

Відомий спосіб (Патент РФ №2420613, С25С 5/02, 2010), де порошок отримують електролізом водного розчину солі металу з концентрацією 30-70 г/л при щільності струму 20-40 А/дм2.

Недостатню продуктивність даного способу обмежують невисока щільність струму (20-40 А/дм2) і низька концентрація солі металу (30-70 г/л).

Відомий спосіб (Патент РФ №2469111, С22В 7/00, 2012), взятий за прототип, в якому одержання мідних порошків проводять електролізом розчину, що містить 20-30 г/л [Си(NН3)4]Сl2і 50 г/л NaC1, при щільності струму 20-50 А/дм2.

Недоліком даного способу є недостатня продуктивність, складова 0,14 кг/(А·м2·год), мідного порошку. Причина недостатньої продуктивності - невисока щільність струму (20-50 А/дм2) і низька концентрація солі металу (20-30 г/л).

Технічною задачею заявляється способу є підвищення продуктивності процесу одержання електролітичних порошків металів за рахунок збільшено�і металу аж до насичення.

Рішення технічної задачі досягається тим, що в способі одержання електролітичних порошків металів, що включає катодне відновлення іонів металу з водного розчину солі металу в електролізері з обертовим катодом і з анодом відповідного металу або з нерозчинним анодом, процес ведуть з використанням катода, виконаного у вигляді стрижня з частково (90-99%) ізольованою поверхнею, при щільності струму від 100 А/дм2і вище до виникнення електролітної плазми і концентрації солі металу понад 100 г/л аж до насичення.

Підвищення продуктивності забезпечується збільшенням швидкості електрохімічної реакції. При цьому катод в цілому, виконаний у вигляді мідного стрижня, забезпечує підведення струму і відведення тепла від робочих ділянок поверхні, неминуче виділяється при протіканні струмів значної величини. Обертання катода забезпечує відрив утворюється порошку металу від поверхні катода, тобто запобігання збільшення поверхні катода і зниження щільності струму.

Застосування винаходу ілюструється такими прикладами.

Приклад №1

У електролізер ємністю 2 літри, заповнений насиченим розчином мідного купором і довжиною 100 мм, частина поверхні катода (95%) покривають діелектричним гальваностойким лаком, залишаючи 30 неізольованих ділянок по 0,5 мм2загальною площею 15 мм2. Катод встановлюють на відстані 10 мм від анода і обертають зі швидкістю 500 об/хв. На електролізер подають напругу 20 В від джерела живлення постійного струму. Після пропускання струму 6 А (щільність струму 4000 А/дм2) протягом 1 години отриманий мідний порошок витягують з електролізера і промивають у дистильованій воді, а потім в ацетоні і висушують. Маса отриманого порошку становить 6,9 р. Вихід за струмом становить 96%. Таким чином продуктивність процесу отримання порошку міді за пропонованим способом становить 76 кг/(А·м2·год). Отриманий порошок просівають через сито з вічком 71 мкм. Насипна маса порошку становить 0,9 г/мл Питома електропровідність порошку, при незначному ущільненні його у вимірювальній комірці дорівнює 2,5 Ом "див. Властивості отриманого порошку свідчать про його високу якість.

Приклад №2

У електролізер, заповнений 2-ма літрами електроліту, що містить 350 г/л сульфату нікелю і 50 г/л хлориду амонію, поміщають анод з нікелевої фольги площею 2 дм2. Катод виготовляють з ст�я епоксидної смоли поверхню катода шліфується до появи гребеня різьби. В результаті отримують на поверхні катода неізольовану спіральну лінію шириною 0,2 мм. Площа робочої поверхні при цьому становить 300 мм2. Катод опускають у електролізер на відстані 20 мм від анода на глибину 50 мм і обертають зі швидкістю 750 об/хв. Через електролізер пропускають струм 3 А протягом однієї години. Отримують 3,1 г порошку нікелю з виходом по струму 94%. Щільність струму в цьому випадку складає 100 А/дм2.

Приклад №3

Катод виготовляють з прикладу 2 та додатково уздовж осі стрижня на поверхні роблять канавки з кроком 1 мм На поверхні стрижня утворюються виступи пірамідальної форми. Далі, як у прикладі 2, ізолюють і шліфують поверхню до отримання неізольованих вершин виступів. Загальна площа робочої неізольованої частини катода становить 10 мм2. Катод обертають в електролізері, заповненому розчином мідного купоросу з концентрацією 100 г/л, зі швидкістю 1000 об/хв. Через електролізер пропускають струм 10 А протягом 1 години. Щільність струму складає 10000 А/дм2. Отриманий порошок міді масою 10,5 м, з виходом за струмом 87%, просівають через сито з розміром вічка 50 мкм. Насипна щільність порошку становить 0,65 г/мл, питомий електричний опір - 2,5 ї спосіб одержання електролітичних порошків металів дозволяє значно (в 500-600 разів) збільшити продуктивність процесу при високому виході за струмом і високій якості порошку.

Крім того, винахід дозволяє знизити витрати на виробництво порошків металів за рахунок зниження витрати електроенергії, зниження металоємності обладнання і спрощення технології. З'являються додаткові можливості регулювання процесу і властивостей одержуваних порошків за рахунок розширення технологічних режимів.

Спосіб отримання електролітичного порошку металу, що включає катодне відновлення іонів металу з водного розчину солі металу в електролізері з обертовим катодом, виконаним у вигляді стрижня з частково (90-99%) ізольованою поверхнею, і анодом з відповідного металу або нерозчинним анодом при щільності струму від 100 А/дм2і вище до виникнення електролітичної плазми і концентрації солі металу понад 100 г/л аж до насичення.



 

Схожі патенти:

Спосіб отримання металевого порошку

Винахід відноситься до електролітичного отримання дрібнодисперсних металевих порошків. Проводять електроосадження металу на підкладку з електропровідного матеріалу, индиферентного по відношенню до осаждаемому матеріалу і володіє низькою теплопровідністю. Відокремлюють утворилися мікро - і нанокристали від підкладки. В процесі осадження металу блокують зростання низкоэнергетичних граней мікро - та нанокристалів та ініціюють зростання граней з іншого кристалографічною орієнтацією шляхом додавання в електроліт броміду амонію NH4Br у кількості 0,1...0,3 г/л в потенциостатическом режимі при перенапруженні на катоді 80...200 мВ або в гальваностатическом режимі при щільності струму 0,01...0,1 А/дм2. Забезпечується отримання дрібнодисперсного металевого порошку з розвиненою питомою поверхнею. 2 іл., 1 пр.
Винахід відноситься до області гідрометалургії рідкісних елементів, а саме до способів глибокого очищення вісмуту від Ag, Te, Po при використанні солянокислих розчинів. Спосіб очищення вісмуту включає електрорафінування вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту з отриманням вісмутовій губки. Потім ведуть плавлення отриманої вісмутовій губки і барботирование розплаву інертним газом. При цьому перед электрорафинированием солянокислий розчин вісмуту приводять у контакт з дрібнозернистою вісмутовій губкою, отриманої шляхом электрорафинирования вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту, що містить додатково поверхнево-активна речовина. В якості поверхнево-активної речовини використовують технічну суміш оксіетилірованих алкилфенолов з торговим назвою «Неонол марки АФ 9-6 в концентрації 0,01-0,1 мас.%. Технічним результатом є отримання високочистого вісмуту з пониженим вмістом Ag, Te, Po. 1 табл., 1 пр.
Винахід відноситься до способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю. Спосіб отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю включає електроліз в 17 М розчині гідроксиду натрію на змінному синусоїдальній струмі частотою 20 Гц з нікелевими електродами. При цьому процес електролізу проводять при температурі 20-30°C і напрузі на електродах 4 Ст. Технічним результатом даного винаходу є розробка способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю, придатного для використання в процесі каталітичного отримання нановуглецевих матеріалів піролізом вуглеводневої сировини при зменшенні витрат на обігрів клітинки і спрощення її конструкції. 3 пр.

Катод електролізера для одержання металевих порошків

Винахід відноситься до порошкової металургії, пристроїв для одержання металевих порошків електролізом, а саме до катода електролізера, який може бути використаний у виробництві композиційних матеріалів, наприклад паст, лаків, фарб, клеїв, компаундів з електро - і теплопровідними властивостями
Винахід відноситься до способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю з нікелевих електродів

Спосіб одержання електролітичних порошків металів

Винахід відноситься до способу одержання електролітичних порошків металів електролізом з водного розчину, що містить сіль відповідного металу і буферні добавки

Спосіб отримання металевого порошку

Винахід відноситься до електролітичного отримання дрібнодисперсних металевих порошків, які можуть бути використані в якості каталізаторів або фільтруючих матеріалів
Винахід відноситься до отримання наночастинок міді, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії
Винахід відноситься до отримання наночастинок металів, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії, біотехнології, наноелектроніці
Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема одержання електролітичних порошків

Спосіб отримання нанодисперсних порошків і пристрій для його реалізації

Група винаходів відноситься до отримання нанодисперсного порошку оксиду алюмінію. Спосіб включає подачу в передкамеру порошкоподібного алюмінію і первинного активного газу, їх змішування, займання металлогазовой суміші в предкамере із забезпеченням перекладу алюмінію в газову фазу за рахунок ланцюгової екзотермічної реакції, подачу утворилася суміші в основну камеру згоряння з допалюванням металу в газовій фазі при подачі вторинного активного газу - повітря і утворенням конденсованих продуктів згоряння. Стінки передкамери охолоджують і запобігають налипанню на них конденсованої фази шляхом подачі в передкамеру хімічно нейтрального по відношенню до алюмінію газу. В основну камеру згоряння для охолодження подають дистильовану воду. Отримані конденсовані продукти згоряння спільно з дистильованою водою подають в пристрій відбору, потім охолоджують утворену суспензію конденсованих продуктів згоряння з виділенням з неї нанодисперсного порошку оксиду алюмінію. Частина суспензії після додаткового охолодження повертають у згадане пристрій відбору. Запропоновано також пристрій для здійснення зазначеного способу. ОбеспечиваЂва. 2 н. і 3 з.п. ф-ли, 1 іл.

Спосіб отримання порошків нітриду урану

Винахід відноситься до порошкової металургії і може бути використане для одержання вихідної сировини для виготовлення нитридного ядерного палива. Спосіб одержання порошку нітриду урану включає нагрівання металевого урану, який здійснюють у вакуумованій реакційної ємності при залишковому тиску 10-1÷10-2 мм рт. ст. і температурі 250÷300°с, З подальшим напуском водню до тиску 750÷800 мм рт.ст. Гідрування урану проводять протягом часу, який визначають за заданою формулою. Реакційну ємність з отриманим порошком гідриду урану піддають повторному вакуумування при температурі, що не перевищує 220°С, до досягнення залишкового тиску в реакційній ємності 10-1÷10-2 мм рт.ст. Азотування отриманого порошку гідриду урану здійснюють в протоці азоту при температурі 250÷300°С, при цьому регулюють тиск в реакційній ємності від 1 до 800 мм рт.ст. в залежності від зміни площі реакційної поверхні порошку гідриду урану. Забезпечується збільшення дисперсності порошків нітриду урану і зниження тривалості процесу їх отримання. 1 з.п. ф-ли, 1 табл., 1 пр.
Винахід відноситься до виробництва нітриду галію і може бути використане в електронної, аерокосмічної, твердосплавної, хімічній галузях промисловості для отримання нітриду високого ступеня чистоти, що застосовується для виготовлення виробів, що володіють високими люмінесцентними властивостями, хімічної і радіаційної стійкість, термостійкість, стійкість в агресивних середовищах, стабільністю фізичних властивостей в широких температурних діапазонах. Спосіб одержання порошку нітриду галію включає приготування екзотермічної суміші, що складається з азотіруемого елемента - галію, неорганічного азид - азид натрію і галоидной солі - фториду амонію або хлориду амонію, і займання суміші в середовищі азоту під тиском, при цьому отриманий порошок використовують для приготування екзотермічної суміші з азидом натрію і галоидной сіллю, проводять чотириразовий синтез, кожен раз готуючи экзотермическую суміш з отриманого на попередній стадії порошку з азидом натрію і галоидной сіллю. Винахід забезпечує вихід кінцевого продукту близько 100%. 1 табл., 2 пр.

Спосіб отримання нанорозмірного порошку железоиттриевого граната

Винахід відноситься до отримання порошків для мікрохвильової техніки і магнитооптики. Спосіб отримання нанорозмірного порошку залізо-иттриевого граната включає приготування водного розчину солей ітрію (III) і водного розчину солей заліза (III). Спочатку реагент-осадитель, в якості якого використовують сильноосновний гелевий аніоніт АВ-17-8 в гидроксидной формі, приводять у контакт з розчином солей ітрію (III) при кімнатній температурі протягом 60 хв, потім додають розчин солей заліза (III). З отриманого розчину осаджують продукт-прекурсор, відокремлюють його від розчину, промивають водою, сушать і обпалюють при температурі не менше 700°C. Іонообмінний спосіб забезпечує отримання нанорозмірного порошку залізо-иттриевого граната, не містить катіонів осаджувача, без застосування агресивних середовищ, високих температур і тисків. 4 іл., 3 пр.
Винахід відноситься до галузі неорганічної хімії, а саме до отримання порошків, які можуть застосовуватися в лазерній техніці і оптичному приладобудуванні. Спосіб отримання порошків фторсульфидов рідкісноземельних елементів (РЗЕ) включає приготування шихти і подальшу її термічну обробку. Готують шихту з порошку полуторних сульфідів рідкоземельних елементів з розмірами частинок від 1 до 30 мкм і порошку трифторидами рідкоземельних елементів з розмірами частинок 10-70 нм при мольному співвідношенні 1:1. Термічну обробку шихти проводять при температурі 650-800°C протягом 20-30 хвилин в атмосфері аргону, сульфидирующих газів - H2S+CS2 і фторирующих газів - C2F4, CF4, отриманих при піролізі тефлону. Забезпечується отримання фазово-однорідних порошків фторсульфидов РЗЕ. 2 пр.

Спосіб отримання нанодисперсного порошку карбіду вольфраму (варіанти)

Винахід відноситься до галузі порошкової металургії. Нанодисперсні порошки можуть бути використані для виготовлення інструментів, близьких по твердості і зносостійкості до інструментів на основі алмазу. Спосіб (варіант 1) дозволяє отримати нанодисперсний порошок карбіду вольфраму. Суміш вольфрамової кислоти H2WO4 або паравольфрамата амонію (NH4)10W12O42·nH2O та гліцерину С3Н8О3, взятих у стехіометричному співвідношенні, нагрівають. Отриманий прекурсор прожарюють в атмосфері інертного газу при температурі 1100-1050°с З витримкою протягом 1-2 ч. Спосіб (варіант 2) дозволяє отримати нанодисперсний порошок цементованого карбіду вольфраму складу WC-nCo(Ni), де n - 5-10 мас.% від загального. Суміш вольфрамової кислоти H2WO4 або паравольфрамата амонію (NH)10W12O42·nH2O, форміату кобальту Со(НСОО)2·2H2O або форміату нікелю Ni(НСОО)2·2Н2О і гліцерину С3Н8О3, взятих у стехіометричному співвідношенні, нагрівають. Отриманий прекурсор прожарюють в атмосфері інертного газу при температурі 1000-1050°с З витримкою протягом 1-2 ч. Винахід забезпечує просте і надійне отримання нанодисперсного порошку карбіду вольфраму. 2 н.п. ф-ли, 5 іл., 4 пр.

Композиційний нанопорошок та спосіб його одержання

Винахід відноситься до хімічної промисловості і може бути використано для отримання нанопорошків плазмохимическим методом. Композиційний нанопорошок включає частинки, що складаються з ядра, що складається з шарів карбонітріда титану і нітриду титану, і оболонки, що складається з шару нікелю, при наступному співвідношенні шарів ядра і оболонки, мас.%: TiCxNy, де 0,28≤x≤0,70; 0,27≤y≤0,63; - 24-66; TiN0,6 - 30-67; Ni - 4-9. Спосіб включає подачу прекурсора, що містить нікелід титану і карбід титану, в камеру випарника-реактора, обробку в потоці азотної плазми при швидкості потоку плазми 60-100 м/с і при швидкості подачі прекурсора 100-140 г/годину, подальше охолодження в потоці азоту і уловлювання продукту випаровування на поверхні фільтра. Прекурсор містить зазначені компоненти при наступному співвідношенні TiNi:TiC=25-50:50-75. Виходить нанокомпозиционний порошок, що забезпечує отримання твердих сплавів більш високої твердості. 2 н.п. ф-ли, 3 іл., 2 пр.

Спосіб отримання нанопорошка карбіду кремнію

Винахід відноситься до галузі порошкової металургії, зокрема до технології отримання нанопорошка карбіду кремнію. Може застосовуватися для виготовлення абразивних і ріжучих матеріалів, конструкційної кераміки та кристалів для мікроелектроніки, каталізаторів і захисних покриттів. Вихідну суміш порошків кремнію і вуглецю при молярному відношенні реагентів, рівному 1, піддають активному змішування у високошвидкісний планетарно-кульовий млині протягом 10-15 хвилин в атмосфері інертного газу при тиску 1-5 атм. Відношення маси куль до маси вихідної суміші в високошвидкісний планетарно-кульовий млині становить (40-5):1, діаметр куль дорівнює 2-8 мм, частота обертання барабанів млини дорівнює 1800-2500 об/хв. Отриману в млині суміш композиційних наночастинок кремнію і вуглецю поміщають у середовище інертного газу при тиску 5-20 атм і температурі 300 К і ініціюють реакцію отримання нанопорошка карбіду кремнію в режимі високотемпературного синтезу. Забезпечується отримання порошку високої фазової чистоти. 3 з.п. ф-ли, 1 табл.

Спосіб отримання нанорозмірного порошку кобальту

Винахід відноситься до порошкової металургії
Up!