RU2283371C1 - Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов - Google Patents
Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2283371C1 RU2283371C1 RU2005103364/02A RU2005103364A RU2283371C1 RU 2283371 C1 RU2283371 C1 RU 2283371C1 RU 2005103364/02 A RU2005103364/02 A RU 2005103364/02A RU 2005103364 A RU2005103364 A RU 2005103364A RU 2283371 C1 RU2283371 C1 RU 2283371C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alkaline
- alkali
- solution
- electrolysis
- cathode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 27
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- -1 alkaline earth metal carbonate Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 22
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012457 nonaqueous media Substances 0.000 description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FOSCDBCOYQJHPN-UHFFFAOYSA-M Cl[Mg] Chemical compound Cl[Mg] FOSCDBCOYQJHPN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001615 alkaline earth metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения щелочных и щелочноземельных металлов. Способ включает электролиз растворов солей в органическом растворителе с использованием водного раствора гетерополикислоты 2-18 ряда. После восстановления кислоту нейтрализуют карбонатом или гидроксидом щелочного или щелочно-земельного металла, затем обезвоживают, выпаривают, растворяют и проводят электролиз при определенных условиях, обеспечивается существенное снижение энергозатрат.
Description
Изобретение относится к способу получения щелочных и щелочно-земельных металлов в органических растворах путем электролиза.
Изобретение может быть использовано для получения щелочных и щелочно-земельных металлов энергетически выгодным методом.
Известен способ [заявка на изобретение №99105639/02 от 22.03.1999 «Способ получения магния и хлора и поточная линия для его осуществления»]. Способ получения магния и хлора путем электролиза магния в расплаве хлоридов включает приготовление электролита из хлормагниевого сырья или его смеси с хлоридами щелочных и щелочно-земельных металлов в электролизерах, соединенных с помощью транспортных каналов в замкнутый гидродинамический контур - поточную линию, в которой осуществляют принудительное движение электролита с магнием, накапливание магния в разделительном агрегате, периодическое удаление магния и удаление отработанного электролита из разделительного агрегата, в котором хлормагниевое сырье и/или его смесь с хлоридами щелочных и щелочно-земельных металлов загружают в электролизеры в твердом виде и поддерживают содержание MgCl2 в электролите в интервале 7-11%, при этом за счет изменения величины загрузки в 30-50% электролизеров, размещенных после разделительного агрегата по ходу движения электролита, содержание MgCl2 увеличивают от минимального до максимального значения, а в 30-50% электролизеров, размещенных перед разделительным агрегатом, содержание MgCl2 снижают от максимального до минимального значения.
Несмотря на то, что достоинством данного способа является усовершенствованный метод получения хлора, он достаточно трудоемок, так как включает в себя большое количество технологических операций и сопровождается большими энергетическими затратами, связанными с поддержанием высокой температуры расплава, а также затратой электрической энергии на электролиз самого расплава.
Известен способ [патент №2037543, опубл. 19.06.1995 «Способ получения металлов и сплавов»]. Сущность способа заключается в растворении окислов в расплаве галогенидов щелочных и/или щелочно-земельных металлов и жидкофазное восстановление окислов из раствора их в расплаве-растворителе. Восстановление осуществляют твердым углеродом при температуре, соответствующей энергии образования окисла. После восстановления окислов расплав-растворитель отделяют от металла и повторно используют для растворения исходного продукта, при этом на электролиз самого расплава энергия не расходуется. Однако из-за необходимости поддержания температуры окисления твердого углерода энергетические затраты также велики.
Данный способ имеет большие энергетические затраты, как и способ 1, связанные с поддержанием высокой температуры расплава и поддержанием температуры окисления твердого углерода.
Достоинством данного способа является то, что на электролиз самого расплава энергия не расходуется.
Известен способ получения кальция в промышленности, который заключается в электролизе расплава CaCl2 (75-85%)+KCl [«Химическая энциклопедия», издательство «Советская энциклопедия». М., 1990 г., том 2, стр.579]. Необходимый для электролиза чистый безводный CaCl2 производят хлорированием СаО при нагревании в присутствии угля или обезвоживанием CaCl2×6Н2О, полученного действием соляной кислоты на известняк. По мере выделения кальция в электролит добавляют CaCl2. Электролиз ведут с графитовым анодом, катодом служит жидкий сплав Са (62-65%)+Cu. Содержание кальция в сплаве постоянно возрастает. Часть обогащенного сплава периодически извлекают и добавляют сплав, обедненный кальцием (30-35% Са). Температура процесса 680-720°С, при более низкой температуре обогащенный кальцием сплав всплывает на поверхность электролита, а при более высокой происходит растворение кальция в электролите с образованием CaCl2. На 1 кг Са расходуется энергия 40-50 кВт/ч. Из сплава Са+Cu кальций отгоняют в вакуумной реторте при 1000-1080°С и остаточном давлении 13-20 кПа. Для получения высокочистого кальция его перегоняют дважды.
Достоинством данного способа является возможность получения высокочистого металлического кальция, однако он является трудоемким и требует больших энергетических затрат при повышенной температуре.
Как правило, все щелочные и щелочно-земельные металлы, такие как натрий, калий, кальций, магний, ряд тугоплавких и редких металлов, а также фтор получают электролизом расплавленных сред, поскольку электролизом водных растворов их получить практически невозможно из-за высокой реакционной способности (фтор, щелочные металлы) и преимущественного протекания на электродах процессов выделения водорода (на катоде) или кислорода (на аноде) [«Электрохимическая технология неорганических веществ» В.Л.Кубасов, В.В.Банников, издательство «Химия». М., 1989, с.202]. Поэтому общим недостатком всех известных способов являются большие энергозатраты на поддержание температуры расплава.
Наиболее близким по своей сущности к изобретению является способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов путем электролиза органических растворов соединений этих металлов. [«Электрохимическая технология неорганических веществ» В.Л.Кубасов, В.В.Банников, издательство «Химия». М., 1989, с.202]. Однако невысокая электропроводность органических растворов делает данный способ малоэффективным. Кроме того, затраты электрической энергии на проведение электролиза достаточно велики.
Техническая задача заключается в получении щелочных и щелочноземельных металлов экономически выгодным способом. Затраты электроэнергии должны быть не менее чем в 5000 раз меньше, чем при электролизе солей.
Технический результат достигается за счет использования в качестве солей щелочного и щелочно-земельного металла гетерополикислоты 2-18 ряда Н6[P2W18O62].
Существо заявленного технического решения заключается в том, что в известном способе получения щелочных и щелочно-земельных металлов, заключающемся в электролизе растворов солей в органическом растворителе, предварительно приготавливают 15-25% по массе водный раствор гетерополикислоты 2-18 ряда, имеющей вольфрамовый анионный комплекс [P2W18O62]6-, который восстанавливают до анионного комплекса [P2W18O62]24- путем пропускания постоянного электрического тока, сила которого составляет 30-100 мкА при напряжении 2-2,5 В, с последующем образованием восстановленной формы гетерополикислоты H24[P2W18O62]. После этого ее нейтрализуют карбонатом или гидроксидом щелочного или щелочно-земельного металла до образования гетерополисоединения, которое, в свою очередь, обезвоживают путем выпаривания и растворяют в органическом растворителе до насыщения при температуре 15-22°С. Затем в раствор опускают два графитовых электрода и электролизуют раствор соли в органическом растворителе постоянным электрическим током при напряжении между электродами 2,5-3,2 В и силе тока 90-200 мкА до образования на катоде щелочного или щелочно-земельного металла в виде чешуек.
Процесс происходит следующим образом: сначала приготавливают 15-25% по массе водный раствор гетерополикислоты 2-18 ряда с вольфрамовым анионным комплексом [P2W18O62]6. Раствор наливают в гальваническую ванну и опускают два графитовых электрода. Через раствор пропускают постоянный электрический ток при силе тока 30-100 мкА и напряжении 2-2,5 В. На катоде происходит восстановление анионного комплекса гетерополикислоты с последующим образованием восстановленной формы кислоты, которая насыщает раствор
H6[P2W18O62]+9Н2O=H24[P2W18O62]+4,5O2.
После того, как сила тока при указанном напряжении станет меньше 30 мкА, процесс прекращают. Далее полученную кислоту нейтрализуют карбонатом или гидроксидом щелочного или щелочноземельного металла, в результате чего получается гетерополисоединение 2-18 ряда. В виде химических уравнений реакции процесс можно записать в следующем виде:
1) H24[P2W18O62]+MeCO3=Men[P2W18O62]+CO2+H2O
2) H24[P2W18O62]+МеОН=Men[P2W18O62]+Н2O
Me - щелочной или щелочно-земельный металл, имеющий соответственно степень окисления +1 или +2.
После того как образовалась гетерополисоль щелочного или щелочно-земельного металла, из нее удаляют воду методом выпаривания раствора, после чего сухую соль растворяют в каком-либо полярном органическом растворителе, например γ-бутиролактоне или пиридине до насыщения при температуре 15-22°С, после чего в раствор опускают два графитовых электрода (анод и катод) и электролизуют раствор соли в органическом растворителе постоянным электрическим током при напряжении 2,5-3,2 В и силе тока 90-200 мкА. При этом на катоде происходит выделение и осаждение щелочного или щелочноземельного металла в виде чешуек. На аноде происходит окисление анионного комплекса
[P2W18O62]24-→[P2W18O62]6-+18е-.
Общий вид реакции можно записать в виде уравнения
Men[P2W18O62]+H2O=Me↓+H6[P2W18O62]+O2+H2.
Пример 1. Получение кальция.
Приготовили 17% (по массе) водный раствор гетерополикислоты 2-18 ряда, имеющей химическую формулу H6[P2W18O62]. Раствор налили в гальваническую ванну и опустили два графитовых электрода. Затем через раствор начали пропускать постоянный электрический ток. Напряжение между электродами составило 2,2 В. Начальная сила тока - 60 мкА. На катоде происходило восстановление анодного комплекса гетерополикислоты, а на аноде - выделение кислорода
H6[P2W18O62]+9H2O=H24[P2W18O62]+4,5O2.
После того как сила тока стала меньше 30 мкА, процесс остановили. Полученную кислоту нейтрализовали карбонатом кальция прямо в гальванической ванне с раствором. При этом наблюдалось выделение углекислого газа. Когда выделение углекислого газа прекратилось, порошок СаСО3 добавлять перестали.
Прекращение выделения углекислого газа означает, что кислота полностью нейтрализована. В виде химического уравнения реакции процесс можно записать следующим образом:
Н24[P2W18O62]+12СаСО3=Ca12[P2W18O62]+12СO2+12Н2O.
Полученную гетерополисоль выделили из раствора методом выпаривания и просушили. Сухие кристаллы Ca12[P2W18O62] растворили при температуре 18°С в γ-бутиролактоне, довели концентрацию до насыщения, после чего в раствор опустили два графитовых электрода (анод и катод) и электролизовали раствор постоянным электрическим током. Электролиз проводили при напряжении между анодом и катодом 2,9 В в течение 8 часов. Сила тока при этом составила 100 мкА. На катоде происходило окисление анодного комплекса
[P2W18O62]24-→[P2W18O62]6-+18е-
с образованием исходной кислоты. Остаточная вода, которая осталась в Ca12[P2Me18O62], разлагалась в ходе процесса и часть водорода связывалась анодным комплексом.
Затраты электрической энергии составили 8,35 Дж, что в 16667 раз меньше, чем при обычном электролизе солей в растворах. Масса полученного кальция составила 10 г. Процесс получения кальция можно представить следующим уравнением:
9Ca12[P2W18O62]+28Н2O=108Ca↓+9Н6[P2W18O62]+14O2+Н2.
Гетерополикислота не реагирует в неводных растворах с металлическим кальцием.
Пример 2. Получение лития.
Приготовили 20% (по массе) водный раствор гетерополикислоты 2-18 ряда, имеющей химическую формулу H6[P2W18O62]. Раствор налили в гальваническую ванну и опустили два графитовых электрода. Затем через раствор начали пропускать постоянный электрический ток. Напряжение между электродами составило 2,3 В. Начальная сила тока - 70 мкА. На катоде происходило восстановление анодного комплекса гетерополикислоты, а на аноде выделялся кислород
H6[P2W18O62]+9H2O=H24[P2W18O62]+4,5O2.
После того как сила тока стала меньше 30 мкА, процесс остановили. Полученную кислоту нейтрализовали гидроксидом лития прямо в гальванической ванне с раствором. С помощью лакмусовой бумажки контролировали рН раствора. После того как рН стал равным примерно семи, LiOH добавлять перестали. рН, равный семи означал, что кислота полностью нейтрализована. В виде химического уравнения реакции процесс можно записать следующим образом:
Н24[P2W18O62]+24LiOH=Li24[P2W18O62]+24Н2O.
Полученную гетерополисоль выделили из раствора методом выпаривания и просушили. Сухие кристаллы Li12[P2W18O62] растворили при температуре 22°С в пиридине, довели концентрацию до насыщения, после чего в раствор опустили два графитовых электрода (анод и катод) и электролизовали раствор постоянным электрическим током. Электролиз проводили при напряжении между анодом и катодом 3,1 В в течение 8 часов. Сила тока при этом составила 140 мкА. На катоде происходило окисление анодного комплекса
[P2W18O62]24-→[P2W18O62]6-+18е-
с образованием исходной кислоты. Остаточная вода, которая осталась в Li24[P2Me18O62], разлагалась в ходе процесса и часть водорода связывалась анодным комплексом.
Затраты электрической энергии составили 12,5 Дж, что в 5300 раз меньше, чем при обычном электролизе солей в растворах. Процесс получения лития можно представить следующим уравнением:
Li24[P2W18O62]+2Н2O=24Li↓+Н6[P2W18O62]+3O2+3Н2.
Масса полученного лития составила 1,59 г. Гетерополикислота не реагирует в неводных растворах с металлическим литием.
Эффект, который достигается в результате реализации заявленного способа, обусловлен тем, что дополнительная энергия, затрачиваемая на выделение щелочного или щелочно-земельного металла, накапливается в гетерополикомплексе в ядерной форме. За счет изменения степени окисления вольфрама происходит резкое изменение заряда всего комплекса, которое в конечном итоге приводит к возникновению частиц со сверхвысокими энергиями с последующими взаимопревращениями (RU №2168289, кл. Н 05 Н 1/00).
Резко снижаются затраты электроэнергии, что позволяет использовать способ для получения этих металлов в промышленных объемах, тем более что способ не требует специального высокотехнологичного оборудования.
В частности, полученный таким образом металлический кальций в дальнейшем может быть использован для получения водорода из воды.
Claims (1)
- Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов, включающий электролиз растворов солей в органическом растворителе, отличающийся тем, что предварительно приготавливают 15-25% по массе водный раствор гетерополикислоты 2-18 ряда, имеющей вольфрамовый анионный комплекс [P2W18О62]6-, который восстанавливают до анионного комплекса [P2W18О62]24- путем пропускания постоянного электрического тока, сила которого составляет 30-100 мкА, при напряжении 2-2,5 В с последующим образованием гетерополикислоты восстановленной формы Н24[Р2W18O62], после чего ее нейтрализуют карбонатом или гидроксидом щелочного или щелочно-земельного металла до образования гетерополисоли, которую обезвоживают выпариванием и растворяют в органическом растворителе до насыщения при температуре 15-22°С, затем в раствор опускают два графитовых электрода, анод и катод, и электролизуют раствор соли в органическом растворителе постоянным электрическим током при напряжении между электродами 2,5-3,2 В и силе тока 90-200 мкА до образования на катоде щелочного или щелочно-земельного металла в виде чешуек.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103364/02A RU2283371C1 (ru) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103364/02A RU2283371C1 (ru) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2283371C1 true RU2283371C1 (ru) | 2006-09-10 |
Family
ID=37112911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005103364/02A RU2283371C1 (ru) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2283371C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742097C1 (ru) * | 2020-07-09 | 2021-02-02 | Акционерное общество "ИНФОТЭК ГРУП" | Способ получения лития путем электролиза из водных растворов, содержащих ионы лития |
| RU2792523C1 (ru) * | 2022-01-14 | 2023-03-22 | Акционерное общество "ИНФОТЭК ГРУП" | Способ получения магния из водных растворов его солей |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917622B2 (de) * | 1978-08-04 | 1980-11-27 | Gebrueder Sulzer Ag, Winterthur (Schweiz) | Verfahren zum Herstellen von Magnesium aus einer Magnesiumsulfat enthaltenden Salzlösung |
| RU2037543C1 (ru) * | 1991-07-15 | 1995-06-19 | Предприятие "Практика-НП" | Способ получения металлов и сплавов |
| US6368486B1 (en) * | 2000-03-28 | 2002-04-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low temperature alkali metal electrolysis |
| US6787019B2 (en) * | 2001-11-21 | 2004-09-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low temperature alkali metal electrolysis |
-
2005
- 2005-02-10 RU RU2005103364/02A patent/RU2283371C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917622B2 (de) * | 1978-08-04 | 1980-11-27 | Gebrueder Sulzer Ag, Winterthur (Schweiz) | Verfahren zum Herstellen von Magnesium aus einer Magnesiumsulfat enthaltenden Salzlösung |
| RU2037543C1 (ru) * | 1991-07-15 | 1995-06-19 | Предприятие "Практика-НП" | Способ получения металлов и сплавов |
| US6368486B1 (en) * | 2000-03-28 | 2002-04-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low temperature alkali metal electrolysis |
| US6787019B2 (en) * | 2001-11-21 | 2004-09-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low temperature alkali metal electrolysis |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КУБАСОВ В.Л. и др. Электрохимическая технология неорганических веществ. - М.: Химия, 1989, с.202. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742097C1 (ru) * | 2020-07-09 | 2021-02-02 | Акционерное общество "ИНФОТЭК ГРУП" | Способ получения лития путем электролиза из водных растворов, содержащих ионы лития |
| RU2792523C1 (ru) * | 2022-01-14 | 2023-03-22 | Акционерное общество "ИНФОТЭК ГРУП" | Способ получения магния из водных растворов его солей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Review on the production of high-purity lithium metal | |
| US4563339A (en) | Process for the preparation of magnesium chloride for use as an electrolyte in electrolytic production of magnesium metal | |
| CN101519789A (zh) | 一种钛循环熔盐电解制取金属钛的方法 | |
| UA119360C2 (uk) | Гідрометалургійний спосіб одержання чистого металевого магнію і різних побічних продуктів | |
| AU2018227891A1 (en) | Method for producing lithium hydroxide from lithium-containing ore | |
| KR102260402B1 (ko) | 과황산암모늄의 제조 방법 | |
| CN101946027A (zh) | 从izo废料中回收有价值金属的方法 | |
| CN105970250B (zh) | 一种电解铝固体废弃物无害化综合利用方法 | |
| CN101613864A (zh) | 熔盐电解法制备镁稀土合金的方法 | |
| CN1488782A (zh) | 固体高铁酸钾制备方法 | |
| US6676824B2 (en) | Process for purification of molten salt electrolytes | |
| JP7163841B2 (ja) | 過硫酸アンモニウムの製造方法 | |
| JPH06207290A (ja) | 硫黄含有アルカリ金属塩からアルカリ金属水酸化物及び元素状硫黄を生成する方法 | |
| PL82400B1 (ru) | ||
| RU2283371C1 (ru) | Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов | |
| JP3431280B2 (ja) | 重金属電気精練法 | |
| EP0328818A2 (en) | Production of chlorine dioxide in an electrolytic cell | |
| WO2014194745A1 (zh) | 利用水合氯化镁为原料电解制备镁合金的方法 | |
| CN104131310B (zh) | 镁电解渣的综合利用方法 | |
| DE1244749B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur unmittelbaren und gleichzeitigen Herstellung von anorganischen Alkalisalzen und von Chlorgas | |
| US2810685A (en) | Electrolytic preparation of manganese | |
| Licht | Stabilization of STEP electrolyses in lithium-free molten carbonates | |
| US2583799A (en) | Electrolytic process of preparing selenic acid from selenious acid | |
| WO2024078386A1 (en) | A method and device for preparing high-purity lithium hydroxide based on lithium-ion solid-state electrolyte | |
| JP7683238B2 (ja) | 過硫酸アンモニウムの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210211 |