Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Остаточное содержание компонентов K-фосфатного раствора после 6-часового электролиза в двухкамерном электролизере с мембраной МК-40 и извлечение компонентов из исходного раствора (анодной камеры) Таблица 6 Компонент Na20 К 2 О CaO SrO Lа2Oз Ce2O3 Pr2O3 Nd2O3 С°, мг-л-1 49,23 36340 108,2 1,718 1,239 3,736 0,563 2,655 С*, мг-л-1 123,2 14040 49,73 0,624 0,761 3,115 0,324 1,53 Извлечение, % 75,00 66,05 59,63 68,14 46,06 26,8 50,0 59,41 Компонент Gd2Os Eu2O3 Dy2O3 ^2O 3 Er2O3 Tm2O3 Lu2O3 Yb2O3 С°, мг-л-1 0,775 0,278 0,482 0,0763 0,169 0,0226 0,0237 0,168 С*, мг-л-1 0,46 0,178 0,332 0,0498 0,119 0,0159 0,0187 0,137 Извлечение, % 48,04 43,86 39,50 42,66 37,69 38,48 30,42 28,99 Компонент АЮэ Ti02 Fe2O3 MnO ThO2 UO 2 С°, мг-л-1 129,9 14,64 97,21 0,683 1,258 0,168 С*, мг-л-1 106,4 15,84 105,9 0,593 1,376 0,186 Извлечение, % 28,08 5,0 4,4 23,3 3,9 2,9 Таблица 7 Характеристика параметров электролиза при извлечении щелочных катионов натрия или калия в католит до остаточного содержания в фосфорной кислоте 1,1-1,5 г-л-1 № п/п Исходное содержание в анолите Условия электродиализа Извлечение Na или K, % Содержание в католите, г-л-1 ВТ щелочи, % H 3 PO 4 , % Na 2 O, г л -1 K 2 O, г л - 1 i, А-дм-2 Vа : V NaOH KOH 1 34,6 27,31 - 5 1 : 0,5 95,6 67,6 - 31 2 34,7 25,50 - 15 1 : 0,3 95,7 104,9 - 20 3 34,4 - 30,55 10 1 : 0,4 95,1 - 87,2 24 4 34,5 - 25,60 5 1 : 0,3 94,9 - 97,2 22 Выход по току (ВТ) щелочей при этом не превышает 31 %, что соответствует расходу электроэнергии около 33 кВтч/кг щелочи и указывает на превышение продолжительности процесса втрое против теоретически возможного. В продолжительном электродиализе Na и K могут быть извлечены из фосфатного раствора близко к 100 %, что, соответственно, повлечет за собой неоправданное увеличение времени процесса и еще больший расход электроэнергии. Замечено, что ВТ выше при меньших значениях тока (меньше побочных явлений) и меньшем концентрировании (меньше встречный диффузионный поток из-за быстро возрастающей разности концентраций по обе стороны мембраны). Процесс миграции катионов Na+ и/или K+ из технологического раствора в католит и концентрирования в нем щелочей осложнен. Одна из возможных причин, кроме конкуренции примесных ионов, в низких значениях диссоциации дигидрофосфата натрия, в виде которого натрий присутствует в фосфорнокислом растворе. NaH2PO4 + H 2 O ~ NaOH + H 3 PO 4 , Кд = 2,2 10-13. Избыток свободной кислоты подавляет диссоциацию соли, вследствие чего содержание свободных катионов Na+ в электролите меньше его аналитического содержания, что также сказывается на эффективности концентрирования щелочи NaOH или KOH в католите. Однако перспективность электродиализной рекуперации сорбционной ортофосфорной кислоты может быть оценена исходя из общей перспективы использованиярекуперированных объемов фосфорной кислотыи едкихщелочей. Литература 1. Inishibashi N., Katayama K., Imato T. Elektrolialytic dissotiacion of water by using charge-mosaic membrane- polyelectrolytes solution system and application to preparation of acids and bases / Departament of Applied Chemestry, Hakozaki, Fukuoka 812, Japan. 2. Пат. 4999095 США, МКИ5 B 01 D 13/02. Извлечение смеси кислот из смеси солей / Frederick P. Chlanda, Krishnamurthy N. Mani; Allied-Signal Inc. № 196829; заявл. 16.05.1988; опубл. 12.03.1991. 3. Пат. 392487 Австрия, МПК5 С 25 B 1/16. Электрохимический способ разложения сульфатов щелочных металлов / Schmidt H., Boxan Ch., Kalleitner J.4 Lenzing Aktiengesellschaft № 1225/89; заявл. 22.05.1989; опубл. 10.04.1991. 4. Заявка 60-40512 Япония, МКИ4С 25 В 1/16, 1/22. Способ и устройство для электролиза сульфатов щелочных металлов / Hamabe K., Tsugeno M., Fukui J., Yanai M.; Kawasaki Heavy Ind. Ltd. № 54-82405; заявл. 28.06.1979; опубл. 11.09.1985. 356