ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ получения магнетита

Классы МПК:C01G49/08 закись-оксид железа ( Fe3O4 ) 
C09C1/24 оксиды железа 
C25B1/00 Электролитические способы получения неорганических соединений или неметаллов
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-03-14
публикация патента:

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения магнетита включает окисление железа при проведении электролиза. Процесс проводят в трехэлектродном двуханодном элетролизере, в который заливают 1M раствор гидроксида натрия и подключают ток. Напряжение составляет 10 B, катодная плотность тока на катоде из титана 0,2 A/см2, анодная плотность тока на аноде из Ст3 0,3 A/см2, а на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе - 0,1 А/см2. При этом происходит одновременное растворение анода из Ст3 и выделение кислорода на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе. Изобретение позволяет получить магнетит без подачи воздуха для окисления железа, повысить чистоту продукта. 1 пр.

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к способам получения магнетита, и может быть использовано в различных областях химической промышленности, а также в лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Известны химические способы получения магнетита, включающие образование гидроксида железа (II), путем обработки соли сернокислого железа (II) щелочью, с последующим его окислением кислородом воздуха или CuSO4 [Патент США № 4108787, кл. C01G 49/06. Способ получения ферромагнитной окиси железа. Опубликовано в 1979. Бюллетень изобретений № 6 и Патент № 2390497 от 27.05.2010. Способ получения магнетита].

Недостатками указанных способов являются необходимость использования соли двухвалентного железа и щелочи натрия, длительность процесса. Недостатком также является трудность регулирования получения Fe (II) и Fe (III) в молярном соотношении 2:1 и необходимость добавления щелочи в системе.

Наиболее близким способом по совокупности признаков к предлагаемому является способ получения магнетита электрохимическим растворением электродов из стали (Ст3) в растворе поваренной соли с концентрацией 50-100 г/м 3 при напряжении 24-36 В и плотности тока 15,6 А/мм 2.

Недостатком указанного способа является высокий расход электроэнергии, необходимость подачи воздуха для окисления Fe2+ до Fe3+, трудность регулирования соотношения образующихся Fe3+:Fe2+ [Патент № 2363064 от 27.07.2009].

Задача заявляемого изобретения - получение магнетита в одном аппарате, без подачи воздуха в систему.

Технический результат - чистота получаемого продукта и экономичность вследствие снижения напряжения на электролизере.

Способ получения магнетита, включает окисление железа при проведении электролиза, где процесс проводят в трехэлектродном двуханодном элетролизере, в который заливают 1M раствор щелочи натрия, подключают ток, причем напряжение составляет 10 В, катодная плотность тока на катоде из титана 0,2 А/см 2, анодная плотность тока на аноде из Ст3 0,3 А/см 2, а на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе - 0,1 А/см2, при этом происходит одновременное растворение анода из Ст3 и выделение кислорода на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе.

Способ получения магнетита включает размещение в электролизере 3-х электродов: катода из титана и 2-х анодов - из Ст3 и диоксид свинцового электрода. При подключении электрического тока Ст3 растворяется, а на диоксидсвинцовом электроде выделяется кислород. Электролитом служит 1M раствор щелочи натрия. На катоде из титана выделяется газообразный водород.

Растворение железа и образование кислорода на анодных материалах регулируется изменением плотности тока.

Данный способ включает одновременное растворение электрода Ст3 и выделение кислорода на диоксидсвинцовом титановом аноде. В качестве электролита используют щелочь натрия. При этом концентрации Fe2+ и Fe3+ в растворе регулируют по плотностям токов на обоих анодных материалах.

В электролизер заливают 1M раствор щелочи натрия и в него опускают три электрода: катод - титановая пластинка, и пластинки из Ст3 и диоксидсвинца на титановой основе. Плотности тока на анодных материалах соответствуют образованию 2 молей Fe(OH)3 окислением кислородом выделяющимся на диоксидсвинцовом электроде и 1 моля Fe(OH) 2 за счет растворения электрода из Ст3.

Основные реакции, протекающие на электродах, можно представить следующими схемами:

Катод: 2H2O+2eспособ получения магнетита, патент № 2524609 H2+2OH-

Аноды: ст.3-Fe 0способ получения магнетита, патент № 2524609 Fe2++2e

Диоксидсвинцовый - 2OH --2eспособ получения магнетита, патент № 2524609 H2O+½O2

В объеме раствора:

Fe2++2OH-способ получения магнетита, патент № 2524609 Fe(OH)2.

2Fe(OH)2+H 2O+½O2способ получения магнетита, патент № 2524609 2Fe(OH)3

2Fe(OH)3+Fe(OH) 2способ получения магнетита, патент № 2524609 FeO·Fe2O3(Fe3O 4)+4H2O

Электролиз проводили в электролизере объемом 1 литр при температуре 30°C, катодная плотность тока 0,2 А/см2; анодные: на Ст3 - 0,3 А/см 2; на диоксидсвинцовом - 0,1 А/см2, напряжение на электролизере составляет 10 В. При более высоких плотностях тока электролит нагревается.

Пример. В стеклянную емкость на 1 литр заливают 1M раствор щелочи натрия и помещают туда закрепленную на крышке трехэлектродную систему: катод - титан, аноды - Ст3 и диоксидсвинцовый на титановой основе. Температура в электролизере 30°C. В результате электролиза образуется черный осадок магнетита, идентифицированного рентгенографическим анализом. Выход по току составляет 94-96% магнетита.

Преимуществами данного изобретения являются: отсутствие необходимости использования соли двухвалентного железа; сокращение длительности процесса; легкость регулирования электролиза; невысокий расход электроэнергии, отсутствие необходимости подачи воздуха для окисления железа.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения магнетита, включающий окисление железа при проведении электролиза, отличающийся тем, что процесс проводят в трехэлектродном двуханодном элетролизере, в который заливают 1M раствор щелочи натрия, подключают ток, причем напряжение составляет 10 B, катодная плотность тока на катоде из титана 0,2 A/см 2, анодная плотность тока на аноде из Ст3 0,3 A/см 2, а на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе - 0,1 А/см2, при этом происходит одновременное растворение анода из Ст3 и выделение кислорода на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2524609

patent-2524609.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C01G49/08 закись-оксид железа ( Fe3O4 ) 

Класс C09C1/24 оксиды железа 

Класс C25B1/00 Электролитические способы получения неорганических соединений или неметаллов

Патенты РФ в классе C25B1/00:
способ получения йодирующего агента -  патент 2528402 (20.09.2014)
способ получения жидкого средства для очистки воды -  патент 2528381 (20.09.2014)
способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале -  патент 2525543 (20.08.2014)
бортовая электролизная установка космического аппарата -  патент 2525350 (10.08.2014)
способ электролиза водных растворов хлористого водорода или хлорида щелочного металла в электролизере и установка для реализации данного способа -  патент 2521971 (10.07.2014)
способы получения водорода из воды и преобразования частоты, устройство для осуществления первого способа (водородная ячейка) -  патент 2521868 (10.07.2014)
способ и устройство для получения водорода из воды -  патент 2520490 (27.06.2014)
способ преобразования солнечной энергии в химическую и аккумулирование ее в водородсодержащих продуктах -  патент 2520475 (27.06.2014)
активация катода -  патент 2518899 (10.06.2014)
материал электрода на основе железа для электрохимического получения водорода и способ его изготовления -  патент 2518466 (10.06.2014)


Наверх