Насыщенный органический

Кислородным электродом может служить платинированная платиновая пластинка, погруженная в электролит, насыщенный кислородом. Этот электрод особенно важен при из учениц коррозии благодаря той роли, которую он играет в элементах дифференциальной аэрации, лежащих в основе механизмов щелевой и точечной коррозии.

Особенность окислительного износа при трении качения ва-ключается в том, что наличие больших деформаций в поверхностных слоях облегчает диффузию кислорода и его взаимодей* ствие с металлом. Пластически деформированный и насыщенный кислородом слой под воздействием циклических нагрузок хрупко разрушается, затем этот процесс охватывает следующие слои

Как отмечено ранее, склонность к коррозионному растрескиванию гладких образцов некоторых титановых сплавов не проявляется в гало-генидах. Однако установлено, что если поверхность сплава (образцов) окислить на воздухе (отжиг при 700°С в течение 10ч) так, что появится насыщенный кислородом поверхностный слой (~50 мкм), то растрескивание уже появится в явной форме, как у надрезанных образцов [38].

сплава (Al—2,1% Cu—1,35% Mg—0,9% Fe—10% Ni—0,25% Si), армированного борным волокном. Коррозионной средой служил насыщенный кислородом 3%-ный раствор поваренной соли, время коррозионного воздействия составляло до 130 ч. Потери в массе образцов матричного сплава и композиционных материалов были примерно одинаковы, однако характер коррозионного поведения двух композиций оказался различным.

Насыщенный кислородом 14 17

водорода в ниобии снижается. Если при комнатной темп-ре и давлении в 1 атм ниобий чистоты 98,5% растворяет 104 см"/г, то при 900° — только 4 см3/г. Выше 1000° ниобий практически не взаимодействует с водородом. За пределами растворимости водород образует гидрид ниобия, обладающий высокой хрупкостью. В вакууме гидриды ниобия разлагаются. Присутствие газов заметно сказывается на механич. и физич. св-вах ниобия. Особенно резко влияет на св-ва ниобия кислород. Металл, насыщенный кислородом,

Важная особенность Т.— его способность образовывать твердые .растворы с, атмосферными газами и водородом. Поэтому при нагреве Т. на воздухе на его поверхности, кроме обычной окалины, образуется насыщенный, кислородом твердый (альфирован-ный) слой, толщина к-рого зависит от темп-ры и продолжительности нагрева^ Этот слой состоит из твердого раствора на основе а-титана, стабилизированного кислородом, и имеет более высокую темп-ру превращения, чем основной металл. Образование альфироваиного слоя на поверхности деталей или полуфабрикатов нежелательно, так как он может вызвать хрупкое разрушение. Для удаления этого слоя детали подвергают травлению в кислотах и расплавах солей и щелочей, причем в нек-рых случаях необходим последующий вакуумный отжиг (для удаления поглощенного при травлении водорода). Образование альфированного слоя можно уменьшить или полностью предотвратить, нагревая детали в атмосфере аргона или применяя с."ец. предохранительные обмазки.

Для снятия катодных поляризационных кривых использовали раствор 0,5 %-иого КС1, не содержащий цианида, но насыщенный кислородом при заданном парциальном давлении. Поэтому единственным процессом, протекающим на золотом электроде, было электрохимическое восстановлоние кислорода: 1/2О2 + Н2О=1/2Н2О2+ОН-—е. Соответствующие поляризационные кривые показаны на рис. 39. Видно, что при значительном смещении потенциала золотого электрода в отрицательную сторону процесс восстановления кислорода смещается из области электрохимической кинетики в область диффузионной кинетики, где скорость катодной реакции контролируется скоростью диффузии молекул растворенного кислорода к поверхности электрода. Признаками диффузионного контроля являются следующие:

Аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом детали толщиной 0,5... 1,5 мм сваривают встык без зазора и без присадки, а толщиной более 1,5 мм - с присадочной проволокой. Кромки свариваемых деталей и проволока должны зачищаться так, чтобы был снят насыщенный кислородом альфированный слой. Проволока должна пройти вакуумный отжиг при температуре 900... 1000 °С в течение 4 ч. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Детали толщиной более 10... 15 мм можно сваривать за один проход погруженной дугой

Насыщенный водородом Насыщенный кислородом 2.4 14 2.9 17

Важная особенность Т. — его способность образовывать твердые растворы с атмосферными газами и водородом. Поэтому при нагреве Т. на воздухе на его поверхности, кроме обычной окалины, образуется насыщенный кислородом твердый (альфирован-пый) слой, толщина к-рого зависит от темп-ры и продолжительности нагрева. Этот слой состоит из твердого раствора на основе а-титана, стабилизированного кислородом, и имеет более высокую темп-ру превращения, чем основной металл. Образование альфированпого слоя на поверхности деталей или полуфабрикатов нежелательно, так как он может вызвать хрупкое разрушение. Для удаления этого слоя детали подвергают травлению в кислотах и расплавах солей и щелочей, причем в нек-рых случаях необходим последующий вакуумный отжиг (для удаления поглощенного при травлении водорода). Образование альфированпого слоя можно уменьшить или полностью предотвратить, нагревая детали в атмосфере аргона или применяя елец, предохранительные обмазки.

В настоящее время не установлено общее правило, согласно которому можно сказать, коррозия какого металла, горячего или холодного, ускоряется под влиянием контакта. Экспериментально установлено, что железный электрод, погруженный в горячий разбавленный раствор NaCl, насыщенный кислородом, является анодом по отношению к железному электроду, погруженному в такой же раствор с более низкой температурой. Напротив, горячий медный электрод, погруженный в раствор медного купороса, становится катодом по отношению к более холодному медному электроду. Аналогично себя ведет и свинец. 30

Реэкстр>акция. Данные, необходимые для построения изотерм реэкстракции, получают так же, как и для изотерм экстракции, с той лишь разницей, что регулировать рН при этом обычно не требуется. Процедура определения состоит в следующем. Насыщенный органический раствор вводят в контакт с подходящим раствором для реэкстракции (кислотой, основанием и т. д.) при некотором выбранном соотношении фаз до установления равновесия. Водную фазу удаляют, к органической фазе добавляют свежий раствор для реэкстракции, и процедуру повторяют. Этот процесс продолжают до тех пор, пока из органического раствора не будет извлечен весь металл или возможно большая его часть. Анализ водного раствора после реэкстракции позволяет рассчитать содержание металла в органическом растворе после каждой операции (если не происходит изменение объемов, иначе может потребоваться анализ органической фазы) и построить изотерму экстракции. .Изотермы можно использовать для построения диаграмм Мак Габе—Тиле, которые служат для определения числа теоретических стадий реэкстракции при заданных соотношении фаз и концентрации реэкстрагирующего раствора.

Насыщенный органический раствэр промывают с целью возможно более полного удаления любых нежелательных металлов, экстрагированных совместно с ценным металлом. Существует много способов промывки с применением различных промывных растворов: воды, разбавленных кислот или щелочей, водного раствора соли металла, присутствующего в органическом растворе.

Промываемый насыщенный органический раствор вводят во взаимодействие с промывным раствором, имеющим соответствующие концентрацию и рН, при определенных соотношении фаз, времени контакта и температуре. После разделения фаз органический раствор обычно анализируют для определения степени удаления нежелательных металлов и потери ценного металла. Варьируя условия промывки, определяют наилучший промывной раствор и оптимальные условия процесса.

ганический — справа налево. Уровни растворов регулируются с помощью переливов переменной высоты. Рафинат из ступени / после отстоя перекачивается в смеситель ступени 2, куда самотеком поступает также органический раствор из ступени 3. Конечный рафинат выходит из ступени 4, а насыщенный органический раствор получается на ступени /.

Насыщенный органический Раствор ........

ia экстракцию, где в трех стадиях смесителя—отстойника контактирует с 20 %-ным Kelex 100 в Solvesso 150, содержащем 10— ?0 % модификатора, например, изодеканола или нонилфенола [43]. 1осле экстракции насыщенный органический раствор реэкстра--ируют в 2—3 стадии серной кислотой. Получают электролит, со-(ержащий меди ~40 г/л, который направляют непосредственно на •лектролиз. Никель-кобальтовый рафинат, содержащий также келезо, нейтрализуют для осаждения железа, затем никель и собальт извлекают экстракцией, например, ди- (2-этилгексил) фосфорной кислотой при рН — 5 [3, 45].

Был опробован процесс выщелачивания сульфидного кощ трата хлоридом окисного железа с последующими экстрацие электроосаждением меди [61]. Исходный концентрат, измелы ный до 95 % минус 400 меш, выщелачивают в течение 8 ч. При э растворяется 95—97 % меди, а ~5 % общей серы превращае в сульфат. Медь извлекают из раствора после выщелачива LIX64N. Насыщенный органический раствор промывают уменьшения содержания железа и хлорида, затем медь реэкст гируют отработанным электролитом, поступающим из отделе электроосаждения. Насыщение LIX64N из хлоридной ср меньше, чем из сульфатной, поэтому необходимо работать высоких концентрациях меди в рафинате. Однако медь, ост щаяся в растворе железа, будет загрязнять железосодержаг электролит, и поэтому ее необходимо удалить. При окисле закисиого железа образовавшийся в процессе экстракции избь соляной кислоты расходуется, а остальная медь извлекается втором цикле (рис. 79).

РцСП -В насыщенный органический - раствор рафинат,рН=7,0-9,0

Гп<*П « Насыщенный органический раствор Рафинап

На рис. 112 представлена схема процесса. После конта] исходного раствора при рН = 5,0-7-5,5 с 20 %-ным раствор Д2ЭГФК, предварительно частично нейтрализованным NH4C насыщенный органический раствор промывают раствор Co2(SO4)3 при рН = 5,0-г-5,5. Когда содержание никеля в пром! ном растворе достигает определенного уровня, часть его возв] щается на экстракцию. Кобальт из промывного органичесш раствора можно извлечь серной, азотной или соляной кислота! Если применяется реэкстракция серной кислотой, полученн раствор сульфата кобальта может быть обычным образом восс новлен водородом [22 ]. Часть раствора сульфата кобальта в вращают в цикл промывки для сохранения необходимого бала! кобальта в этом цикле. Если для реэкстракции используют аз ную кислоту, то полученный раствор упаривают, нитрат кобал] разлагают до получения окисла и восстанавливают затем металлического кобальта в атмосфере водорода. Окислы азо получающиеся при разложении нитрата кобальта, возвращаю' в газовый скруббер и из них снова получают азотную кисло которую вновь используют при реэкстракции. 168

1ри отношении потоков В/О « 3 водный поток' должен со-1лять примерно 270 л/мин. Экстрагент должен быть предва-?льно обработан едким натром в фибергассовом смесителе— •ойнике, так как экстракции требуется поддерживать равновес-значение /?Н = 5. Ожидается, что насыщенный органический гвор будет содержать кобальта 24 г/л и никеля 1,2 г/л. Соот-:ение Co/Ni будет ~20, поэтому раствор придется дополнило очищать промывкой. Должно экстрагироваться примерно УО кобальта. Оставшийся в никелевом рафинате кобальт не эжнит процесс так как металлы из рафината будут осаждаться СО3, а осадок возвратится в цикл карбонилизации. Лромывка должна происходить в трех ступенях фиберглассо-) смесителя-отстойника (вместимостью ~1,36 м3 каждая), сачестве промывного раствора следует применять 3 %-ную 1ую кислоту при О/В = 10. Это приведет к обороту ~20 % альта. После промывки отношение Co/Ni должно составлять 30. Реэкстракцию серной кислотой следует проводить в коне Mixco высотой 12,2 м, диаметром 1,22 м из нержавеющей 1И 316. В реэкстракте должно содержаться кобальта ~100 г/л. Конечный кобальтовый продукт будут получать в результате аботки сульфата кобальта содой. Осадок будет отправляться дальнейшей очистки. Никелевый рафинат также будет обра- -зваться содой, а карбонат никеля, содержащий некоторое ичество кобальта, будет возвращаться на операцию карбо-:изации.