Метод за получаване на фин прах от елементен арсен чрез електролиза на водно-алкална
Чертежи към патента на РФ 2009276
Изобретението се отнася до синтеза на неорганични вещества, до електрохимичен метод за получаване на метали, по-специално фин прах от елементарен арсен. Елементалният арсен се използва широко в индустрията, например в радиоелектрониката.
Известни методи за електрохимично отлагане на елементарен арсен с цел получаване на устойчиви на корозия покрития. Покритията за галванопластика се получават от киселинни, цианидно-алкални и алкални разтвори, съдържащи тривалентен арсен. Показана е възможността за използване на променлив ток за утаяване на арсен от разтвори на цианид (14). Установено е, че при повишена плътност на тока (2 A/cm 2) не се образува арсенова утайка и в близост до катодни области с още по-висока локална плътност на тока (ъгли, ръбове, ръбове) разтворът придобива кафяв цвят поради образуване на колоиден арсен.
Арсенът на катода, както от киселинни, така и от цианидно-алкални и алкални разтвори, се освобождава под формата на ниска проводимост, поради което напрежението върху банята бързо се увеличава при нанасяне на покритието. Поради тази причина е възможно отлагането само на тънки покрития от арсен, тъй като текущата му ефективност бързо спада и в резултат на това процесът може да спре изобщо.
За да се получи арсен с помощта на електрохимичния метод, е необходимо да се приложат такива условия на електролиза, при които върху катода не се образува плътен слой арсен, който се развива. По този начин използването на живак като катод дава възможност за получаване на свободен арсен под формата на прах.
Прототипът на това изобретение е отлагането на свободен арсен върху живачен катод, което прави възможно получаването му под формата на люспест, лесно филтруем прах, който не реагира с живака.
Недостатъкът на прототипа, който изключва използването на процеса в промишлен мащаб, е използването на живак. В допълнение, наличието на йони на мед, никел и антимон в електролита води до замърсяване на излъчения елементарен прах от арсен.
Целта на изобретението е да се получи чист елементарен арсен, да се опрости инструменталната конструкция на процеса и възможността за неговото изпълнение в промишлен мащаб.
Същността на метода се състои в използване на метален клапан, например титан, като катод, както без предварителна обработка, така и с предварително покрито титанов оксид или нитрид; като анод - платина, никел или ORTA, а анолитът е воден разтвор на алкален метален хидроксид или хлорид, например натрий с концентрация 15-20% (тегл.%), католитът е воден разтвор на алкален метален хидроксид, например натрий с концентрация 50 -400 g/l, съдържащ арсен в количество 23.90-97.98 g/l, процесът на електролиза се извършва при катодна плътност на тока от 0,01-0,10 A/cm 2, температура 15-65 o C, в електролизна клетка с филтърна мембрана, например керамика или йонообменни мембрани, например MK-40, MF-4sk или "карбофлен".
Няма информация за използването на клапанни метали, йонообменни мембрани и алкални разтвори на арсен като катод, за да се получи фин прах от елементарен арсен по електрохимичния метод. По този начин заявеният метод отговаря на критерия на изобретението - "новост".
Сравнителният анализ на предложеното решение с прототипа показва, че предложеният метод се различава от известното използване на вентилен метал като катод, както покрит с неговия оксид или нитрид, така и без предварителна обработка; като анод - платина, никел или ORTA, анолитът е воден разтвор на алкален метален хидроксид или хлорид, католитът е алкален разтвор на арсенови съединения, а йонообменните мембрани се използват за разделяне на анодните и катодни вериги.