Способ получения вольфрамата натрия

(51) 01 41/00 (2009.01) 25 1/14 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому способу получения вольфрамата натрия. Техническим результатом изобретения является упрощение аппаратурного оформления, улучшение условий труда,уменьшение расхода электроэнергии,и возможность проведения процесса в более мягких условиях. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым электрохимическим способом получения вольфрамата натрия путем поляризации двух вольфрамовых электродов промышленным переменным током частотой 50 Гц в 0,5-1,0 М растворах гидроксида натрия при плотностях тока на вольфрамовых электродах 2000-5000 А/м 2. Растворение вольфрамовых электродов происходит в анодном полупериоде переменного тока с образованием раствора вольфрамата натрия.(72) Баешов Абдуали Баешович Иванов Николай Сергеевич Абдувалиева Умида Абдрахмановна(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(56) Ляшок Л.В., Семкина Е.В., Орехова Т.В.,Муконин А.И., Токайчук Т.Н., Рециклинг вторичного сырья,содержащего вольфрам,молибден и рений// 6-я Международная конференция Сотрудничество для решения проблемы отходов, Украина, Харьков, 2009(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛЬФРАМАТА НАТРИЯ Изобретение относится к области электрохимии,в частности к электрохимическому способу получения вольфрамата натрия. В настоящее время все промышленно развитые страны проявляют особый интерес к технологиям,направленным на переработку отходов с целью получения ценных промышленно важных соединений. Вольфрам нашел широкое применение во многих отраслях промышленности, например, в качестве компонента при производстве жаропрочных сталей и коррозионностойких конструкционных материалов. Также, огромное количество вольфрама идет на производство ламп накаливания, однако в последнее время в связи с нехваткой энергетических ресурсов, во всем мире, в том числе и в Казахстане инициированы программы по отказу от ламп накаливания и переходу на экономичные газонаполненные лампы. В связи с этим необходимы технологии по переработке вольфрамсодержащих отходов, которые из-за коррозионной устойчивости вольфрама следует отнести к отдельной группе, требующей высоких температур, давлений и агрессивных реагентов. Вольфрамат натрия,в свою очередь,применяется при производстве вольфрамовых бронз, используемых в качестве красителей. Из вольфрамата натрия возможно получать вольфраматы редкоземельных элементов, которые обладают высокой температурой плавления и используются как компоненты лазерных материалов, а двойные вольфраматы щелочных и редкоземельных элементов - люминофоры. Также,вольфрамат натрия - исходное сырье для получения оксида шестивалентного вольфрама,использующегося при производстве сталей. Известен способ получения вольфрамата натрия/Рипан Р., Четяну И. Неорганическая, химия. Т.2.,Изд-во Мир, 1972., - .334-382./ спеканием порошка концентрата шеелита с карбонатом натрия(взятого в избытке) и кварцевым песком при 800900 С в течение 2-3 часов в пламенных или вращающихся трубчатых печах, при этом вольфрамат кальция превращается в вольфрамат натрия 232242 4 3 При другом способе при переработке концентратов шеелита с концентрированным раствором карбоната натрия в автоклавах с механической мешалкой при 200-225 С и давлении 14-15 атмосфер вольфрамат кальция превращается в вольфрамат натрия. Основными недостатками известных способов являются проведение процессов при высоких температурах и давлениях- использование сложного дорогостоящего оборудования- большой расход дефицитного реактива вольфрамата кальция- образуется побочный продукт 3, который не находит применения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является электрохимический способ получения вольфрамата натрия, осуществляемый путем поляризации постоянным током вольфрамового анода в растворе гидроксида натрия /Ляшок Л.В., Семкина Е.В.,Орехова Т.В., Муконин А.И., Токайчук Т.Н.,Рециклинг вторичного сырья,содержащего вольфрам, молибден и рений // 6-я Международная конференция Сотрудничество для решения проблемы отходов, Украина, Харьков, 8-9 апреля 2009 г./. При этом растворение вольфрама протекает с образованием вольфрамат-ионов по реакции 8426421,074 В качестве оптимальных условий рекомендуются 10 М раствор щелочи, температура электролита 4050 С, анодная плотность тока 10000 А/м 2. При этом выход по току растворения вольфрама не превышает 78 . К недостаткам описанного способа можно отнести- проведение процесса при дополнительном нагреве электролита использование высококонцентрированной щелочи, что ухудшает условия труда- необходимость дорогого выпрямляющего оборудования при электролизе напряжение между электродами превышает 15-20 В, что повышает расход электроэнергии. Технической задачей настоящего изобретения является упрощение аппаратурной составляющей,улучшение условий труда, а также снижение расхода электроэнергии в процессе получения вольфрамата натрия путем растворения вольфрамовых электродов при поляризации промышленным переменным током частотой 50 Гц при комнатной температуре в разбавленных щелочных растворах. Техническим результатом изобретения является упрощение аппаратурного оформления, улучшение условий труда,уменьшение расхода электроэнергии,и возможность проведения процесса в более мягких условиях. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым электрохимическим способом получения вольфрамата натрия путем поляризации двух вольфрамовых электродов промышленным переменным током в 0,5-1,0 М растворах гидроксида натрия при плотностях тока на вольфрамовых электродах 2000-5000 А/м 2. Растворение вольфрамовых электродов происходит в анодном полупериоде переменного тока с образованием раствора вольфрамата натрия. Упрощение аппаратурной составляющей состоит в исключении из электрической цепи выпрямителя тока и использование промышленного переменного тока непосредственно из сети с использованием автотрансформатора для понижения сетевого напряжения. При увеличении габаритных размеров электролизера и электродов либо при последовательном соединении нескольких 2 электролизеров меньшего размера возможно питание схемы непосредственно от сети (каждый электролизер представляет из себя сопротивление и согласно закону Ома при последовательном соединении общее напряжение будет складываться из напряжений на каждом электролизере, таким образом, путем измерения падения напряжения па одном электролизере, можно рассчитать их необходимое количество для напряжения 220 В). иллюстрируют Нижеследующие примеры предлагаемое изобретение. Пример 1. Электролиз проводят в электролизере объемом 50 мл. В качестве электродов используют две вольфрамовые пластинки с площадью рабочих поверхностей 210-4 м 2. Межэлектродные пространства не разделены. Поляризацию электродов проводят промышленным переменным током частотой 50 Гц при комнатной температуре в течение 0,5 час. Электролизер заполняют раствором 0,5 М гидроксида натрия. Далее в систему подают ток, создавая плотность тока на вольфрамовых электродах 5000 А/м 2. В результате электролиза получают раствор вольфрамата натрия. Выход по току составляет 86,6 . Пример 2. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1. В этом случае используется раствор 0,5 М гидроксида натрия. Плотность тока на вольфрамовых электродах 4000 А/м 2. Выход по току - 83,6 . Пример 3. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1. Используемый раствор - 1,0 М гидроксид натрия. Плотность тока на вольфрамовых электродах 2000 А/м 2. Выход по току - 80,2 . Изменение заявленных пределов концентрации гидроксида натрия и плотностей тока на электродах в большую или меньшую сторону приводит к снижению эффективности процесса. Таким образом, предложенный нами способ получения вольфрамата натрия по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества-возможность проведения процесса при комнатной температуре- проведение процесса при более низких плотностях тока, что исключает нагрев и испарение электролита ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения вольфрамата натрия путем электрохимического растворения металлического вольфрама в водном растворе гидроксида натрия,отличающийся тем, что два вольфрамовых электрода поляризуют промышленным переменным током частотой 50 Гц при плотностях тока 20005000 А/м 2 при комнатной температуре и концентрации щелочи 0,5-1,0 М.