×
18.10.2019
219.017.d78d

Способ получения ферритов и хромитов со структурой шпинели

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения твердых растворов со структурой шпинели на основе ферритов и хромитов переходных элементов и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза для производства бутадиена и углеводородов из синтез-газа. Способ получения шпинели на основе феррита-хромита никеля (II)-меди (II) заключается в смешивании исходных оксидов никеля (II), меди (II), железа (III), хрома (III). При этом оксиды получают из растворов сульфатов никеля (II), меди (II), железа (III), хрома (III) с концентрацией 1 моль/л, выпаривая на песчаной бане в течение 0,5 часа, высушивая при температуре 100°С до постоянного веса в течение 0,5 часа и ступенчато термообрабатывая при температурах 600-700-800-900°С с выдержкой при каждой указанной температуре в течение 1 часа. Обеспечивается получение шпинелей на основе ферритов-хромитов переходных элементов, имеющих контролируемую форму, при более низких температурах термообработки, с меньшей продолжительностью, что позволяет существенно снизить энергоемкость и тем самым удешевить их производство, а также получать шпинели с улучшенными эксплуатационными характеристиками. 5 ил., 1 табл., 4 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения твердых растворов ферритов-хромитов переходных элементов со структурой шпинели и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза, например, при производстве бутадиена и конверсии оксида углерода (II).

Известен способ получения катализатора конверсии оксида углерода (II) на основе хромита-алюмината меди (II)-цинка [Технология катализаторов / Под ред. И.П. Мухленова, Л.: Химия, 1989. - 272 с.], по которому в качестве исходных материалов применяются гидрокарбонат меди (II), гидроксид алюминия и хромовая кислота. Исходные вещества проводят в пластификаторе с паровым обогревом, полученную массу сушат 8-10 часов на ленточной сушилке при 100-120°С, а затем во вращающейся прокалочной печи при температуре 450°С в течение 6-8 часов. Прокаленную шихту повторно смешивают со связующей добавкой, в качестве которой используют бихромат меди с оксидом цинка, подсушивают при 100-110°С в течение 8-10 часов, смешивают с графитом и таблетируют.

Недостатком этого способа получения шпинелей являются длительность процесса, использование опасных для здоровья веществ.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения шпинелей из смеси оксидов [Кооперативный эффект Яна-Теллера в твердых растворах NiFe2-xCrxO4 / Иванов В.В., Кирсанова А.И., Таланов В.М., Шабельская Н.П. // Изв. Вузов. Сев. -Кавк. Регион. Естественные науки. - 1995. - №2. - С. 34-38], по которому исходные оксиды отвешивают с погрешностью 0,0005 г, гомогенизируют в течение часа со спиртом на воздухе. Затем смесь оксидов брикетируют под давлением Р=15 МПа в таблетки диаметром 20 мм и обжигают при температуре 1200-1300°С в течение 90 часов.

Недостатком этого способа является использование высоких температур термообработки, большая продолжительность термообработки, что влечет за собой большие расходы электроэнергии, а также отсутствие возможности контроля формы полученных образцов.

Перед авторами стояла задача разработки способа получения шпинелей на основе ферритов-хромитов переходных элементов, имеющих контролируемую форму, при более низких температурах термообработки, с меньшей продолжительностью, что позволяет существенно снизить энергоемкость и, тем самым, удешевить их производство, а также получать шпинели с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Поставленная задача решается путем получения образцов ферритов-хромитов со структурой шпинели посредством гомогенизации исходных оксидов железа (III), хрома (III), никеля (II) и меди (II) при этом, смесь оксидов получают при выпаривании с последующим прокаливанием сульфатов соответствующих элементов и термообработку смеси проводят при температуре 600-900°С с выдержкой при температурах 600, 700, 800, 900°С в течение 1 часа.

Техническим результат обеспечивается за счет получения и использования более активных прекурсоров, равномерного их распределения, что позволяет исключить операцию гомогенизации оксидов и перевести процесс формирования структуры шпинели в процессе термообработки из диффузионной области в кинетическую.

На фиг. 1 представлена рентгенограмма образцов шпинелей Ni0.3Cu0.7Fe0.6Cr1.4O4, полученных из растворов сульфатов переходных элементов при температуре термообработки 600-700-800-900°С с выдержкой 1 час.

На фиг. 2 представлена рентгенограмма образцов шпинелей Ni0.3Cu0.7Fe0.6Cr1.4O4, полученных из оксидов переходных элементов при температуре термообработки 600-700-800°С.

На фиг. 3 представлена рентгенограмма образцов шпинелей Ni0.3Cu0.7Fe0.6Cr1.4O4, полученных из растворов сульфатов переходных элементов при температуре термообработки 600-700-800-900°С с выдержкой 0.5 час.

На фиг. 4 представлена микрофотография образца, полученного из растворов сульфатов переходных элементов при температуре термообработки 600-700-800-900°С.

На фиг. 5 представлена микрофотография образца, полученного из оксидов переходных элементов при температуре термообработки 900°С.

Способ заключается в получении твердых растворов со структурой шпинели на основе ферритов-хромитов никеля (II) - меди (II) путем смешивания исходных растворов сульфатов никеля (II), меди (II), железа (III), хрома (III) с концентрацией 1 моль/л. Далее исходные растворы выпаривают на песчаной бане в течение 0,5 часа, высушивают при температуре 100°С до постоянного веса в течение 0,5 часа и подвергают ступенчатой термообработке при температурах 600-700-800-900°С с выдержкой при каждой указанной температуре в течение 1 часа.

Пример 1. Отмеряли с погрешностью 0,1 мл заданные рецептурой количества исходных растворов никеля (II), меди (II), железа (III) и хрома (III). При этом состав исходной шихты (в пересчете на оксиды переходных металлов) был следующий: NiO - 0.3-0.5% (мол.), СuО - 0.5-0.7% (мол.), Fe2O3 - 0.3-0.5% (мол.), Сr2О3 - 0.5-0.7% (мол.). Смесь выпаривали на песчаной бане в течение 0,5 часа, высушивали при температуре 100°С до постоянного веса в течение 0,5 часа и подвергали ступенчатой термообработке при температурах 600-700-800-900°С с выдержкой при каждой указанной температуре в течение 1 часа.

Окончание процесса формирования структуры шпинели определяли с помощью рентгенофазового анализа: синтез шпинелей прошел на 100% (на рентгенограммах образцов содержатся только линии, характеризующие шпинель, фиг. l). При этом материал имеет округлую форму в виде дисков (фиг. 4). Материал имеет развитую поверхность (табл. 1).

Увеличение скорости формирования структуры шпинели и снижение температуры, при которой происходит формирование ее структуры связано с образованием оксидов переходных элементов по реакциям:

NiSO4=NiO+SO3,

CuSO4=CuO+SO3,

Fe2(SO4)3=Fe2O3+3SO3,

Cr2(SO4)3=Cr2O3+3SO3.

Образовавшиеся активные прекурсоры взаимодействуют с получением шпинели состава Ni0.3Cu0.7Fe0.6Cr1.4O4.

Пример 2. Готовили феррит-хромит никеля (II)-меди (II) аналогично описанному в примере 1, только термообработку проводили при температурах 600-700-800°С с выдержкой при каждой указанной температуре в течение 1 часа. По окончании термообработки рентгенофазовый анализ показал, что процесс формирования структуры завершен не полностью (в образце не присутствуют фазы неразложившегося сульфата меди (II) (фиг. 2).

Пример 3. Готовили феррит-хромит никеля (П)-меди (II) аналогично описанному в примере 1, только термообработку проводили при температурах 600 - 700 - 800 - 900°С с выдержкой при каждой указанной температуре в течение 0,5 часа. По окончании термообработки рентгенофазовый анализ показал, что процесс формирования структуры завершен не полностью (в образце присутствует фаза непрореагировавшего оксида меди (II) фиг. 3).

Пример 4. Готовили феррит-хромит никеля (II)-меди (II) аналогично описанному в примере 1, только в качестве исходных веществ использовали оксиды переходных металлов. По окончании термообработки рентгенофазовый анализ показал, что процесс формирования структуры завершен на 60% (в образце присутствуют исходные оксиды), материал имеет форму неправильных кристаллов (фиг. 5). низкую удельную площадь поверхности (табл.1).

Как видно из приведенных примеров, процесс изготовления ферритов-хромитов никеля (П)-меди (II) из смеси сульфатов соответствующих переходных металлов при температуре не выше 900°С проходит полнее по сравнению с процессом с применением готовых исходных оксидов металлов и завершается формированием структуры с наиболее высоким значением площади удельной поверхности; с заданной формой. Синтез шпинелей с использованием сульфатов переходных металлов для получения оксидов проходит при температурах на 300-400°С ниже, чем в прототипе и требует значительно меньшей продолжительности. Это позволяет проводить процесс синтеза шпинелей с меньшими энергозатратами, приводит к удешевлению производства, одновременно получаются материалы с улучшенными характеристиками (контролируемая форма зерен, повышенные значения площади поверхности).

При проведении процесса из смеси сульфатов соответствующих переходных металлов при термообработке ниже 900°С или с продолжительностью термообработки менее 1 часа не удается получить образцы, содержащие только фазу шпинели. Проведение процесса синтеза шпинелей из оксидов переходных элементов сопровождается формированием образцов неконтролируемой формы с менее развитой поверхностью.

Способ получения ферритов и хромитов со структурой шпинели путем смешивания исходных оксидов никеля (II), меди (II), железа (III), хрома (III), отличающийся тем, что оксиды получают из растворов сульфатов никеля (II), меди (II), железа (III), хрома (III) с концентрацией 1 моль/л, при этом растворы выпаривают на песчаной бане в течение 0,5 часа, высушивают при температуре 100°С до постоянного веса в течение 0,5 часа и ступенчато термообрабатывают при температурах 600-700-800-900°С с выдержкой при каждой указанной температуре в течение 1 часа.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 57.
13.01.2017
№217.015.7aa0

Способ газификации низкореакционных твердых топлив

Изобретение относится к теплоэнергетике, кроме того, изобретение может быть использовано на предприятиях химической промышленности для получения синтез-газа, метана, аммония, жидких моторных топлив и других ценных химических продуктов и соединений. Способ заключается в том, что пылевидное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600639
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.8d53

Стеклогравий искусственный пористый

Изобретение относится к отрасли производства искусственного пористого стеклогравия. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°C, увеличении количества шлака ТЭС в составе стеклогравия искусственного пористого. Стеклогравий искусственный пористый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604731
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8d9c

Заполнитель пористый для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности аналога гранулированного пеностекла - заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок в различных строительных конструкциях для утепления, например, стен, полов, кровель промышленных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604527
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.8eeb

Способ добычи блоков камня

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче блоков камня. Техническим результатом является повышение безопасности работ, исключение дополнительных работ по сдвижению отколотого блока и получение блоков правильной формы. Способ содержит формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605100
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.9adc

Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной (последовательное соединение групп параллельных элементов) аккумуляторной батареи и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области электротехники и может быть использована для контроля аккумуляторных источников питания. Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной (последовательное соединение групп параллельных элементов) аккумуляторной батареи включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610147
Дата охранного документа: 08.02.2017
25.08.2017
№217.015.af83

Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной (параллельное соединение групп последовательных элементов) аккумуляторной батареи и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области электротехники. Способ автоматического контроля технического состояния элементов смешанной аккумуляторной батареи включает обработку информации результатов контроля в N+1 выходных зажимах подключения контролируемых аккумуляторов в N контрольных точках,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610897
Дата охранного документа: 17.02.2017
25.08.2017
№217.015.b823

Теплоизоляционное ячеистое стекло

Изобретение относится к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания, расширении сырьевой базы. Теплоизоляционное ячеистое стекло содержит в качестве сырьевых материалов шлак ТЭС, борную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614993
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.bdaf

Способ получения химически стойкого оксидно-оловянного покрытия на поверхности эмалированного стального изделия

Изобретение относится к обработке поверхности эмалированных стальных изделий и может быть использовано в производстве эмалированных стальных изделий, применяемых в химической, фармацевтической, пищевой, нефтяной, газовой промышленности и строительстве. В способе осуществляют термообработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616312
Дата охранного документа: 14.04.2017
25.08.2017
№217.015.cd63

Способ автоматического контроля перемещения складских грузовых платформ и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при организации безопасного и удобного способа складирования в автоматизированных системах обработки и хранения грузов (AS/RS) путем решения задачи локализации складских грузовых платформ в режиме реального времени внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619843
Дата охранного документа: 18.05.2017
25.08.2017
№217.015.cdee

Установка для испытания материалов и покрытий на трение

Изобретение относится к технике испытаний на трение и износ материалов и покрытий в условиях атмосферы и в высоком вакууме. Установка содержит форвакуумный насос, измерительный рычаг со вставкой с контртелом, установленным во фланце оправки карданной крестовины, герметично соединенным с гибким...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619844
Дата охранного документа: 18.05.2017
Показаны записи 1-10 из 10.
20.03.2013
№216.012.2f91

Стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов тепловых электрических станций (тэс)

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий и касается стеклокристаллического материала на основе шлаковых отходов ТЭС. Технический результат изобретения заключается в повышении твердости и химической стойкости нетоксичного стеклокристаллического материала с пониженной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477712
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.12.2013
№216.012.8885

Пеношлакостекло

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС, снижении температуры вспенивания до 900-950°С и упрощении технологии получения пеношлакостекла....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500631
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.05.2014
№216.012.c26b

Гранулированное пеношлакостекло

Изобретение относится к гранулированному пеношлакостеклу. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, утилизации золошлаковых отходов ТЭС, снижении температуры вспенивания до 850-870°С. Гранулированное пеношлакостекло получают на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515520
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.09.2014
№216.012.f5f5

Гранулированное пеношлакостекло

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат изобретения заключается в снижении ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла и температуры вспенивания гранулированного пеношлакостекла до 800-850 С°. Гранулированное пеношлакостекло содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528798
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.01.2015
№216.013.1773

Гранулированное пеношлакостекло

Изобретение относится к составам для получения теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы, снижении себестоимости, снижении ресурсоемкости технологии получения гранулированного пеношлакостекла. Шихта для гранулированного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537431
Дата охранного документа: 10.01.2015
13.01.2017
№217.015.89c5

Способ получения ферритов-хромитов переходных элементов со структурой шпинели

Изобретение относится к способу получения твердых растворов со структурой шпинели на основе ферритов и хромитов переходных элементов и может найти применение в химической промышленности в процессах органического синтеза для производства бутадиена и углеводородов из синтез-газа. Авторами решена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602277
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.8d53

Стеклогравий искусственный пористый

Изобретение относится к отрасли производства искусственного пористого стеклогравия. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°C, увеличении количества шлака ТЭС в составе стеклогравия искусственного пористого. Стеклогравий искусственный пористый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604731
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.b823

Теплоизоляционное ячеистое стекло

Изобретение относится к технологии изготовления эффективных теплоизоляционных материалов. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания, расширении сырьевой базы. Теплоизоляционное ячеистое стекло содержит в качестве сырьевых материалов шлак ТЭС, борную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614993
Дата охранного документа: 03.04.2017
26.08.2017
№217.015.e8c6

Шихта для синтеза теплоизоляционного ячеистого стекла

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Технический результат – снижение температуры вспенивания. Шихта для ячеистого стекла содержит, мас. %: шлак ТЭС 45,1-55,1; стеклобой 1-ЗС 16,1-21,1; стеклобой 1-БС 16,1-21,1; глицерин 3,6; борная кислота 3,6; фторид натрия 5,5. 1 табл., 3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627516
Дата охранного документа: 08.08.2017
09.06.2020
№220.018.25b5

Способ получения сульфида кальция из фосфогипса

Изобретение относится к способу получения сульфида кальция из фосфогипса и может найти применение в химической промышленности, например, в препаративном неорганическом синтезе и при производстве полупроводниковых или люминесцентных материалов. Способ изготовления образцов сульфида кальция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723027
Дата охранного документа: 08.06.2020
+ добавить свой РИД