УТВОРЕННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ ФРЕОНІВ ПРИ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОМУ ОТРИМАННІ ЦИРКОНІЮ, ГАФНІЮ, ТОРІЮ ТА УРАНУ

Анотація

Вивчено процеси виділення фреонів із анодних газів при електролітичному отриманні цирконію, гафнію, торію та урану. Розглянуто анодні процеси при виробництві цирконію шляхом електролізу електролітів K₂ZrF₆ – KCl – KF, K₂ZrF₆ – KCl – KF – KI та ZrF₄ – KCl – KF. Виявлено недоліки застосування традиційного електроліту K₂ZrF₆ – KCl – KF. Показано, що введення в електроліт йодистого калію в кількості 0,03-0,5% йоду знижує розряд хлору на аноді та концентрацію його в анодному газі до 1%. Встановлено, що внаслідок зниження розряду KCl у присутності іонів йоду це дозволяє при роботі електролізера з струмовим навантаженням 10кА на електроліті K₂ZrF₆ – KCl – KF – KI підвищити його продуктивність на 6%, знизити витрату KCl з 218,0кг до 40,0кг тоді як зменшення утворення баласту (KF) у 1,8 рази стабілізує рівень електроліту та процес електролізу. Це сприяє тому, що вихід по струму при цьому збільшується до 65%, і зниження витрат електроенергії та солей: при введенні KI витрата суміші солей K₂ZrF₆ і KCl знижується в 1,7 рази, а питома витрата лугу NaOH на очищення газу від хлору падає з 0,7 т до 0,01 т на 1 т. Питома витрата електроенергії знижується на 16 кВт·год/кг. Встановлено, що заміна K₂ZrF₆ на ZrF₄ та зниження фторидності електроліту на 3÷5% сприяє підвищенню електропровідності та виходу по струму до 85 – 90 %, що дозволяє знизити питому витрату електроенергії до 40 кВт·год на 1 кг порошку. Показано, що переробка продуктів анодних реакцій дозволяє отримати фтор-хлорпохідні вуглеводні, зокрема, фреони Ф-11 – Ф-14. Встановлено, що вихід фреону при використанні електроліту K₂ZrF₆ – KCl – KF дорівнює 1,00, K₂ZrF₆ – KCl – KF – KI – 0,78 та ZrF₄ – KCl – KF – 1,50 кг/кг порошку цирконію. Показана перспективність переробки продуктів анодних реакцій при електролізі розплавів тетрафторидів цирконію, гафнію, торію та урану.