Металургия на цинк и кадмий. Метод за извличане на цинк и кадмий от водни разтвори на електролити Смеси от соли на цинк и кадмий

• Специалност HAC RF05.17.02
• Брой страници 86

2. ПРЕГЛЕД НА ЛИТЕРАТУРАТА

2.1. Физични и химични свойства на кадмий и цинк

2.2. Методи за разделяне на цинк и кадмий

2.3. Екстракция с органични разтворители

2.4. Ефект от хидратацията на компонентите на органичната фаза върху екстракционното равновесие

2.5. Трибутил фосфат като екстрагент за киселини и метални соли

2.6. Екстракция на цинкови и кадмиеви хлориди с три-n-бутил фосфат

Препоръчителен списък с дисертации

• Фазови и екстракционни равновесия в системи вода - синтамид-5 - изсолител - вода 2011 г., кандидат на химическите науки Головкина, Анна Владимировна

• Термодинамично описание на екстракцията на солна и бромоводородна киселини и уранилхлорид с три-n-бутилфосфат 2000 доктор Бакаро Фернандес Едуардо

• Екстракционно възстановяване и отделяне на лантаниди при обработката на лоши нетрадиционни суровини 2007 г., кандидат на техническите науки Старшинова, Вероника Степановна

• Дипиразолонилметани като реагенти за екстракция на елементи от амоняк, алкални и киселинни разтвори 1984 г., кандидат на химическите науки Хоркова, Маргарита Александровна

• Екстракция и определяне на ароматни α-аминокиселини и водоразтворими витамини - закономерности и нови аналитични решения 2007 г., доктор по химия Мокшина, Надежда Яковлевна

Въведение в дипломната работа (част от резюмето) на тема "Извличане на кадмиеви и цинкови хлориди с три-н-бутилфосфат"

Уместност на темата.

Екстракцията с органични разтворители се използва все повече в хидрометалургията. Особено перспективно е използването на екстракционни методи при разделянето на метали с подобни свойства, когато е необходимо да се организира многоетапен процес. В промишлеността процесите на екстракция се използват за отделяне на цирконий и хафний, редкоземни елементи, платиноиди, кобалт и никел и др. В ядрената промишленост така нареченият „Purex процес“ се използва широко за отделяне на уран, плутоний и нептуний от делене продукти.

За по-широко приложение на екстракцията е необходимо напредък в развитието на теорията на екстракцията и създаването на нейната основа на методи за описание на екстракционното равновесие. В най-голяма степен това се отнася до екстракцията по хидратно-солватния механизъм, при който значително количество вода преминава в органичната фаза, в резултат на което описанието на екстракционното равновесие е много труден проблем. Много силни киселини и метални киселинни комплекси, включително халидни комплекси, се екстрахират по този механизъм, а неутралните органични вещества се използват като екстрагенти, включително най-популярният от тях, три-n-бутил фосфат (TBP).

Кадмият заема важно място сред металите, използвани в ядрената енергетика. Заедно с бора, кадмият е основният елемент за поглъщане и регистриране на топлинни неутрони. В природата кадмият се среща в оловно-цинкови сулфидни руди и основният проблем при извличането му е отделянето му от цинка. Имайте предвид, че специалният

Приложението на цинка, особено за битови цели, изисква неговото добро пречистване от кадмий поради високата токсичност на последния. За тази цел често се използва различната стабилност на халогенидните комплекси на кадмия и цинка, като за разделяне на комплексите може да се използва екстракция с органичен разтворител. По този начин екстракцията на хлоридни комплекси на кадмий и цинк с TBP е многократно описана в литературата, но опитите за количествено описание на тази система, което е необходимо за намиране на оптимални условия на разделяне, не доведоха до желания резултат.

Целта на тази работа беше да се разработят, използвайки примера на системата за изсоляване на HpC12-CdC12-H20-TBP, методи за описание на равновесието на екстракцията, като се вземат предвид коефициентите на активност в органичните и водните фази и приложимите константи на комплексообразуване до екстракция чрез хидратно-солватния механизъм и прогнозиране на оптималните условия на разделяне.

За постигането на тази цел беше необходимо да се решат следните задачи:

1. Да се ​​изследва извличането на цинкови и кадмиеви хлориди поотделно с TBP в присъствието на изсолител и да се разработи метод за описание на равновесието в тези системи.

2. Да се ​​изследва извличането на цинкови и кадмиеви хлориди заедно с TBP.

3. Да се ​​разработи метод за изчисляване на равновесието при съвместна екстракция на метални хлориди с ТБФ въз основа на данни за отделни хлориди.

Научна новост.

1. Данни за екстракцията на цинкови и кадмиеви хлориди с ТВР от 0,1 mol/l (поотделно или общо) водни разтвори, съдържащи натриев хлорид като изсолител.

2. Метод за изчисляване на активността на ТБФ в органичната фаза при извличане на метални соли.

3. Модел за екстракция на цинков хлорид с TBP в присъствието на натриев хлорид и набор от константи, който дава възможност да се опише екстракционното равновесие, като се вземе предвид образуването на киселинни комплекси в една фаза.

4. Модел за екстракция на кадмиев хлорид с TBP в присъствието на натриев хлорид и набор от константи, който дава възможност да се опише екстракционното равновесие.

5. Изчисляване на екстракционното равновесие при съвместна екстракция на цинкови и кадмиеви хлориди с ТБФ с помощта на предварително определен набор от константи и адекватността на изчислените коефициенти на разпределение спрямо експерименталните.

Практическо значение.

Разработеният метод за изчисляване на равновесието при екстракция на цинкови и кадмиеви хлориди с ТБФ в присъствието на изсолител е от общ характер и може да се използва за описание на равновесието при екстракция на метални соли, включително такива с подобни свойства .

Апробация на работата. Резултатите от работата бяха обсъдени на XI Руска конференция по екстракция (Москва, 1998 г.), XI Международна конференция на младите учени по химия и химична технология "МКХТ-97" (Москва, 1997 г.), Московския семинар по екстракция (1999 г. ).

2. ЛИТЕРАТУРЕН ПРЕГЛЕД.

Подобни тези по специалност "Технология на редки, разсеяни и радиоактивни елементи", 05.17.02 код ВАК

• Изследване на закономерностите на течнофазните и екстракционните равновесия в системи вода - антипириново производно - бензоена киселина 2006 г., кандидат на химическите науки Порошина, Наталия Виталиевна

• Екстракция на метали с тетраоктилалкилендиамини от сулфатни хлоридни разтвори 1999 г., кандидат на химическите науки Железнов, Вениамин Викторович

• 2005 г., кандидат на химическите науки Королева Марина Валериевна

• Закономерности на екстракция на метални йони чрез стопилка в разделителни системи диантипирилалкан - бензоена киселина - неорганична киселина - амониев тиоцианат - вода 2009 г., кандидат на химическите науки Аликина, Екатерина Николаевна

• Получаване на съединения на отделни REM и странични продукти при преработката на нискокачествени суровини от редки метали 2014 г., доктор на техническите науки Литвинова, Татяна Евгениевна

Заключение за дисертация на тема "Технология на редки, разпръснати и радиоактивни елементи", Нехаевски, Сергей Юриевич

5. ИЗВОДИ.

1. Извличане на цинкови и кадмиеви хлориди чрез TBP, поотделно и заедно, от водни разтвори, съдържащи хлориди на тези метали с обща начална концентрация 0,1 mol/l и различни концентрации на цинков хлорид като изсолител, както и екстракция на следи от кадмиев хлорид чрез TBP от водни разтвори на натриев хлорид. Установено е, че коефициентът на разпределение на цинка преминава през максимум с увеличаване на концентрацията на изсолителя, докато при кадмия не се наблюдава екстремум.

2. Разработен е метод за изчисляване на активността на TBP в органичната фаза по време на екстракцията на метални соли, базиран на определяне на молната му фракция и изчисляване на коефициента на активност съгласно емпиричното уравнение, намерено за бинарната система TBP-H-O.

3. Стойността (11.5) на екстракционната константа на цинков хлорид с TBP с образуването на rpCb*2TBP комплекс, хидратиран с две водни молекули, се изчислява, като се вземат предвид коефициентите на активност в органичната и водната* фази и образуването на цинк киселинни комплекси във водната фаза. Предложен е метод за отчитане на образуването на киселинни комплекси на цинк hpCl3~ във водната фаза, като се вземат предвид коефициентите на активност на компонентите.

4. Изчислена е стойността (15,0) на екстракционната константа на кадмиев хлорид с ТБФ за образуване на комплекса Сс1С12 *2ТБП, хидратиран с две водни молекули, като се вземат предвид коефициентите на активност в органичната и водната фаза.

5. Установените екстракционни константи на цинкови и кадмиеви хлориди с ТБФ и константата на образуване на цинков киселинен комплекс 2nC13" бяха използвани за изчисляване на коефициентите на разпределение на цинковите и кадмиевите хлориди чрез итерация по време на съвместната им екстракция с ТБФ, като се отчитат коефициентите на активност в органичната и водната фаза Изчислените и експерименталните коефициенти на разпределение се съгласуват между с точност от около 10%, което съответства на точността на експерименталните данни.

6. Обяснява се намаляването на коефициентите на разделяне на цинковите и кадмиевите хлориди, описани в литературата, с увеличаване на концентрацията на изсолителя и образуването на комплекси с цинкова киселина.

2.7. Заключение.

Разгледаните литературни материали показват, че описанието на равновесието при извличане на киселини и метали по хидратно-солватния механизъм е трудна задача. Предишни опити

ОДСИ*С"ДЯ

44 UT! ■ "■ ■ ■ , ■ ■■. G" имаше някои недостатъци. Също така е вероятно изчисленията на екстракционните константи да се извършват в мащаба на молните фракции, тъй като е трудно да се преизчислят коефициентите на активност в други мащаби. В този случай обаче е необходимо да се вземе предвид разпределението на водата, което, както е показано в литературата, практически не е свързано с TBP. Също така е разумно да се вземе предвид ефектът от хидратацията върху равновесието на екстракцията чрез коефициентите на активност на хидратираните компоненти в рамките на концепцията за нестехиометрична хидратация.

3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНИ И ИЗЧИСЛИТЕЛНИ ТЕХНИКИ.

3.1. Реактиви.

Използвахме натриев хлорид с чистота по химикали, цинкови и кадмиеви хлориди, натриев карбонат и солна киселина с чистота за анализ без допълнително пречистване.

Концентрацията на изходните разтвори на натриеви, кадмиеви и цинкови хлориди се определя чрез йонообменен метод. За тази цел се приготвя колона с катионит KU-2 в Н-форма, като се промива с 2 mol/l разтвор на солна киселина. След това колоната се промива с дестилирана вода до рН=5.0. След това към колоната се добавя 1 ml от първоначалния разтвор и се промива с дестилирана вода до рН=5,0. Промивната вода, съдържаща киселината, освободена по време на йонния обмен, се събира и титрува с алкален разтвор, приготвен от фиксанал.

Три-n-бутил фосфат "технология." се пречиства по обичайния метод | аз! 1 I 1 1 | |

За цинк-65 добивът на позитрон е само 1,41% и неговата активност се определя чрез гама лъчение (включително анихилационно лъчение с енергия от 511 keV) на сцинтилационен брояч MaLT1, използвайки течни проби. Определянето на активността на кадмий-109 се извършва на крайни броячи SBT-7. Тъй като мекото фотонно излъчване на този радионуклид се абсорбира значително в подготвителния слой, кадмият първо се изолира чрез утаяване на неговия сулфид, чиято процедура ще бъде описана по-долу, и след това се приготвят препарати от кадмий-109, чиято дебелина на слоя може да се пренебрегне.

Скоростта на броене на лекарството 1R е разликата между скоростите на броене на лекарството с фона 1P + F и фона 1f: 1p + f "Ch ^

Грешката при определяне на скоростта на броене 1 се изчислява по формулата:

A1P \u003d [(1u + fAl + f) + (1fAf)] 0 "5. (3.2) където C + f и tf са времето за измерване на скоростите на броене на лекарството с фона и фона. Времето за измерванията на лекарствата и фона са избрани така, че грешката за определяне на скоростта на броене D1P не надвишава 3% и се изчислява по формулите:

- (yuo / g) 2 * / [(1p + f- 1f) 2] (s.z)

C = (100/r)2 * /[(1p + f - 1f)2] (3.4) където r е определената относителна грешка. Когато използвахме формули (3.3) и (3.4), първо определихме скоростите на броене 1p + f и 1F за 30 s, след което изчислихме необходимото време за измерване и го закръглихме до кратно на 100 s.

3. 3. Техника на екстракция.

Екстракцията на цинк и кадмий се извършва в делителни фунии при стайна температура в рамките на 296±2K. Водната и органичната фази се уравновесяват с помощта на шейкър за 10 минути. Предварителните експерименти показват, че равновесието се постига за 3-5 минути. След разклащане се извършва утаяване за 30-40 минути. След това органичната и водната фази се разделят и центрофугират в продължение на 10 минути. на лабораторна центрофуга LC-425.

При извличане на цинк-65 от разтвори на солна киселина, 5 ml TBP се уравновесяват два пъти с равни обеми пресни киселинни разтвори с дадена моларност, всеки път след уравновесяване водната фаза се отцежда възможно най-пълно. След това се добавят 5 ml солна киселина със същата концентрация, съдържаща радионуклида. След разклащане, фазите се разделят и получените разтвори се центрофугират. След това се вземат 4 ml от всяка фаза и се извършва радиометрично определяне на цинк-65 на сцинтилационен брояч, както е описано по-горе. Експерименталните данни, осреднени за 5 паралелни експеримента, са представени в табл. 3.1.

Списък с литература за дисертационно изследване кандидат на химическите науки Нехаевски, Сергей Юриевич, 2000 г

1. Диаграма на нуклидите (Karlsruher Nuklikarte), 6-то издание 1995 г., преработено издание 1998 г./G.Pfennig, H.Kleve-Nebenius, W.Seel-mann-Eggebert.

2. Golubev B. P. Дозиметрия и защита от йонизиращо лъчение: Учебник за университети / Ed. Е. Л. Столярова. 4-то изд. ревизиран и допълнителни - Енергоатомиздат, 1986. - 464 с.; аз ще.

3. Блок Н.И. Качествен химичен анализ. М .: GNTI на химическата литература. 1952. 657 стр.

4. Лури Ю.Ю. Наръчник по аналитична химия. 5-то изд., преработено. и допълнителни М.: Химия. 1979. - 480 с., ил.

5. Наръчник на химик. 2-ро изд., преработено. и допълнителни М. - Л. Държавен научно-технически институт по химическа литература. 1962. 1272 стр.

6. Крешков А.П. Основи на аналитичната химия. Книга 1-ва. Теоретична основа. Качествен анализ.: Учебник за университети.- М.: Goshimiz-dat. 1961. 636 д., ил.

7. Gillebrand V.F., Lendel G.E., Bright G.A., Hoffman D.I. Практическо ръководство за неорганичен анализ. Изд. Ю.Ю.Лури. 3-то изд., стереотипно, коригирано. М.: Химия. 1966. 1112 e., ил.

8. Енциклопедия на химичните технологии. Изд. от R.E. Kirk и D.F.Othmer. N. Y. Interscience Publ. 1953. Т. 2. 916 стр.

9. Целищев Г.К., Русин Л.И. Пречистване на фосфорна киселина от кадмий.

10. XI Руска конференция по добив. Москва, 21-27 юни 1998 г. Резюмета. М. 1998. С. 245.

11. I. Fomin VV Химия на процесите на екстракция. М.: Държава. издателство за литература в областта на атомната наука и техника. 1960. 166 д., ил.

12. Ягодин Г. А. и др.//Основи на течната екстракция. Изд. Г.А.Ягодина. М. Химия. 1981. 400 с.

13. Фролов Ю.Г., Очкин А.В. По въпроса за механизма на извличане. J. inorg. Химия, 1962, т. 7, с. 1486.

14. Harned G., Owen B. Физическа химия на електролитни разтвори.-L .: Izdatinlit. 1952. 628 с., ил.

15. Робинсън Р., Стоук Р. Разтвори на електролити.- М.: Издатинлит. 1963. 646 д., ил.

16. Voznesenskaya IE Разширени таблици на коефициентите на активност и осмотични коефициенти на електролитни разтвори. В книгата. Въпроси на физикохимията на електролитни разтвори. Изд. G.I.Mikulina.- Л.: Химия. 1968. 420 с., ил. С. 172.

17. Прокуев В. А. Модели на екстракция на някои метални комплекси от хлоридни и бромидни разтвори с трибутил фосфат. Доктор, дисертация. М. РХТУ им. Д. И. Менделеев. 1995 г.

18. Росен А.М. Физикохимия на екстракционните равновесия. В книгата. "Екстракция. Теория, приложение, оборудване". Проблем. 1.-М.: Атомиздат. 1962 г." С. 6.

19. Кузнецов В.И. Напредък в химията, 1954, том 23, стр. 654.

20. Healy T.V., McKay H.A.C. Trans. Faraday Soc., 1956, v. 52, стр. 633.

21. Van Aartsen J.J., Korvezee A.E., пак там, 1964, v. 60, p. 510.

22. В. М. Вдовенко, М. П. Ковалская и М. М. Гербеневская, Труди на рад. Институт, 8, стр. 8 (1958).

23. Вдовенко В.М., Ковалева Т.В., Москалкова Е.А. Пак там, 8, стр. 17 (1958).

24. Фомин В. В., Моргунов А. Ф. Екстракция на железен хлорид с дибутилов етер от разтвори на солна киселина. J. inorg. Химия, 1960, т. 5, с. 1385.

25 Laurene A.H. et al. J. phys. ехем., 1956, с. 60, p. 901.

26. Diamond R.M., So D.G. Извличане на неорганични съединения.-M .: Госатомиздат. 1962. 88 с.

27. Widmer N.M. J. phys. ехем., 1970, с. 74, стр. 3251, 3618.

28. Золотов Ю.А., Йофа Б.З., Чучалин Л.К. Извличане на метални халогенидни комплекси. М.: Наука. 1973. 379 стр.

29. Sergievsky VV Влияние на хидратацията на компонентите на органичната фаза върху екстракционното равновесие. Неорганична химия (Итоги науки и техники), 1976, т. 5, с. 5. ,

30. Ochkin A. V., Sergievsky V. V. Термодинамика на екстракция с разтвори на амини и соли на заместени амониеви основи. Advances in Chemistry, 1989, том 58, N. 9, p. 1451.

31. Кристиан С.Д., Таха А.А. литър Rev., 1970, v. 24, № 1, стр.

32. McKay G. TBF в науката и технологиите. В книгата. "Екстракционна химия. Сборник на международната конференция, Гьотеборг, Швеция, 27.08-1.09.1966 г.". сб. статии. пер. от английски. Изд. А. А. Пушкова. Атомиздат, 1971, 392 с. С. 123.

33. Apelblat A. Корелация между активността и разтворимостта на вода в някои алифатни алкохоли. Бер. Bunsenges. Phys. Chem., 1983, v. 87, стр. 2.

34. Апелблат А. Извличане на вода с някои органофосфати. J. Chem. Соц., през 1969 г., стр. 175.

35. Очкин А.В. Статистическа теория на разтвори на аминови соли в неполярни разтворители, съдържащи вода. J. физически. Химия, 1978, т. 52, с. 1321.

36. Ochkin A. V., Sergievsky V. V. Влияние на хидратацията на компонентите на органичната фаза върху екстракционното равновесие. В книгата. " Съвременни проблемихимия и технология на извличане , - М. 1999. Т. 1, стр. 36.

37. Сергиевски В. В. Докл. АН СССР, 1976, т. 228, с. 160.

38. Ягодин Г.А., Сергиевски В.В., Федянина Л.Б. J. inorg. химия. 1979, т. 24, с. 746.

39. Ягодин Г.А., Сергиевски В.В., Федянина Л.Б. Докладвай АН СССР, 1977, т. 236, с. 165.

40. Ягодин Г.А., Сергиевски В.В. Известия вузов. Химия и хим. техн., .1978, т. 21, с. 1128.

41. Наръчник по добиване. В 3 т. Изд. А. М. Росен. Т. 1. 3. И. Николотова, Н. А. Карташова. Екстракция с неутрални органични основи. М.: Атомиздат, 1976. 600 с.

42. McKay H.A.S., Healy T.V. В книгата. Напредък в ядрената енергия. сер. III. Химия на процеса. V. 1. Pergamon Press, 1956, p. 147.

43. Alcock K. et al. прев. Faraday Soc., 1956, v. 52, стр. 39.

44. Тук Д.Г. J. Chem. съч., 1958, с. 2783.

45. Михайлов В.А., Харченко С.К., Назин А.Г. Изследване на бинарни системи вода три-n-бутил фосфат и вода - ди-n-бутил фосфорна киселина. Известия СО АН СССР. 1962, № 7, стр. петдесет.

46. ​​Харди К. Дж., Феърхърст Д., МакКей Х. А. К., Уилсън А. М. прев. Faraday Soc., 1964, v. 60. № 501. част 9. стр.1625.

47. Roddy JW, Mrochek J. Дейности и взаимодействие във водната система на три-n-бутил фосфат. J. inorg. ядрена химия, 1966, v. 28, стр. 3019.

48. Киргинцев A.H., Лукянов A.V. Радиохимия, 1966, т. 8, с. 363.

49. Росен А.М., Хорхорина Л.П., Агашкина Г.Д. Екстракция на вода с TBP и разтвори на TBP в разредители. Радиохимия, 1970, т. 12, 345.

50. Роди Дж. Взаимодействия в системата три-н-бутил фосфат вода - разредител. J. inorg. ядрена химия, 1978, v. 40, стр. 1787 г.

51. М. И. Шахпаронов, Въведение в молекулярната теория на разтворите. М.: GITTL. 1956. 507 стр.

52. Харди Си Дж. Активността на tre-n-бутил фосфат в равновесие с воден разтвор на солна киселина. J. inorg. ядрена химия, 1970, v. 32, стр. 619.

53. Митамура Р., Токура И., Нишимура С. и др. J. inorg. ядрена химия, 1968, v. 30, № 4, стр. 1019.

54. Кертес А.С. J. inorg. ядрен, хим., -I960, v. 14, N 1/2, стр.104.

55. Копач С., Ежовска-Тшебятовска Б. Ж. инорг. Химия, 1970, т. 15, с. 1059.

56. Голованов В. И. Количествено описание на екстракцията на солна киселина с трибутил фосфат по хидратно-солватния механизъм. J. inorg. Химия, 1982, т. 27, с. 1514.

57. Ochkin A.V., Yiguy Li. Водно разпределение и равновесие в система TBP-HCl-HgO. 5-ти международен симпозиум за явленията на разтворимостта. Москва, 1992, с. 100.

58. Sinegribova 0.A., Ochkin A.V., Baquero E. Разпределение на водата и равновесие в система TBP-HC1-H20. Добавяне на стойност чрез екстракция с разтворител. Сборник на ISEC-96. Изд. от D.C. Shallcross, R. Paimin, L.M. Пръвчич. Мелбърн, Австралия, 1996. V. 1, p. 395.

59 Морис Д.П. C., Short E.L. Комплекси от цинков хлорид и цинков бромид. Част II. Изследвания на екстракция с разтворител с цинк-65 като индикатор. J. Chem. Soc., 1962, юли, p. 2662.

60. Morris D.P.C., Short E.L., Slater D.N. J. Electrochim. съч., 1963, в. 8, № 5, стр. 289.

61. Morris D.P.C., Short E.L., Slater D.N. J. inorg. ядрена химия, 1964, v. 26, № 4, стр. 627.

62. Форест В.М.П., ​​Скаргил Д., Спикернел Д.Р. Екстракция на цинк и кадмий чрез три-n-бутил фосфат от водни хлоридни разтвори. J. inorg. ядрена химия, 1969, v. 31, № 1, стр. 187.

63. Абдукаюмов М., Левин В.И., Козлова М.Д. Радиохимия, 1972, т. 14, N 1, с. 54.

64. Левин В.И., Абдукаюмов М., Козлова М.Д. Радиохимия, 1972, т. 14, N 1, с. 58.

65. Е. А. Белоусов, А. А. Аловейников, Ж. хим., 1975, т. 20, N 10, с. 2686.

66. Leuze R., Bay bar z R., Weaver B. Nucl. наука Engng, 1963, v. 17, стр. 252.

67. Моисеев A.A., Иванов V.I. Ръководство по дозиметрия и радиационна хигиена. 4-то изд., преработено. и допълнителни - М .: Енергоатомиздат, 1990.-252 e .; аз ще.

68. Козлов В.Ф. Наръчник по радиационна безопасност. 3-то издание, преработено. и допълнителни - М.: Енергоатомиздат, 1987. - 192 с., ил.

69. Несмеянов Ан. Н., Лапицки А.В., Руденко Н.П. Получаване на радиоактивни изотопи. М.: GNTI химическа литература, 1954. 194 д., ил.

70. Справочник по химия и физика. 50-изд. Изд. R.C.West. Кливланд. Chemical Rubber Co. 1970 г.

71. Захаров-Нарцисов О.И., Михайлов Г.Г., Очкин А.В., Попов А.И. Семинар по ядрена физика. Измерване на абсолютна и относителна активност. Урок. Москва: МХТИ им. D.I.Mendeleeva, 1986. - 63 с.

72. G. I. Mikulin, „За някои методи за изчисление, определящи плътността и топлинния капацитет на смесени разтвори на електролити“, Zh. В книгата. Въпроси на физикохимията на електролитни разтвори. Изд. G.I.Mikulina.- Л.: Химия. 1968. 420 д., ил. С. 401.

73. Микулин Г.И. Термодинамика на смесени разтвори на силни електролити. В книгата. Въпроси на физикохимията на електролитни разтвори. Изд. Г. И. Микулина.- Л.: Химия. 1968. 420 с., ил. С. 202.

74. Вознесенская И.Е., Микулин Г.И. Таблици на активността на водата в разтвори на силни електролити при 25 ° C. В книгата. Въпроси на физикохимията на електролитни разтвори. Изд. G.I.Mikulina.- Л.: Химия. 1968. 420 д., ил. С. 361.

75. Nekhaevskii S.Yu., Ochkin AV Определяне на активността на три-n-бутил фосфат в някои екстракционни системи. J. физически. Химия, 1998 т. 72, с. 2251.

Моля, имайте предвид, че научните текстове, представени по-горе, са публикувани за преглед и са получени чрез разпознаване на текст на оригинална дисертация (OCR). В тази връзка те могат да съдържат грешки, свързани с несъвършенството на алгоритмите за разпознаване. В PDF файловете на дисертациите и резюметата, които предоставяме, няма такива грешки.

Кадмият е елемент от странична подгрупа на втора група, пети период от периодичната система на химичните елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 48. Означава се със символа Cd (лат. Cadmium). Мек, ковък пластичен сребристо-бял преходен метал.

История на откриването на кадмий

Окръжният лекар Ролов се отличаваше с остър нрав. Така през 1817 г. той нареди всички препарати с цинков оксид, произведени във фабриката на Шенебек на Херман, да бъдат изтеглени от продажба. от външен видпрепарати, той подозираше, че в цинковия оксид има арсен! (Цинковият оксид все още се използва в кожни заболявания; от него се правят мехлеми, прахове, емулсии.)

За да докаже своя случай, строгият одитор разтвори предполагаемия оксид в киселина и прекара през този разтвор сероводород: изпадна жълта утайка. Арсеновите сулфиди са просто жълти!

Собственикът на фабриката започва да оспорва решението на Ролов. Самият той беше химик и след като лично анализира проби от продукти, не намери арсен в тях. Той докладва резултатите от анализа на Ролов, а в същото време и на властите в провинция Хановер. Властите, разбира се, поискаха проби, за да ги изпратят за анализ на някой от реномираните химици. Решено е, че съдия в спора между Ролов и Херман трябва да бъде професор Фридрих Стромайер, който от 1802 г. е бил катедра по химия в университета в Гьотинген и поста главен инспектор на всички аптеки в Хановер.

На Stromeyer е изпратен не само цинков оксид, но и други цинкови препарати от фабриката Hermann, включително ZnCO 3 , от който е получен този оксид. Като калцинира цинков карбонат, Strohmeyer получава оксид, но не бял, както би трябвало да бъде, а жълтеникав. Собственикът на фабриката обясни оцветяването с добавка на желязо, но Stromeyer не беше доволен от това обяснение. След като закупи още цинкови препарати, направи пълен анализ на тях и без специална работаподчертава елемента, причинил пожълтяването. Анализът каза, че не е арсен (както твърди Ролов), но не и желязо (както твърди Херман).

Това беше нов, непознат досега метал, химически много подобен на цинка. Само неговият хидроксид, за разлика от Zn(OH) 2, не е амфотерен, но има изразени основни свойства.

В свободна форма нов елементБеше бял метал, мек и не много здрав, покрит с кафеникав оксиден филм отгоре. Stromeyer нарича този метал кадмий, ясно намеквайки за неговия "цинков" произход: гръцката дума καδμεια отдавна е обозначавала цинкови руди и цинков оксид.

През 1818 г. Стромайер публикува подробна информация за новия химичен елемент и почти веднага започва да се посяга на неговия приоритет. Първи се изказа същият Ролов, който по-рано смяташе, че в препаратите от немския завод има арсен. Малко след Стромайер друг немски химик, Керстен, открива нов елемент в силезийската цинкова руда и го нарича мелин (от латинското mellinus, „жълт като дюля“) заради цвета на утайката, образувана от действието на сероводорода. Но това беше кадмий, вече открит от Стромайер. По-късно бяха предложени още две имена за този елемент: клапротиум - в чест на известния химик Мартин Клапрот и юноний - след астероида Юнона, открит през 1804 г. Но името, дадено на елемента от неговия откривател, все пак е установено. Вярно е, че в руската химическа литература от първата половина на 19 век. кадмият често се нарича кадмий.

Кадмий в околната среда

Средното съдържание на кадмий в земната кора е 130 mg/t. Кадмият е един от редките микроелементи: намира се като изоморфен примес в много минерали и винаги в цинковите минерали. Известни са само 6 кадмиеви минерала. Много редки кадмиеви минерали са грийнокит CdS (77,8% Cd), хаулиит (същият), отавит CdCO 3 , монтемпонит CdO (87,5% Cd), кадмозелит CdSe (47% Cd), ксантохроит CdS (H 2 O) x (77,2% Cd). По-голямата част от кадмия е диспергиран в голям брой минерали (повече от 50), главно в цинкови, оловни, медни, железни, манганови и живачни сулфиди.

Въпреки че са известни независими минерали на кадмий - грийнокит(CdS), отавите(CdCO3), монтепонит(CdO) и селенид(CdSe), те не образуват собствени находища, а присъстват като примеси в цинкови, оловни, медни и полиметални руди, които са основният източник за промишлено производство на кадмий. Максималната концентрация се отбелязва в цинковите минерали и на първо място в сфалерита (до 5%). В повечето случаи съдържанието на кадмий в сфалерита не надвишава 0,4 - 0,6%. В други сулфиди, например в рамката, съдържанието на кадмий е 0,003 - 0,2%, в галенит 0,005 - 0,02%, в халкопирит 0,006 - 0,12%; кадмият обикновено не се извлича от тези сулфиди.
Между другото, кадмият присъства в определени количества във въздуха. Според чуждестранни данни съдържанието на кадмий във въздуха е 0,1-5,0 ng / m 3 в селските райони (1 ng или 1 нанограм = 10 -9 грама), 2 - 15 ng / m 3 - в градовете и от 15 до 150 ng / m 3 - в промишлени зони. Това се дължи по-специално на факта, че много въглища съдържат кадмий като примес и при изгаряне в топлоелектрически централи той навлиза в атмосферата. В същото време значителна част от него се утаява върху почвата. Също така, увеличаването на съдържанието на кадмий в почвата допринася за използването на минерални торове, т.к. почти всички от тях съдържат незначителни примеси на кадмий.
Кадмият може да се натрупва в растенията (най-вече в гъбите) и живите организми (особено във водните) и по-нататък по хранителната верига може да бъде "доставен" на хората. Много кадмий в цигарения дим.

В естествени условия кадмият навлиза в подземните води в резултат на излужване на руди на цветни метали, както и в резултат на разлагането на водни растения и организми, способни да го натрупват. През последните десетилетия преобладава антропогенният фактор на замърсяването на природните води с кадмий. Кадмият присъства във вода в разтворена форма (сулфат, хлорид, кадмиев нитрат) и в суспендирана форма като част от органо-минерални комплекси. Съдържанието на кадмий във водата се влияе значително от рН на средата (в алкална среда кадмият се утаява под формата на хидроксид), както и от сорбционните процеси.

Получаване на кадмий

Единственият минерал, който представлява интерес за получаване на кадмий, е грийнокитът, така наречената "кадмиева смес". Добива се заедно с фаерит при разработването на цинкови руди. По време на обработката кадмият се концентрира в страничните продукти от процеса, откъдето след това се възстановява. В момента се произвеждат над 10³ тона кадмий годишно.

При преработката на полиметални руди той, аналогът на цинка, неизменно се получава главно в цинков концентрат. А кадмият се редуцира дори по-лесно от цинка и има по-ниска точка на кипене (съответно 767 и 906°C). Следователно при температура около 800°C не е трудно да се отделят цинк и кадмий.

Физични свойства на кадмия

Сребристо бял мек метал с шестоъгълна решетка. Ако кадмиевата пръчка е огъната, тогава се чува леко пукване - това са метални микрокристали, които се търкат един в друг (калаена пръчка също се напуква).

Кадмият е мек, ковък, лесно се обработва. Това също улеснява и ускорява пътя му към атомната технология. Високата селективност на кадмия, неговата чувствителност към топлинни неутрони също изиграха в ръцете на физиците. И според основната производителност - напречното сечение на улавяне на топлинни неутрони - кадмият заема едно от първите места сред всички елементи на периодичната система - 2400 barn. (Припомнете си, че напречното сечение на улавяне е способността за „поемане“ на неутрони, измерена в конвенционални единици хамбари.)

Естественият кадмий се състои от осем изотопа (с масови числа 106, 108, 110, 111, 112, 113, 114 и 116), а напречното сечение на улавяне е характеристика, при която изотопите на един елемент могат да се различават много. В естествена смес от кадмиеви изотопи, основният "изяждащ неутрони" е изотоп с масово число 113. Неговото индивидуално напречно сечение на улавяне е огромно - 25 000 барна!

Чрез присъединяване на неутрон кадмий-113 се превръща в най-често срещания (28,86% от естествената смес) изотоп на елемент № 48 - кадмий-114. Делът на самия кадмий-113 е само 12,26%. За съжаление, разделянето на осем изотопа на кадмий е много по-трудно от разделянето на два изотопа на бора.

Кристалната решетка на кадмия е шестоъгълна, a = 2,97311 Å, c = 5,60694 Å (при 25 °C); атомен радиус 1,56 Å, йонен радиус Cd 2+ 1,03 Å. Плътност 8,65 g / cm 3 (20 ° C), t pl 320,9 ° C, t kip 767 ° C, коефициент на термично разширение 29,8 10 -6 (при 25 ° C); топлопроводимост (при 0°C) 97,55 W/(m K) или 0,233 cal/(cm sec °C); специфичен топлинен капацитет (при 25 °C) 225,02 J/(kg K) или 0,055 cal/(g °C); електрическо съпротивление (при 20 °C) 7,4 10 -8 ohm m (7,4 10 -6 ohm cm); температурен коефициент на електрическо съпротивление 4.3 10 -3 (0-100 ° C). Якост на опън 64 MN / m 2 (6,4 kgf / mm 2), удължение 20%, твърдост по Бринел 160 MN / m 2 (16 kgf / mm 2).

Химични свойства на кадмия

Кадмият се намира в една и съща група на периодичната таблица с цинка и живака, като заема междинна позиция между тях, така че някои от химичните свойства на тези елементи са сходни. По този начин сулфидите и оксидите на тези елементи са практически неразтворими във вода. Кадмият не взаимодейства с въглерода, от което следва, че кадмият не образува карбиди.

В съответствие с външната електронна конфигурация на атома 4d 10 5s 2, валентността на кадмия в съединенията е 2. Кадмият потъмнява във въздуха, като е покрит с тънък филм от CdO оксид, който предпазва метала от по-нататъшно окисление. При силно нагряване на въздух кадмият изгаря в CdO оксид - кристален прах от светлокафяв до тъмнокафяв цвят, плътност 8,15 g/cm3; при 700°C CdO сублимира без да се топи. Кадмият се свързва директно с халогени; тези съединения са безцветни; CdCl 2 , CdBr 2 и CdI 2 са много лесно разтворими във вода (около 1 част безводна сол в 1 част вода при 20 ° C), CdF 2 се разтваря по-трудно (1 част в 25 части вода). Със сярата кадмият образува лимоненожълт до оранжево-червен CdS сулфид, неразтворим във вода и разредени киселини. Кадмият лесно се разтваря в азотна киселина с освобождаване на азотни оксиди и образуване на нитрат, който дава хидрат Cd (NOa) 2 4H 2 O. От киселини - солна и разредена сярна кадмий бавно освобождава водород, когато разтворите се изпаряват, хлоридът се хидратира 2CdCl 2 кристализира от тях 5H 2 O и сулфат 3CdSO 4 8H 2 O. Разтворите на кадмиеви соли са киселинни поради хидролиза; каустик алкали утаяват бял хидроксид Cd (OH) 2 от тях, неразтворим в излишък от реагента; обаче, под действието на концентрирани алкални разтвори върху Cd (OH) 2, се получават хидрооксокадмати, например Na 2. Катионът Cd 2+ лесно образува комплексни йони с амоняк 2+ и с циан 2- и 4-. Известни са множество основни, двойни и комплексни кадмиеви соли. Кадмиевите съединения са отровни; особено опасно е вдишването на изпарения от неговия оксид.

Приложение на кадмий

Кадмият добива популярност през 40-те години на 20 век. По това време кадмият се превърна в стратегически материал - от него започнаха да правят контролни и аварийни пръти на ядрени реактори.

Първоначално кадмият се оказа основният "ядрен" материал, главно защото абсорбира добре термичните неутрони. Всички реактори от началото на "атомната епоха" (а първият от тях е построен от Енрико Ферми през 1942 г.) са работили с топлинни неутрони. Само много години по-късно стана ясно, че реакторите на бързи неутрони са по-обещаващи както за енергия, така и за получаване на ядрено гориво - плутоний-239. А кадмият е безсилен срещу бързите неутрони, не ги забавя.

Ролята на кадмия в конструкцията на реактора обаче не бива да се преувеличава, тъй като физичните и химичните свойства на този метал (якост, твърдост, устойчивост на топлина - точката му на топене е само 321 ° C) оставят много да се желае. Кадмият е първият основен материал. След това борът и неговите съединения започват да играят водеща роля. Но кадмият е по-лесен за получаване в големи количества.

Кадмиеви сплави

Около една десета от световното производство на кадмий се изразходва за производството на сплави. Кадмиевите сплави се използват главно като антифрикционни материали и спойки. Добре познат състав на сплавта от 99% Cd и 1% Ni се използва за производството на лагери, работещи в автомобилни, самолетни и морски двигатели при условия високи температури. Тъй като кадмият не е достатъчно устойчив на киселини, включително органични киселини, съдържащи се в смазочните материали, понякога лагерните сплави на основата на кадмий са покрити с индий.

Легирането на мед с малки добавки на кадмий прави възможно производството на по-устойчиви на износване проводници на електрически транспортни линии. Медта с добавка на кадмий почти не се различава по електрическа проводимост от чистата мед, но значително я превъзхожда по сила и твърдост.

Сплав от кадмий със злато има зеленикав цвят. Сплав от кадмий с волфрам, рений и 0,15% уран 235 - небесно синьо е получена от испански учени през 1998 г.

Защитни покрития с кадмий

Всеки знае поцинкования калай, но не всеки знае, че не само поцинковане, но и кадмиево покритие се използва за защита на желязото от корозия. Кадмиевото покритие вече се нанася само електролитно, най-често в индустриална средаизползвайте бани с цианид. Преди това желязото и другите метали са били кадмирани чрез потапяне на продукти в разтопен кадмий.

Въпреки сходните свойства на кадмия и цинка, кадмиевото покритие има няколко предимства: по-устойчиво е на корозия, по-лесно е да се направи равномерно и гладко. Освен това кадмият, за разлика от цинка, е стабилен в алкална среда. Кадмиевият калай се използва доста широко, отказан му е достъпът само до производството на контейнери за храна, тъй като кадмият е токсичен. Кадмиевите покрития имат още една интересна характеристика: в атмосферата на селските райони те са много по-устойчиви на корозия, отколкото в атмосферата на индустриалните зони. Такова покритие се разваля особено бързо, ако във въздуха се увеличи съдържанието на серни или серни анхидриди.

Кадмий в производството на химически източници на ток

Най-важната област на приложение на кадмия е производството на химически източници на ток. Кадмиевите електроди се използват в батерии и акумулатори. Отрицателните плочи на никел-кадмиевите батерии са направени от железни мрежи с гъбест кадмий като активен агент. Положителни плочи, покрити с никелов хидроксид. Електролитът е разтвор на калиев хидроксид. На базата на кадмий и никел се правят и компактни батерии за управляеми ракети, само че в този случай като основа са инсталирани не желязо, а никелови решетки.

Никел-кадмиевите алкални батерии са по-надеждни от оловните (киселинни) батерии. Тези източници на ток се отличават с високи електрически характеристики, стабилна работа и дълъг експлоатационен живот. Те могат да бъдат заредени само за един час. Но никел-кадмиевите батерии не могат да се презареждат, без преди това да са напълно разредени (в това отношение те са по-ниски от металните хидридни батерии).

Около 20% от кадмия се използва за производството на кадмиеви електроди, използвани в батерии (никел-кадмиеви и сребърно-кадмиеви), нормални клетки Weston, в резервни батерии (оловно-кадмиеви клетки, живачно-кадмиеви клетки и др.).

Пигменти

Около 20% от кадмия се използва за производството на неорганични багрила (сулфиди и селениди, смесени соли, например кадмиев сулфид - кадмиев лимон).

Използването на кадмий в медицината

• Кадмият понякога се използва в експерименталната медицина.

Кадмият се използва в хомеопатичната медицина.

• AT последните годиникадмият започна да се използва при създаването на нови противотуморни нанолекарства. В Русия в началото на 50-те години на миналия век бяха проведени първите успешни експерименти, свързани с разработването на противотуморни лекарства на базата на кадмиеви съединения.

Други приложения на кадмий

• Кадмиевият сулфид се използва за производството на филмови слънчеви клетки с ефективност около 10-16%, а също и като много добър термоелектричен материал.

• Използва се като компонент на полупроводникови материали и фосфор.

• Топлинната проводимост на метал близо до абсолютната нула е най-високата сред всички метали, така че кадмият понякога се използва за криогенна технология.

Ефектът на кадмия върху човешкото тяло

Кадмият е един от най-токсичните тежки метали и поради това е причислен към 2-ри клас на опасност от руския SanPiN.

Кадмиевите съединения са отровни. Особено опасен случай е вдишването на пари от неговия оксид (CdO). Кадмият е кумулативна отрова (способна да се натрупва в тялото). В питейната вода ПДК за кадмий е 0,001 mg/dm³

Разтворимите кадмиеви съединения, след като се абсорбират в кръвта, засягат централната нервна система, черния дроб и бъбреците и нарушават фосфорно-калциевия метаболизъм. Хроничното отравяне води до анемия и разрушаване на костите.

Кадмият обикновено присъства в малки количества в тялото на здрав човек. Кадмият лесно се натрупва в бързо пролифериращи клетки (например в туморни или полови клетки). Той се свързва с цитоплазмения и ядрения материал на клетките и ги уврежда. Той променя активността на много хормони и ензими. Това се дължи на способността му да свързва сулфхидрилни (-SH) групи.

През 1968 г. в известно списание се появява статия, наречена "Кадмият и сърцето". В него се казва, че д-р Карол, служител по общественото здраве на САЩ, е открил връзка между нивата на атмосферния кадмий и честотата на смъртните случаи от сърдечно-съдови заболявания. Ако, да речем, в град А съдържанието на кадмий във въздуха е по-високо, отколкото в град Б, тогава ядрата на град А умират по-рано, отколкото ако са живели в град Б. Карол прави това заключение, след като анализира данни за 28 града.

Според USEPA, СЗО и Health Canada общият дневен прием на кадмий в човешкото тяло от всички източници е 10-50 mcg. Основният и най-"стабилен" източник е храната - средно от 10 до 30-40 микрограма кадмий на ден. Зеленчуците, плодовете, животинското месо, рибата обикновено съдържат 10-20 микрограма кадмий на килограм телесно тегло. Въпреки това, няма правила без изключения. Зърнените култури, отглеждани на почва, замърсена с кадмий или поливани с вода, съдържаща кадмий, могат да съдържат повишено количество кадмий (повече от 25 µg/kg).

Значително "увеличение" на кадмий се получава от пушачите. Една цигара съдържа 1 микрограм (а понякога и повече – до 2 микрограма) кадмий. Така че помислете - човек, който пуши по кутия цигари на ден, излага тялото си на допълнителни ефекти от поне 20 микрограма кадмий, които за справка не се задържат дори от въгленов филтър.
Трябва също да се отбележи, че кадмият се усвоява по-лесно от организма през белите дробове - до 10-20%. Тези. от една кутия цигари ще се усвоят 2-4 микрограма кадмий. При приемане през стомашно-чревния тракт процентът на усвояемост е само 4-7% (0,2 - 5 μg кадмий на ден в абсолютно изражение). По този начин пушачът поне 1,5-2 пъти увеличава "натоварването" на тялото си с кадмий, което е изпълнено с неблагоприятни последици за здравето.

Световен пазар на кадмий

Годишно се произвеждат около 20 хиляди тона кадмий. Обемът на производството му до голяма степен е свързан с мащаба на производството на цинк.

Около 82% от световното предлагане на рафиниран кадмий идва от никел-кадмиеви захранвания, но след ограничения върху производството им в Европа, една трета от потреблението на кадмий ще бъде засегнато. В резултат на увеличаването на производството на цинк в Европа и намаляването на употребата на кадмий, може да има „свободен“ кадмий, най-често под формата на твърди отпадъци, но производството на никел-кадмиеви батерии расте в Азия, има прехвърляне на производството в Азия и в резултат на това търсенето на кадмий в азиатския регион. Засега това ще позволи да се запази световното потребление на кадмий на сегашното ниво. През 2007 г. цените на кадмия, започващи от $4,18/кг, се покачиха до $13/кг, но в края на годината те бяха $7/кг.

През 2010 г. южнокорейската Young Poong Corp. увеличи производството на кадмий със 75% до 1400 тона годишно и планира скоро да пусне нови съоръжения, каза представител на компанията.

През 1968 г. в известно списание се появява статия, наречена "Кадмият и сърцето". В него се казваше, че д-р Карол, служител по общественото здраве на САЩ, е открил връзка между атмосферния кадмий и смъртните случаи от сърдечно-съдови заболявания. Ако, да речем, в град А съдържанието на кадмий във въздуха е по-високо, отколкото в град Б, тогава ядрата на град А умират по-рано, отколкото ако са живели в град Б. Карол прави това заключение, след като анализира данни за 28 града. Между другото, в група А имаше такива центрове като Ню Йорк, Чикаго, Филаделфия...
Така те отново бяха обвинени в отравяне на елемент, отворен в бутилка от аптека!

Елемент фармацевтична бутилка

Малко вероятно е някой от магдебургските фармацевти да е произнесъл известната фраза на кмета: „Поканих ви, господа, за да ви съобщя неприятна новина“, но те имаха обща черта с него: страхуваха се от одитора.
Окръжният лекар Ролов се отличаваше с остър нрав. Така през 1817 г. той нареди всички препарати с цинков оксид, произведени във фабриката на Шенебек на Херман, да бъдат изтеглени от продажба. По вида на препаратите той заподозря, че в цинковия оксид има арсен! (Цинковият оксид все още се използва за кожни заболявания; от него се правят мехлеми, прахове, емулсии.)
За да докаже своя случай, строгият одитор разтвори предполагаемия оксид в киселина и прекара през този разтвор сероводород: изпадна жълта утайка. Арсеновите сулфиди са просто жълти!

Собственикът на фабриката започва да оспорва решението на Ролов. Самият той е бил химик и след като лично е анализирал пробите от продукта, не е открил арсен в тях. Той докладва резултатите от анализа на Ролов, а в същото време и на властите в провинция Хановер. Властите, разбира се, поискаха проби, за да ги изпратят за анализ на някой от реномираните химици. Решено е, че съдия в спора между Ролов и Херман трябва да бъде професор Фридрих Стромайер, който от 1802 г. е бил катедра по химия в университета в Гьотинген и поста главен инспектор на всички аптеки в Хановер.
На Stromeyer е изпратен не само цинков оксид, но и други цинкови препарати от фабриката Hermann, включително ZnCO 3, от който е получен този оксид. Като калцинира цинков карбонат, Strohmeyer получава оксид, но не бял, както би трябвало да бъде, а жълтеникав. Собственикът на фабриката обясни оцветяването с примес от желязо, но Стромайер не беше доволен от това обяснение. След като закупи още цинкови препарати, той направи пълен анализ на тях и без особени затруднения изолира елемента, който причинява пожълтяване. Анализът каза, че не е арсен (както твърди Ролов), но не и желязо (както твърди Херман).

Фридрих Стромайер (1776-1835)

Това беше нов, непознат досега метал, химически много подобен на цинка. Само неговият хидроксид, за разлика от Zn(OH) 2, не е амфотерен, но има изразени основни свойства.
В свободната си форма новият елемент беше бял метал, мек и не много здрав, покрит с кафеникав оксиден филм отгоре. Stromeyer нарича този метал кадмий, ясно намеквайки за неговия „цинков“ произход: гръцката дума отдавна е обозначавала цинкови руди и цинков оксид.
През 1818 г. Стромайер публикува подробна информация за новия химичен елемент и почти веднага започва да се посяга на неговия приоритет. Първи се изказа същият Ролов, който по-рано смяташе, че в препаратите от немския завод има арсен. Малко след Стромайер друг немски химик Керстен открива нов елемент в силезийската цинкова руда и го нарича мелин (от латинското mellinus, „жълт като дюля“) заради цвета на утайката, образувана от действието на сероводорода. Но вече беше открит от Strohmeyer кадмий. По-късно бяха предложени още две имена за този елемент: клапротиум - в чест на известния химик Мартин Клапрот и юноний - след астероида Юнона, открит през 1804 г. Но името, дадено на елемента от неговия откривател, все пак е установено. Вярно е, че в руската химическа литература от първата половина на 19 век. кадмият често се нарича кадмий.

Седем цвята на дъгата

Кадмиевият сулфид CdS вероятно е първото съединение на елемент #48, от което индустрията се интересува. CdS са кубични или шестоъгълни кристали с плътност 4,8 g/cm 3 . Цветът им е от светложълт до оранжево-червен (в зависимост от начина на приготвяне). Този сулфид е практически неразтворим във вода, също така е устойчив на действието на алкални разтвори и повечето киселини. А получаването на CdS е съвсем просто: достатъчно е да прекарате, както направиха Stromeyer и Rolov, сероводород през подкислен разтвор, съдържащ Cd 2+ йони. Може да се получи и при обменна реакция между разтворима кадмиева сол, като CdSO 4, и всеки разтворим сулфид.
CdS е важно минерално багрило. Преди се наричаше кадмиево жълто. Ето какво пишат за кадмиевото жълто в първата руска "Техническа енциклопедия", издадена в началото на 20 век.
„Светло жълти тонове, като се започне от лимоненожълто, се получават от чисти слабо киселинни и неутрални разтвори на кадмиев сулфат, а когато кадмиевият сулфид се утаи с разтвор на натриев сулфид, се получават по-тъмно жълти тонове. Значителна роля в производството на кадмиево жълто играе наличието на други метални примеси в разтвора, като цинк. Ако последният присъства заедно с кадмий в разтвор, тогава по време на утаяване се получава мътен жълт цвят с белезникав оттенък ... По един или друг начин могат да се получат шест нюанса на кадмиево жълто, вариращи от лимонено жълто до оранжево .. , Тази боя в завършен вид има много красив блясък жълто. Той е доста постоянен към слаби основи и киселини и е напълно нечувствителен към сероводород; затова се смесва на сухо с ултрамарин и се получава фино зелено багрило, което в търговията се нарича кадмиево зелено.
Като се смесва с изсушаващо масло, става като маслена боя в живописта; много непрозрачна, но поради високата пазарна цена се използва главно в живописта като маслена или акварелна боя, но също и за печат. Поради голямата си пожароустойчивост се използва за рисуване върху порцелан.
Остава само да добавим, че впоследствие жълтият кадмий стана по-широко използван "в бояджийския бизнес". По-специално, леките автомобили бяха боядисани с него, тъй като, наред с други предимства, тази боя издържа добре на локомотивния дим. Като багрило кадмиевият сулфид се използва и в текстилната и сапунената промишленост.

Но през последните години промишлеността използва чист кадмиев сулфид все по-рядко - той все още е скъп. Той се заменя с по-евтини вещества - кадмопон и цинк-кадмиев литопон.
Реакцията за получаване на кадмопон е класически пример за образуване на две утайки едновременно, когато практически нищо не остава в разтвора освен вода:
CdSO 4 4- BaS (и двете соли са разтворими във вода) _ * CdS J + BaS04 J.
Kadmopon е смес от кадмиев сулфид и бариев сулфат. Количественият състав на тази смес зависи от концентрацията на разтворите. Лесно е да се променя съставът и следователно нюансът на багрилото.
Кадмиево-цинковият литопон също съдържа цинков сулфид. При производството на това багрило три соли се утаяват едновременно. Цветът на литопона е кремав или слонова кост.
Както вече видяхме, материалните неща могат да бъдат оцветени с кадмиев сулфид в три цвята: оранжево, зелено (кадмиево зелено) и всички нюанси на жълтото, но кадмиевият сулфид придава на пламъка различен цвят - син. Това свойство се използва в пиротехниката.
Така че само с една комбинация от елемент 48 можете да получите четири от седемте цвята на дъгата. Остават само червено, синьо и лилаво. Синият или виолетов цвят на пламъка може да се постигне чрез допълване на блясъка на кадмиев сулфид с определени пиротехнически добавки - това няма да е трудно за опитен пиротехник.
А червеният цвят може да се получи с помощта на друго съединение на елемент № 48 - неговият селенид. CdSe се използва като художествена боя, между другото, много ценна. Рубинено стъкло се оцветява с кадмиев селенид; и не хромов оксид, както в самия рубин, но кадмиев селенид направи звездите на Московския Кремъл рубиненочервени.
Стойността на кадмиевите соли обаче е много по-малка от стойността на самия метал.

Преувеличенията съсипват репутацията

Ако изградите диаграма с дати на хоризонталната ос и търсенето на кадмий на вертикалната ос, получавате възходяща крива. Производството на този елемент расте, а най-резкият "скок" пада върху 40-те години на нашия век. По това време кадмият се превърна в стратегически материал - от него започнаха да правят контролни и аварийни пръти на ядрени реактори.

В популярната литература може да се срещне твърдението, че ако не бяха тези пръти, които абсорбират излишните неутрони, тогава реакторът щеше да се „разтърси“ и да се превърне в атомна бомба. Това не е съвсем вярно. За да се случи атомна експлозия, трябва да бъдат изпълнени много условия (тук не е мястото да говорим за тях подробно, но не можете да обясните ET0 накратко). Реактор, в който верижната реакция е станала неконтролируема, не е задължително да експлодира, но във всеки случай възниква сериозна авария, изпълнена с огромни материални разходи. И понякога не само материал ... Така че ролята на регулиране и;
Твърдението е също толкова неточно (вижте например добре известната книга II. R. Taube и E. I. Rudenko „От водород до ...“. M., 1970), че кадмият е най-подходящият материал. Ако имаше и „топлинни“ преди думата „неутрони“, тогава това твърдение би станало наистина точно.
Неутроните, както е известно, могат да се различават значително по енергия. Има нискоенергийни неутрони - тяхната енергия не надвишава 10 килоелектронволта (keV). Има бързи неутрони – с енергия над 100 keV. И има, напротив, нискоенергийни - топлинни и "студени" неутрони. Енергията на първия се измерва в стотни от електронволта, а на втория е под 0,005 eV.
Първоначално кадмият се оказа основният "ядрен" материал, главно защото абсорбира добре термичните неутрони. Всички реактори в началото на "атомната ера" (и първият от тях е построен от Enrnco Fermi през 1942 г.) са работили с топлинни неутрони. Само много години по-късно стана ясно, че реакторите на бързи неутрони са по-обещаващи както за енергия, така и за получаване на ядрено гориво - плутоний-239. А кадмият е безсилен срещу бързите неутрони, не ги забавя.
Следователно ролята на кадмия в изграждането на реактори не бива да се преувеличава. А също и защото физико-химичните свойства на този метал (якост, твърдост, устойчивост на топлина - точката му на топене е само 321 ° C) оставят много да се желае. А също и защото, без преувеличение, ролята, която кадмият е играл и играе в ядрените технологии, е доста значителна.
Кадмият е първият основен материал. След това борът и неговите съединения започват да играят водеща роля. Но кадмият е по-лесен за получаване в големи количества от бора: кадмият е получен и получен като страничен продукт от производството на цинк и олово. При преработката на полиметални руди той, аналогът на цинка, неизменно се оказва главно в цинков концентрат. А кадмият се редуцира дори по-лесно от цинка и има по-ниска точка на кипене (съответно 767 и 906°C). Следователно при температура от около 800 ° C не е трудно да се отделят цинк и кадмий.

Кадмият е мек, ковък, лесно се обработва. Това също улеснява и ускорява пътя му към атомната технология. Високата селективност на kad-)1IA, неговата чувствителност специално към топлинни неутрони, също изиграха в ръцете на физиците. И според основната производителност - напречното сечение на улавяне на топлинни неутрони - кадмият заема едно от първите места сред всички елементи на периодичната система - 2400 barn. (Припомнете си, че напречното сечение на улавяне е способността за „поемане“ на неутрони, измерена в конвенционални единици хамбари.)
Естественият кадмий се състои от осем изотопа (с масови числа 106, 108, 110, 111, 112, IS, 114 и 116), а напречното сечение на улавяне е характеристика, при която изотопите на един елемент могат да се различават много. В естествена смес от изотопи на кадмий, основният "поглъщащ неутрони" е изотоп с масово число IZ. Неговото индивидуално напречно сечение на улавяне е огромно - 25 хиляди хамбара!
Чрез присъединяване на неутрон кадмий-113 се превръща в най-често срещания (28,86% от естествената смес) изотоп на елемент № 48 - кадмий-114. Делът на самия кадмий-113 е само 12,26%.
Контролни пръти на ядрен реактор.

За съжаление, разделянето на осем изотопа на кадмий е много по-трудно от разделянето на два изотопа на бора.
Контролните и аварийните пръти не са единственото място на "атомната служба" на елемент № 48. Способността му да поглъща неутрони със строго определени енергии помага да се изследват енергийните спектри на получените неутронни лъчи. С помощта на кадмиева пластина, която се поставя на пътя на неутронния сноп, се определя доколко е хомогенен този сноп (като енергийни стойности), какъв е делът на топлинните неутрони в него и др.
Не много, но има
И накрая - за ресурсите на кадмий. Неговите собствени минерали, както се казва, един или два и неправилно изчислени. Само един от тях е достатъчно пълно проучен - рядък CdS гринокит, който не образува клъстери. Още два минерала от елемент № 48 - отавит CdCO 3 и монтепонит CdO - са много редки. Но кадмият не е "жив" със собствените си минерали. Цинковите минерали и полиметалните руди са доста надеждна суровинна база за неговото производство.

Кадмиево покритие

Всеки знае поцинкована калай, но не всеки знае, че не само поцинковане, но и кадмиево покритие се използва за защита на yagelez от корозия. Кадмиевото покритие вече се прилага само електролитно, най-често в индустриални условия се използват цианидни вани. Преди това желязото и другите метали са били кадмирани чрез потапяне на продукти в разтопен кадмий.

Въпреки сходните свойства на кадмия и цинка, кадмиевото покритие има няколко предимства: по-устойчиво е на корозия, по-лесно е да се направи равномерно и гладко. Освен това кадмият, за разлика от цинка, е стабилен в алкална среда. Кадмиевият калай се използва доста широко, отказан му е достъпът само до производството на контейнери за храна, тъй като кадмият е токсичен. Кадмиевите покрития имат още една интересна характеристика: в атмосферата на селските райони те са много по-устойчиви на корозия, отколкото в атмосферата на индустриалните зони. Такова покритие се разваля особено бързо, ако във въздуха се увеличи съдържанието на серни или серни анхидриди.

Кадмий в сплави

Около една десета от световното производство на кадмий се изразходва за производството на сплави. Кадмиевите сплави се използват главно като антифрикционни материали и спойки. Добре познат състав на сплавта от 99% Cd и 1% No се използва за производството на лагери, работещи в автомобилни, самолетни и морски двигатели при високи температури. Тъй като кадмият не е достатъчно устойчив на киселини, включително органични киселини, съдържащи се в смазочни материали, понякога носещи сплави на базата на кадмий са покрити с индий.
Припоите, съдържащи елемент № 48, са доста устойчиви на температурни колебания.
Легирането на мед с малки добавки на кадмий прави възможно производството на по-устойчиви на износване проводници на електрически транспортни линии. Медта с добавка на кадмий почти не се различава по електрическа проводимост от чистата мед, но значително я превъзхожда по сила и твърдост.

АКУМУЛАТОР AKN И НОРМАЛЕН WESTON ЕЛЕМЕНТ.

Сред химическите източници на ток, използвани в промишлеността, видно място принадлежи на никел-кадмиевите батерии (NAC). Отрицателните плочи на такива батерии са направени от железни мрежи с кадмиева гъба като активен агент. Положителните плочи са покрити с никелов оксид. Електролитът е разтвор на калиев хидроксид. Никел-кадмиевите алкални батерии се различават от оловните (киселинни) батерии с по-голяма надеждност. Въз основа на това двойките правят много компактни батерии за управляеми ракети. Само в този случай като основа са монтирани не железни, а никелови решетки.

Елемент № 48 и неговите съединения са използвани в още един химически източник на ток. При изграждането на нормален елемент на Уестън работят както кадмиевата амалгама, така и кристалите на кадмиев сулфат и разтвор на тази сол.

Токсичност на кадмий

Информацията за токсичността на кадмия е доста противоречива. По-скоро фактът, че кадмият е отровен, е неоспорим: учените спорят за степента на опасност от кадмий. Известни са случаи на фатално отравяне с изпарения на този метал и неговите съединения - така че такива изпарения представляват сериозна опасност. Ако попадне в стомаха, кадмият също е вреден, но случаите на фатално отравяне с кадмиеви съединения, попаднали в тялото с храната, са неизвестни на науката. Очевидно това се дължи на незабавното отстраняване на отровата от стомаха, предприето от самия организъм. ] Въпреки това в много страни използването на кадмиеви покрития за производството на контейнери за храна е забранено от закона.

програма

Позиция в периодичната система, сравнение с алкалоземни метали, химическа връзка в съединения.

Прости вещества, електрохимична активност, свойства, приложения. Амалгами. Мерки за безопасност при работа с живак и неговите съединения.

Преработка на руди. Разделяне, изолиране и пречистване на метали.

Цинков оксид и хидроксид, киселинно-алкални свойства. Цинкови соли, хидролиза. Цинкати. Цинкови комплексни съединения, структура, свойства.

Кадмиев оксид и хидроксид, киселинно-алкални свойства, сравнение с цинкови съединения. Комплексни съединения на кадмий, структура, сравнение с цинкови съединения. Образуване на автокомплекс.

Валентни състояния на живака, взаимни преходи между тях, структурни особености, природа на химичната връзка.

Живачен оксид. Соли на живак (I) и (II), свойства. Корозивен сублимат. Каломел. Свойства и приложение.

Комплексни живачни съединения, координационни числа, сравнение с цинкови и кадмиеви съединения.

Амидни производни на живак. Фондацията на Millon. Реакция на Неслер.

Халкогениди на преходни метали, свойства, приложения. Ролята на сулфидите в химичния анализ.

Сравнение на киселинно-базови и редокс свойства на съединения на двувалентен хром, манган, желязо, кобалт, никел, мед и цинк.

Цинкът, кадмият и живакът са елементи от странична подгрупа от група II на периодичната система на Д. И. Менделеев. Атомите на тези елементи имат два електрона във външните и 18 в предпоследните електронни нива (електронна конфигурация (n-1)d 10 ns 2 ). AT химична реакцияметалните атоми от подгрупата на цинка губят два валентни електрона, образувайки съединения, в които тези елементи са двувалентни. За разлика от йоните на алкалоземните метали, металните йони от подгрупата на цинка нямат стабилна конфигурация на инертен газ и за разлика от йоните на други преходни метали, йоните на металите от цинковата подгрупа са напълно завършени 3г- (за Zn 2+), 4г- (за Сd 2+) и 5 д- (за Hg 2+) орбитали. Разликата в електронната структура води до значителни разлики в свойствата на цинк, кадмий и живак и елементи от основната подгрупа. Така елементите от подгрупата на цинка са по-малко активни, по-трудно се окисляват и проявяват по-слабо изразени метални свойства. При прехода от цинк към кадмий и живак химическата активност на елементите намалява: цинкът и кадмият са химически по-активни от живака, който се намира в серията на напрежението след водорода.

При преминаване от цинк към живак, поляризиращият ефект и поляризуемостта на двойно заредените катиони на тези елементи се увеличават. В резултат на това йонната природа на връзката отслабва и ковалентната природа на връзката в съединенията се засилва при прехода от цинк към живак. Живакът проявява най-голяма склонност към образуване на ковалентни връзки. Значителният ковалентен характер на връзката в съединенията на цинка, кадмия и живака води до намаляване на разтворимостта на техните съединения и повишаване на тяхната хидролизируемост.

Оксидите на цинка, кадмия и живака не се разтварят във вода, така че хидроксидите на тези елементи могат да бъдат получени само индиректно - чрез действието на основи върху разтвори на техните соли. При преминаване от цинк към живак силата на хидроксидите намалява и живачният хидроксид се разлага още в момента на образуване:

Hg (NO 3) 2 + 2KOH  HgO + H 2 O + 2KNO 3

Хидроксидите на цинка, кадмия и живака са слабо разтворими във вода. Цинков (II) хидроксид Zn(OH) 2 е типична амфотерна основа. Започва да се утаява от разтвори на цинкови соли при pH> 6,4 под формата на бяла желатинова утайка. Zn(OH) 2 лесно се разтваря в киселини и силни алкални разтвори, а също така се разтваря добре в амонячни разтвори. Характеристика на металния цинк, свързана с амфотерния характер на неговия хидроксид, е способността му да се разтваря в алкални разтвори.

Zn + 2NaOH + 4H 2 O  Na 2 + H 2

Амфотерността на кадмиевия хидроксид е много по-слабо изразена. Този хидроксид се разтваря само в концентрирани алкални разтвори при нагряване:

Cd(OH) 2 + 2NaOH  Na 2

Живачният оксид не е амфотерен.

Отличително свойство на цинка, кадмия и живака е склонността към образуване на комплексни съединения. Във водните разтвори на Zn 2+ има аквакомплекс 2+ с геометрията на неизкривен октаедър. Безцветността на разтворите на този комплекс се дължи на факта, че 3г 10 - конфигурацията на Zn 2+ катиона елиминира възможността д-дпреходи на електрони, а оттам и поглъщане на светлинни кванти. Заетост 3г- подниво означава, че комплексообразуването на Zn 2+ катиона не е придружено от ефекта на стабилизиране от полето на лиганда. Следователно цинковите комплекси с N- и O-донорни лиганди са по-малко стабилни във водни разтвори от Ni 2+ и Cu 2+ комплексите. Zn 2+ катионът образува стабилни комплекси само с полидентатни N- и О-донорни лиганди, например с етилендиамин и етилендиаминтетраацетат, където се усеща ефектът на хелатиране. В такива комплекси неговият координационен номер често е шест. Ефектът на хелатообразуването силно засяга комплексообразуването с карбоксилни и аминокиселинни аниони, с много от които цинкът също образува водоустойчиви комплекси. Zn 2+ и Cd 2+ йони лесно образуват аминокомплекси

ZnCl 2 + 4NH 3  Cl 2.

Образуването на аминокомплекси на живак (II) е възможно само в концентрирани разтвори на амониеви соли. Под действието на воден разтвор на амоняк върху живачни соли или неговия оксид се образуват амидни съединения, съдържащи връзката HgN:

HgCl 2 + 2NH 3  Cl + NH 4 Cl

С лиганди, които имат свободни орбитали, които могат да се припокриват със своите запълнени 3г-орбитали, Zn 2+ катионът образува предимно тетраедрични координационни сфери. Например тетраедричните комплекси 2- и 2- са стабилни във воден разтвор.

С увеличаване на атомния номер се проявява все по-голяма тенденция към образуване на себекомплекси. Например кадмиевият хлорид, бромид, йодид и кадмиев сулфат във водни разтвори образуват автокомплекси Cd, Cd, Cd 2 , Cd и Cd.

За разлика от цинка и кадмия, живакът образува мръсни съединения, които съдържат катиона (Hg-Hg) 2+ или Hg 2 2+, в който живачните атоми са свързани помежду си чрез ковалентни връзки. Наличието на катион (Hg-Hg) 2+ е доказано чрез различни физикохимични методи в много мръсни съединения в твърдо, газообразно и разтворено (във вода) състояние. Мръсните съединения могат да се получат от метален живак или неговите съединения:

Hg 2+ + Hg = (Hg-Hg) 2+

Във воден разтвор катионът (Hg-Hg) 2+ е стабилен при pH < 2,5 и в присутствии металлической ртути. Диртутные соединения имеют склонность к полимеризации и комплексообразованию, а также к образованию соединений, плохо растворимых в воде, и окрашенных соединений.

От физиологична гледна точка съединенията на цинка, кадмия и особено живака са много токсични. Трябва да сте много внимателни с тях. Като се има предвид високата токсичност на живачните пари, които се образуват дори при стайна температура, е необходимо да се спазват всички предпазни мерки при работа с този метал. Измийте добре ръцете със сапун и вода след приключване на работа.

ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО Съюз на съветските социалистически републики (23) Приоритет Държавен комитет на СССР за изобретения и открития (72) Изобретатели А. И. Холкин, Г. Л. Пашков, Н. И. Антипов, Г. М. Гришин, Н, К Калиш, Л, Я, Савкина и В, Н Андриевски държавен научноизследователски и проектантски институт по хидрометалургия на цветни метали fGidrotsvetmet и Институт по органична химия, Сибирски клон на Академията на науките на СССР (54) МЕТОД ЗА РАЗДЕЛЯНЕ НА ЦИНК И КАДМИЙ, а именно за извличане на кадмий от сулфатни цинкови разтвори и може да бъде използва се за отделяне на цинк и 5 кадмий, за пречистване на цинков сулфат. разтвори, както и за получаване на цинкови и кадмиеви соли с висока чистота Известен е метод за отделяне на цинк и кадмий от сулфатни разтвори 10 чрез многоетапна екстракция с разтвор на халогенни соли на кватернерни амониеви бази H 4 IH, където X е халогенид, йон, в органичен разтворител. Повторната екстракция на кадмий от 15-та органична фаза се извършва с излишък от воден разтвор на амониев карбонат с образуването на твърда утайка от излишък от кадмиев карбонат за повторна екстракция на кадмий и органична фаза -0,8 М разтвор на диалкилдитиофосфорен соли на кватернерни амониеви бази Същността на метода е следната От сулфатни цинкови разтвори кадмият се екстрахира селективно с разтвор на кватернерна амониева сол на диалкилдитиофосфорна киселина (H 4 KA) в органичен разтворител, напр. nzole, ксилен, керосин, 2-етилхексанол, тетрахлоретилен и др. Като екстрагент се използва кватернерна амониева сол на диалкилдитиофосфорна киселина, например тетраоктиламониев-ди-(2-етилхексил)дитиофосфат (TOAF), триалкилбенеиламуний "ди-( 2-етилхексил) дитиофосфат (TABAF) и други Екстрагентът се получава лесно чрез смесване на диалкилдитиофосфорна киселина - НА (например ди-(2 етилхексил) дитиофосфорна киселина) с тетраалкил (арил) амониева сол на минерална киселина (например тетраоктиламоний бромид - В IVg, три алкилбензиламониев хлорид - В IP 1, метил триалкиламониев сулфат - (I) BO 4) в стехиометрично съотношение в органичен разтворител, Получената минерална киселина се измива от органичната фаза с вода, След промиване, органичната фаза е разтвор на B IA в органичен разтворител (където А е органичен анион, подходящ за екстракция на кадмий). По време на екстракцията на кадмий от сулфатни разтвори се образуват кадмиев диалкилдитиофосфат и кватернерен сулфат. o амониева основа, разпределена в органичната фаза (ca) (eo e, + 2 (k 4 YA (u 50 (cdA 1, (1) 4 3), където (c) и (o) - индекси, обозначават водния и органичния фази, съответно кадмият се извлича под формата на кадмиев диалкилдитиофосфат. Цинкът практически остава във водна фаза. Голяма концентрация на сулфатен йон във воден разтвор, създаден от цинков сулфат, допринася за получаване на високи коефициенти на разпределение на кадмий (виж 1) B този метод Повторната екстракция на кадмий от органичната фаза може да се извърши с вода.В същото време, поради ниската концентрация на сулфатния йон в системата, коефициентите на разпределение на кадмия са много малки (cm. 1).Така се възможно е да се извлече кадмий от разтвори на цинков сулфат без консумация на неорганични реагенти. В допълнение, повторното извличане на кадмий от органичната фаза е възможно с алкален разтвор (в този случай се утаява кадмиев хидроксид) или с разтвор на амоняк (в този случай е възможно да се получат концентрирани разтвори, съдържащи амонячни комплекси на кадмий ).A и се връща към етапа на екстракция.По време на екстракцията на кадмий от цинкови разтвори с помощта на B, IA, редица катионни примеси (мед, олово, антимон, арсен и др.) И анионни примеси (хлорид, флуорид , нитратни йони) се екстрахират едновременно, които трябва да бъдат изолирани преди цинковият разтвор да бъде подаден към електролиза ПРИМЕР 1, Cd се екстрахира от сулфатен разтвор, съдържащ 4,45 g/l Cd, 54 g/l En, 0,5 М разтвор на ди- (2-етилхексил) тетраоксиламониев фосфат в бензен, Обемно съотношение на фазите 1:1, време на разбъркване 30 минути, Намерено: в органична фаза 2,52 g/lCs 1; 0,0028 g/l En, във водната фаза 1,93 g/l Sb; 53,6 g / l En, D a \u003d 1,301 D - 52 10 f ca (x -25 f 10 f-5P пример 2, Кадмият се екстрахира от сулфатен разтвор, съдържащ 4,97 g / l Cs 1, 64 g/l En, в присъствието на 20 g/l HBO 4 O, 35 М разтвор на TOAF в бензен Намерено: в органичната фаза 3,83 g/l Cd; 0,0355 g/l En) във водната фаза 1,14 g/lCy; 63,6 g/l Ep; Dsa=3, Zb; D - - 0,56 x4 O1 (Ca (1 p - b, 0 f 10 Z, ПРИМЕР 3. Кадмият се екстрахира от сулфатен разтвор, съдържащ 4,75 g / l Sd, 59 g / l En, 20 g / l HBO 4, 0,5 M разтвор на TOAF2 в бензен, Намерено, в органичната фаза 4,63 g/l Cd, 0,015 g/l 2 n; във водната фаза 0,119 g/l Cd, 59,0 g / lEp; D a = 390 D 2 \u003d 2 g 5 101 PCa (y \u003d \u003d 1.6 105;, Екстракцията на Cd за 1 стъпка е 97.5. Пример 4. Кадмият се екстрахира от сулфатен разтвор, съдържащ 4.75 g/l Cc 1, 55 g/l En, 20 g /l25 NBO, в присъствието на хлоридни йони (4,5 g/l) с 0,5 M разтвор на TOAF в бензен, Намерено: в органична фаза 4,75 g/l Cd, 1,16 g/l En; 3,42 g/l C 1; в водната фаза 53,5 g / l3 0 En, "1,06 g / l C 1, кадмий не е открит ((0001 g / l); Dsa) 5 10D \u003d 2,2 10; (Ca (7 p) 2 10, Екстракция на кадмий в 1 етап) 99,98, екстракция на хлор 76. ПРИМЕР 5 При условия, подобни на пример 4, извършете екстракцията на кадмий от разтвор, съдържащ допълнителен нитратен йон (6 g/l). намерени; в органичната фаза 4,75 g/lC; 2,62 g/l En; във водната фаза 4053,0 g/l En, кадмий не се открива; Dsa)5 10; D = 4.9 101 ca(n) 110 Извличане на кадмий в 1 етап 99.98 Този метод позволява да се намали45 разходът на реагенти (по принцип процесът на стрипинг може да бъде безреагентен) Операциите по стрипинг на кадмий и регенериране на екстрагента се комбинират Rsdo постига стойности от 110 и по-високи в сравнение с екстракция с йодиди на кватернерни имониеви бази ca (n до 1 10), Екстракцията на 5 кадмий () 99,98) на един етап на екстракция се увеличава, Процесът може да се извърши в един етап вместо многоетапен, Освен това се увеличава дълбочината на пречистване на цинковия разтвор отделяне на цинк и кадмий от сулфатни разтвори чрез екстракция 730851 Съставител Л. Ситнова Редактор О. Колесникова Техред Н., Бабурка Коректор Г. Назарова Заповед 1462/14 издание 694 Абонамент ЦНИИПИ на Държавния комитет за изобретения и открития на СССР d, 4/5 клон PPP Патент, Ужгород, ул. Проектная, 4 соли и кватернерни амониеви бази в органичен разредител, O.T.L. информация, взета под внимание при изследването 1, Патент на САЩ No. 3258307, cl. 23-61, 1966 г.

Заявка

2534718, 19.10.1977

ДЪРЖАВЕН ИЗСЛЕДОВАТЕЛСКИ И ПРОЕКТЕН ИНСТИТУТ ПО ХИДРОМЕТАЛУРГИЯ НА ЦВЕТНИ МЕТАЛИ "ГИДРОЦВЕТМЕТ", ИНСТИТУТ ПО НЕОРГАНИЧНА ХИМИЯ СО АН СССР

Анатолий Иванович Холкин, Генадий Леонидович Пашков, Николай Иванович Антипов, Генадий Михайлович Гришин, Надежда Константиновна Калиш, Людмила Яковлевна Савкина, Вячеслав Николаевич Андриевски

IPC / етикети

Код на връзката

Метод за разделяне на цинк и кадмий

Свързани патенти

Да се ​​дехидратира. В допълнение, методът за подаване на разтвора през дюза, разположена над кипящия слой, и извършване на процеса на дехидратиране на разтвора се извършват в един етап, без да се връща продуктът, изнесен от газове, в слоя. Така се постига значителна интензификация на процеса и висока топлинна ефективност. (80 около 7,) поради намаляването на енергийните разходи, продуктът се получава в гранулирана форма с повишено качество поради по-ниско съдържание на кристализационна вода Чертежът показва KS апарат (общ изглед) за дехидратиране на разтвори на цинков сулфат .чрез захранването им в кипящ слой, различен от факта, че за целта ...

Консумацията на скъп реагент за постигане на необходимото качество на пречистване на разтвора. Целта на изобретението е да подобри качеството на пречистване на разтвора и да намали консумацията на реагент. Това се постига чрез използване на антимонов концентрат като активираща добавка, например междинен продукт от алкално рафиниране на сурово олово. m e r. Вземете първоначалния разтвор на цинков сулфат 130 g/l цинк 1,0 g/l 0,15 g/l кобалт, 0,12 g/l Концентрат на антимон Антимонов триоксид Сол на Schlippef 0,2 15,8 3,9 28,7 8,7 Механична смес от антимонови оксиди, олово, арсен и калай, подобни в състав на антимонов концентрат 5,4 0,6 Съставител В. Гутин Редактор С. Суркова ТехредМ. Келемеш Коректор С, Патрушева Заповед 3610/18 Тираж 726 Подписан ЦНИИПИ...

Като калий сухата смес се смесва добре и се прехвърля от порцеланова чаша в кварцова епруветка. Тази епруветка със сместа се нагрява на газова горелка до температура 500 - 550 С за 10 - 15 минути. Изгорялата смес се разтваря в дестилирана вода, подкиселена с няколко капки 10% НС 1 и се филтрува през плътен филтър в мерителна колба от 250 ml.Филтърният остатък се промива многократно с дестилирана вода до достигане на посочения обем филтрат. Част от филтрата (около 50 ml) преминава през йонообменна катионобменна смола, препоръчва се степен Ku - 2 или Ku - 2 - 8, наситена с водороден йон. От този филтрат, освободен от катиони, вземете 5 или 10 ml, поставете в чаша, добавете ...