Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН)

О. С. Казакова, аспирант;

С. А. Кузнецов, зав. лабораторией, e-mail: kuznet@chemy.kolasc.net.ru.

Исследовано электрорафинирование кобальта в солевом расплаве NaCl—KCl—K₂TiF₆ (20 % (мас.)). Установлено, что комплексы Ti (III) и Co (II) появляются в расплаве вследствие протекания реакции 2Ti (IV) + Co ⇌ 2Ti (III) + Co (II), которая сильно сдвинута вправо. С использованием метода стационарной вольтамперометрии определена функциональная зависимость предельной диффузионной плотности тока разряда ионов кобальта от температуры и концентрации ионов кобальта в солевом расплаве. Электролитическое рафинирование проводили в герметичном электролизере из нержавеющей стали. В качестве инертного газа, находящегося над расплавом, использовался аргон. Начальная катодная плотность тока 0,3–0,7 А·см^–2 в интервале температур 973–1073 К. Был проведен сравнительный анализ на содержание металлических примесей до и после электрорафинирования и изучено влияние катодной плотности тока и температуры на размер кристаллов кобальта. Показано, что в ходе электрорафинирования происходит значительная очистка от примесей внедрения (H₂, N₂, O₂, C) и содержание каждой из них не превышает 1·10^–3 % (мас.), кобальт обладал высокой пластичностью, и его кристаллы не ломались при изгибе.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта «Ведущие научные школы» № НШ 6722.2010.3.

1. Kuznetsov S. A., Kazakova O. S., Makarova O. V. Electrochemical behavior and electrorefining of cobalt in NaCl—KCl—K₂TiF₆ melt // Z. Naturforsch. 2009. Vol. 64 a, N 7/8. P. 485–491.
2. Lantelme F., Kuroda K., Barhoun A. Electrochemical and thermodynamic properties of titanium chloride solutions in various alkali chloride mixtures // Electrochim. Acta. 1998. Vol. 44, N 2/3. P. 421–431.
3. Кузнецов С. А., Поляков Е. Г. Стангрит П. Т. Линейная вольтамперометрия реакций металл—соль в расплавленных электролитах // ДАН СССР. 1983. Т. 273, № 3. С. 653—656.
4. Кузнецов С. А. Определение констант равновесия обменных реакций и коэффициентов разделения в солевых расплавах методом линейной вольтамперометрии // Электрохимия. 1999. Т. 35, № 11. С. 1318–1326.
5. Гейровский Я., Кута Я. Основы полярографии. — М. : Мир, 1965. — 559 с.
6. Галюс З. Теоретические основы электрохимического анализа. — М. : Мир, 1974. — 552 с.
7. Барабошкин А. Н. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей. — М. : Наука, 1976. — 280 с.
8. Кузнецов С. А., Глаголевская А. Л., Гриневич В. В., Стангрит П. Т. Кинетические параметры электровосстановления ниобия из фторидных и оксифторидных комплексов на фоне расплава NaCl—KCl // Электрохимия. 1992. Т. 28, № 9. С. 1344–1351.
9. Кузнецов С. А. Коэффициенты разделения и очистки хрома от примесей при электролитическом рафинировании в хлоридных и хлоридно-фторидных расплавах // Журн. прикл. химии. 1999. Т. 72, № 11. С. 1804–1812.
10. Shannon R. D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Crystallogr. 1976. Vol. A 32. P. 751–759.
11. Кузнецов С. А., Поляков Е. Г., Стангрит П. Т. Электролитическое нанесение ниобиевых покрытий на длинномерные проводники из расплавов // Журн. прикл. химии. 1983. Т. 56, № 2. С. 427–429.