Патент на изобретение №2257953

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2257953 (13) C1
(51) МПК 7
B01J23/86, B01J37/04
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.01.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2004102625/04, 29.01.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

29.01.2004

(45) Опубликовано: 10.08.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
Таланова Е.А., Кирсанова А.И., Иванов В.В., Исследование условий твердофазного синтеза твердых растворов Cul-хNiхСr2O413-4, с.44-47. SU 446497 А, 15.10.1974. US 4220560 А, 02.09.1980. SU 1030007 А, 23.07.1983. FR 2537456 A, 15.06.1984.

Адрес для переписки:

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ГСП-1, ул. Просвещения, 132, ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ), ОИС, А.В.Павленко

(72) Автор(ы):

Таланов В.М. (RU),
Шабельская Н.П. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)”, ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ) (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗО-ХРОМ-НИКЕЛЕВЫХ ШПИНЕЛЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу получения железо-хром-никелевых шпинелей путем гомогенизации исходных оксидов никеля (II), железа (III), хрома (III) в присутствии 0,5-1,5% мас. галогенида калия в качестве минерализатора, брикетирования и термообработки смеси оксидов при 800-1000°С. Способ позволяет получать шпинели при пониженных температурах с меньшей продолжительностью. 2 табл.

Изобретение относится к способу получения шпинелей и может найти применение в химической промышленности для производства катализаторов на основе ферритов-хромитов никеля.

Известен способ получения железо-хром-никелевых шпинелей [Технология катализаторов / Под ред. И.П.Мухленова, Л.: Химия, 1989. – 272 с.], по которому в качестве исходных материалов применяются нитраты никеля (II), железа (III), хрома (III). Каждую соль берут в необходимом количестве, растворяют в определенном количестве воды и постепенно нагревают до кипения. После испарения воды полученный материал прокаливают при 935°С до прекращения выделения газов (2-3 часа). Охлажденную смесь размалывают, брикетируют и обжигают при температуре 1000-1100°С,

Недостатком этого способа получения железо-хром-никелевых шпинелей являются загрязнение окружающей среды продуктами разложения солей, большие затраты энергии для нагрева и выпаривания воды.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения шпинелей из смеси оксидов [Таланова Е.А., Кирсанова А.И., Иванов В.В. Исследование условий твердофазного синтеза твердых растворов Cu1-xNixCr2O4

Недостатком этого способа является высокая температура термообработки и длительность синтеза, что влечет за собой большие расходы электроэнергии.

Перед авторами стояла задача разработки способа получения шпинелей на основе переходных элементов при пониженных температурах с меньшей продолжительностью, что позволяет существенно снизить энергоемкость и, тем самым, удешевить их производство.

Поставленная задача решается путем получения железо-хром-никелевой шпинели посредством гомогенизации исходных оксидов никеля (II), железа (III), хрома (III) с введением в смесь оксидов дополнительно минерализатора, в качестве которого используется галогенид щелочного металла, и термообработки полученной смеси оксидов при температуре 800-1000°С.

Эффект от введения минерализатора заключается в снижении температуры на 300°С, продолжительности синтеза в 13 раз и обеспечивается за счет образования микрорасплава галогенида, переводящего процесс формирования структуры из диффузионной области в кинетическую.

Способ заключается в получении железо-хром-никелевой шпинели путем дозирования исходных оксидов никеля (II), железа (III), хрома (III) и минерализатора галогенида щелочного металла в количестве 0,5-1,5% (мас.) от веса оксидов. Далее исходные оксиды и минерализатор гомогенизируют в агатовой ступке в течение одного часа и брикетируют в таблетки диаметром 20 мм под давлением Р-15 МПа. Синтез катализатора осуществляют в течение 4-5 часов при температуре 800-1000°С. Для процессов, в которых нежелательно присутствие галоген-ионов, полученную железо-хром-никелевую шпинель размалывают до размера зерен 315 мкм и отмывают от галогенида щелочного металла до отрицательной реакции на галоген-ионы.

Пример 1. Отвешивали с погрешностью 0,0005 г заданные рецептурой количества исходных оксидов никеля (II), железа (III), хрома (III), а также минерализатор (1% по массе), в качестве которого брали хлорид калия. Смесь гомогенизировали в течение часа в агатовой ступке. Полученную шихту брикетировали в таблетки диаметром 20 мм под давлением 15 МПа, помещали в муфельную печь и подвергали термообработке при температуре 900°С в течение 4,5 часов.

Окончание процесса формирования структуры железо-хром-никелевой шиинели определяли с помощью рентгенофазового анализа: синтез шпинели прошел на 100%.

Пример 2. Готовили железо-хром-никелевую шпинель аналогично описанному в примере 1, только в качестве минерализатора использовали бромид калия в том же количестве. Отвешивали с погрешностью 0,0005 г заданные рецептурой количества исходных оксидов никеля (II), железа (III), хрома (III), а также минерализатор (1% по массе). Смесь гомогенизировали в течение часа в агатовой ступке. Полученную шихту брикетировали в таблетки диаметром 20 мм под давлением 15 МПа, помещали в муфельную печь и подвергали термообработке при температуре 900°С в течение 4,5 часов.

По окончании термообработки ренттенофазовый анализ показал, что процесс формирования структуры шпинели завершен приблизительно на 70%.

Как видно из приведенных примеров, способ получения шпинелей на основе переходных элементов в присутствии галогенидов щелочных металлов проходит полнее и за меньшее время по сравнению с процессом без применения минерализатора. Это позволяет существенно снизить энергоемкость и, тем самым, удешевить производство шпинелей на основе переходных элементов.

Таблица 1.
Химический состав шпинелей NiFe2-хCrхO4
Мольная доля хрома, x Содержание, масс.%, в шпинели NiFe2-хCrхO4
NiO Fe2О3 Cr2О3 KCl
0,0 31,87 68,13 – 1,00
0,2 31,97 61,52 6,51 1,00
0,4 32,08 54,87 13,05 1,00
0,6 32,18 48,17 19,65 1,00
0,8 32,29 41,43 26,28 1,00
1,0 32,40 34,64 32,96 1,00
1,2 32,51 27,80 39,79 1,00
1,4 32,62 20,92 46,46 1,00
1,6 32,73 13,99 53,28 1,00
1,8 32,84 7,02 60,14 1,00
2,0 32,95 – 67,05 1,00
Таблица 2.
Химический состав шпинелей NiFe2-хCrхO4
Мольная доля хрома, х Содержание, масс.%, в шпинели NiFe2-хCrхO4
NiO Fe2O3 Cr2О3 KBr
0,0 31,87 68,13 – 1,00
0,2 31,97 61,52 6,51 1,00
0,4 32,08 54,87 13,05 1,00
0,6 32,18 48,17 19,65 1,00
0,8 32,29 41,43 26,28 1,00
1,0 32,40 34,64 32,96 1,00
1,2 32,51 27,80 39,79 1,00
1,4 32,62 20,92 46,46 1,00
1,6 32,73 13,99 53,28 1,00
1,8 32,84 7,02 60,14 1,00
2,0 32,95 – 67,05 1,00

Формула изобретения

Способ получения железо-хром-никелевых шпинелей путем гомогенизации исходных оксидов никеля (II), железа (III), хрома (III), брикетирования и термообработки смеси оксидов, отличающийся тем, что гомогенизацию проводят в присутствии 0,5-1,5 мас.% галогенида калия в качестве минерализатора и термообработку ведут при 800-1000°С.


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.01.2006

Извещение опубликовано: 27.01.2007 БИ: 03/2007


Categories: BD_2257000-2257999