Подготовка отхода хлорида бария для эксперимента

2.2.2. подготовка отхода хлорида бария для эксперимента.

Отход хлорида бария замачивается в большом количестве воды на несколько дней. Получившаяся смесь разделяется фильтрацией на растворимую и нерастворимую части. Нерастворимая часть термического отхода хлорида бария высушивается в печи при температуре 105ºС. растворимая часть отхода используется в ходе эксперементов получения феррита бария.

Концентрация BaCl₂ в растворимой части отхода составляет 67,96 г/л (методика 2.3.2.).

2.2.3. получение феррита бария механическим смешением

с последующей ферритизацией при 800-1000ºС.

Гальваношлам ЛСО «Вымпел» содержит:

Fe – 33.36% Cr – 5.9% Zn – 1.49%

BaCO₃ – белый порошок с содержанием Ва²⁺ определенным по методике, изложенной в п. 2.3.2.

Берем 50 мл раствора гальваношлама, разбавленного в 2 раза в стакане с мешалкой. Добавляем 10мл перекиси водорода для перевода ионов металлов (Fe²⁺,Cr³⁺) в высшую валентность (Fe³⁺,Cr⁶⁺). Прибавляем раствор КОН (гидрооксида калия) с концентрацией 0,75н (от промывки отхода аккумуляторного хозяйства) по каплям, доводя рН до 5,5-6 (рН при котором в осадок выпадает Fe(OH)₃, а остальные примеси остаются в фиольтрате) при постановке оборудования в соответствии со схемой 1.

По достижении рН 5,5-6 суспензию нагреваем до 70ºС.

Выпавший осадок отфильтровываем и высушиваем в сушильном шкафу. В чашке ступкой измельчаем высушенный осадок в порошок.

Уравнение реакции эксперемента:

BaCO₃+12Fe(OH)₃→BaFe₁₂O₁₉+18H₂O+CO₂

В соответствии с уравнением реакции берем для смешения навеску барийсодержащего компонента и сухой Fe(OH)₃ смешиваем в фарфоровой чашке и ступкой растираем до пылеобразного состояния. Образовавшуюся реакционную смесь высыпаем в герметичный сосуд и отдаем на процесс ферритизации при 800-1000ºС.

Схема экспериментальной установки.

Рис.1.

1-  рН-метр

2-  электроды

3-  магнитная мешалка

4-  стакан

5-  бюретка

6-  штатив

2.2.4. Получение феррита бария совместным осаждением соединений железа и бария из раствора их солей с

последующей ферритизацией при 800-1000ºС.

Взято 43,7 г гальваношлама ЯСЗ влажностью 80%, состав которого следующий:

Fe-39%; Cr-3%; Zn-2.6%

Добавляем к гальваношламу 50 мл кислоты хлороводородной (HCl), разбавленной 1:1 с водой и оставляем раствор на ночь. После , отстоявшуюся смесь фильтруем в мерную колбу 250см³. В фильтрате определяем содержание железа по методике, описанной в п.2.3.1.

Уравнение реакции эксперемента:

Ba²⁺+12Fe³⁺+38OH^-=BaFe₁₂O₁₉+19H₂O

Ход эксперимента:

К 30мл раствора , содержащего FeCl₃ (получен выше) прибавляем H₂O₂ в избытке 20% (для перевода оставшихся ионов Fe²⁺ в Fe³⁺). К полученному раствору бурого цвета добавляем КОН по каплям при постановке оборудования в соответствии со схемой 1. Доводим рН раствора до 5,5 , что является условием выпадения в осадок железа. Хром, содержащийся в гальваношламе, остаётся в растворе. Получившийся осадок растворяем хлороводородной кислотой 1:1. К полученному раствору бурого цвета прибавляем оаределённый по стехиометрическому расчёту объём барийсодержащего компонента (ВаСО₃, ВаCl₂). Рибавляем щёлочь по каплям, измеряя рН. Щёлочь – КОН (гидрооксид калия) 0,75 н после промывки отхода аккумуляторного хозяйства. Осаждённую смесь фильтруем, сушим в печи при температуре 105 ºС, измельчаем в фарфоровой чашке до пылеобразного состояния, отдаём на дальнейший процесс ферритизации при температуре 800-1000 ºС.

2.3. Методы анализа.

2.3.1. Методика выполнения измерений.

Содержание железа с сульфосалициловой кислотой титриметрическим методом. Метод основан на способности комплексона lll при рН 1-1,5 образовывать с ионом Fe³⁺ малодиссоцированный комплекс:

Fe³⁺+H₂Ind^2-=FeInd^-+2H⁺

Эта реакция при 50-55 ºС протекает стехиометрически. В качестве индикатора используют сульфосалициловую кислоту, которая в сильнокислой среде образует с ионом Fe³⁺ растворимое соединение лилово-красного цвета. В точке эквивалентности окраска исчезает, поскольку коиплексон извлекает железо из его соединения с сульфосалициловой кислотой.

Проведение анализа на общее содержание железа.

В коническую колбу вместимостью 250см³ помещают объём пробы в соответствии с ФМ 01.0003-97. Прибавляют 7 капль концентрированной азотной кислоты и нагревают до кипения, чтобы окислить двухвалентное железо. Окисление происходит по схеме:

3Fe²⁺+HNO₃+3H⁺=3Fe³⁺+2H₂O+NO

Нейтрализуют раствор раствором гидрооксида аммония 10% до появления устойчивой слабой мути, прибавляя аммиак по каплям. Прибавляют 10см³ раствора хлористоводородной кислоты 1,0н и доводят объём раствора до 100см³ дистилированной водой. При размешивании муть от полуторных оксидов растворяется и рН снижается до 1-1,5. Нагревают раствор до 60-70ºС, прибавляют 1см³ раствора сульфалициловой кислоты 20% и титруют горячий окрашенный в лилово-красный цвет раствор комплексоном lll 0,01н при тщательном перемешивании. В точке эквивалентности окраска переходит в лимонно-жёлтую, характерную для комплексоната железа. По формуле вычисляют концентрацию железа:

x=V₁*T_Fe*V*10/a

V₁ – объём комплексона lll, пошедший на титрование, см³

T_Fe – титр раствора комплексона lll по железу (0,2792) 0,01н

V – вместимость колбы в которой растворена навеска гальваношлама.