Электролиз расплава солей

 

Этим методом получают порошки Та, Ti.

Получение порошка Та начато в 1922 г. в США. Электролит – расплав фтортанталата калия, хлористого и фтористого калия (натрия), в котором растворен Ta₂O₅ . Электролиз одного расплавленного К₂ТаF₇ невозможен из-за непрерывного анодного эффекта.

Анодный эффект – резкое возрастание напряжения на ванне с одновременном падением силы тока и появлением характерных искровых разрядов на аноде. При возникновении анодного эффекта электролит оказывается отделенным от поверхности анода прослойкой выделяемого на аноде газа, т.е. наблюдается ухудшение смачиваем ости анода электролитом.

Смесь фторида и хлорида калия улучшает легкоплавкость, жидкотекучесть и электропроводность электролита, а Ta₂O₅ - смачиваемость графитового анода. Катод может быть молибденовый, никелевый, нихромовый, чугунный или стальной.

Электролизу в конечном счёте подвергается Ta₂O₅. Обычный состав электролита : 2,5-8,5% Ta₂O₅ ; 8,5-32,5 % К₂ТаF₇ ; 27,5-57,5 % NaF и 25,5-55% KCl

Плавится он при 650-700 °С, что позволяет вести процесс при 700-800 °С. Ванна обедняется Ta₂O₅ , возможно появление анодного эффекта, периодически его добавляют и проводят корректировку по другим компонентам. Важно. чтобы не было железа, хрома, никеля, меди и др. металлов, требующих для выделения меньшего напряжения, чем тантал. Конструкция ванны – металлический тигель и графитовый стержень в центре. Ta₂O₅ подают через отверстие в стержне, газы отводят через отверстия в боковой стенке, на дне и стенке осаждается тантал, процесс прекращают после заполнения на 2/3 тигля, анод поднимают и охлаждают электролит с танталом.

Частицы порошка размером 30-120 мкм вкраплены в электролит, который защищает его от окисления при охлаждении. После охлаждения производят его дробление и воздушную сепарацию. Дополнительное отделение электролита проводят на концентрационных столах в струе воды. Затем тантал обрабатывают в фарфоровых реакторах смесью соляной и азотной кислоты (в которой он не растворяется) для отмывки примесей молибдена и железа, промывают водой и высушивают.

 

Температура расплава 750ºС, напряжение 1,65-2,9 В, катодная плотность тока

i = 5000 А/ , размер получаемого порошка 30-70 мкм.

Недостаток: трудность извлечения рыхлого осадка.