Федоренко А. О. Електрохімічний синтез титану(III) сульфату у технології виробництва титану(IV) оксиду

Об'єкт дослідження: електродні процеси одержання кристалогідрату титану(ІІІ) сульфату в сірчанокислих технологічних розчинах виробництва пігментного титану(IV) оксиду. Мета дослідження: удосконалення сульфатної технології пігментного титану(IV) оксиду шляхом електрохімічного відновлення заліза(III) і титану(IV) у сірчанокислих розчинах. Методи дослідження: кінетичні параметри електрохімічних реакцій утворення відновників, ефективність процесів електролізу та гальваномагнітні вимірювання проведені за допомогою циклічної вольтамперометрії (ЦВА) та кондуктометричних вимірювань. Корозійну стійкість анодів та катодів у сірчанокислих розчинах визначали методом поляризаційного опору та гравіметрично. Хімічний склад електродів та електролітів визначено спектрофотометричним та термогравіметричним аналізами, густину електроліту - денсиметрично. Теоретичні та практичні результати: підвищена білизна кінцевого продукту з 97 до 98,5 умовних одиниць. Доведена можливість проведення катодного процесу з робочою густиною струму до 5,0 А/дм2. Розроблені конструкції електролізерів для електрохімічного синтезу активного відновника титану(ІІІ) сульфату з застосуванням постійних магнітів. Наукова новизна: вперше запропоновано естафетний механізм відновлення заліза(III) і титану(IV) за участю гідрид-іонів, адсорбованих на поверхні катоду, що складає наукове підґрунтя технології електрохімічного синтезу; визначена енергія активації електрохімічного процесу і струм обміну, в залежності від матеріалу електроду; встановлена висока каталітична активність ніобію в реакціях відновлення заліза(III) і титану(IV) у технологічних сірчанокислотних розчинах, за рахунок значної енергії зв'язку Nb-H, а також його висока стійкість; доведено можливість зниження концентраційної поляризації (~ у 2 рази) за рахунок перемішування електроліту в електролізерах під дією складової компоненти сили Лоренца з використанням постійних магнітів; розроблені теоретичні основи електрохімічного синтезу активного відновника титану(ІІІ) сульфату, завдяки застосуванню у якості катоду сітки 08Х18Н10 з шаром Nb та перемішуванню електроліту, вихід за струмом склав 93 ± 2 %. Ступінь впровадження: Результати дисертаційної роботи впроваджені в ТОВ "Південруда" (м. Дніпропетровськ) та використані в навчальному процесі кафедри загальної та фізичної хімії ТНУ ім. В.І. Вернадського. Сфера використання: підприємства виробництва титану(IV) оксиду, навчальний процес.