ПОЛУЧЕНИЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ РАСТВОРЕНИЕМ ЦИРКОНИЯ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ В КИСЛОЙ СРЕДЕ

Аннотация

Получение химических производных циркония, таких как гексафторциркониевая кислота H₂[ZrF₆] осложнено химической инертностью металлического циркония. Использование плавиковой кислоты HF, которая эффективно растворяет этот металл при нормальных условиях, в свою очередь осложняется её летучестью, токсичностью и сложностью в использовании.

Для решения данной проблемы нами был предложен метод, основанный на переводе циркония в химическое соединение (диоксид циркония) электролизом переменным током с растворимыми циркониевыми анодами. Проведено исследование реакции электрохимического растворения циркония в среде 5М серной кислоты в присутствии бифторида аммония в качестве стабилизирующей добавки.

Установлено, что увеличение концентрации NH₄F×HF и температуры значительно увеличивают интенсивность растворения металла. Максимальный выход по току (95,3%) достигается при температуре 50 ^оС и плотности тока 300 А/м², при концентрации NH₄F×HF в растворе 2,8 г/л. Определение выхода по току осуществлялось гравиметрическими методами. Методами СЭМ и элементного анализа определён элементный состав полученного порошка. Содержание элементов циркония и кислорода в полученном материале составляет 69,97 и 28,12%, что отвечает составу химического вещества ZrO₂.

Предлагаемая методика может быть использована как альтернатива использованию токсичной плавиковой кислоты при получении труднодоступных и дорогих прекурсоров для получения оксидноциркониевых покрытий, что особенно актуально в условиях ориентированности на импортонезависимость и ограничение работы с фторсодержащими реагентами.