Металдық литийді алу

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған:Тұ-43 топ студенті Қайырбек Ұлдана Асылханқызы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы    

Литий - қалыпты жағдайда оксидті тікелей тотықсыздандыру арқылы алынбайды. Бірақ вакуумде бұл процесс мүмкін болды.

Сол себептен, металдық литийді алу үшін қазіргі кезде екі әдіс айтылады: балқытылған тұздың электролизі және вакуумды процесс.

Балқытылган тұздардың электролизі. Н.А. Изгарышев және С.А. Плетеневтың жұмыстары литийді өңдеу электролиттік әдісінің ең алғаш жұмысы болып табылады. Литий алатын шағын ыдыстар (17х10х15см) талысты тастармен тегістелген. Анодты және катодты кеңістіктер талькты тасты диафрагмалармен бөлінгсн. Анод ретінде көмірлі стержень диаметрі 2 см, катод ретінде - темір стержень.

Электролит құрамы: литий хлориді және калий хлориді 1:1 қатынаста. Ваннаға алдын ала балқытылған электролит 1,5 кг құйылады. Ваннаның жұмыс кезінде электролит балқытылған күйде жылу есебінде ұсталынып тұрады. Ток бойынша шығымы 65%, ал ваннадағы размері 85%.Литий алудың қазіргі кездегі әдісі электрометаллургиялық жетекшілікте толық айтылған. Электролит ретінде 1:1 қатынаста литий мен калий хоридіқолданылады. Мұндай қоспаның балқу температурасы 450⁰С, сонда таза Li хлориді 606⁰С-да балқиды. Процесс 500-550⁰С-та магнезиттен жасалған темір тигльде өтеді. Катод ретінде жұқа темір стержень қолданады. Балқыған метал тамшыланады және тесік қасықпен сарқып алынады.

Электролизбен литий балқымалары да соның ішінде кальциймен балқымалары да дайындалады. Г.Ф. Вальман мәліменті бойынша, осы процесті толық зерттеген, электролиттердегі тұздардың қатынасын ауыстырып отырып, кез келген құрамдағы балқыманы алуға болады. 1 кестеде балқыманың құрамының электролит құрамынан теуелділігі көрсетілген.                                                                               

1 кесте

Балқыманың құрамының электролит құрамынан тәуелділігі %

Электролит		Балқыма		Электролиздің температуралық режимі, 0С
CaCl34	LiCl	CF	Li
34	66	66,8	33,2	560-580
50	50	78,0	21,8	560-580
60	40	85,0	14,3	590-610
70	30	86,7	13,2	630-650
80	20	90,5	8,6	-
90	10	95,3	4,8	720-740

   

Электролиз таза литийді алудағы сияқты өтеді. Тұздар қоспасын тигльде балқытады және бірнеше уақыт 600⁰С – да ұстайды. Сосын балқымаға электрод салып тоқ еткізеді. Тоқтың катодтық тығыздығы 30-60а/см², анодтық 1-6 а/см². Тоқ бойынша шығыны 90%-ке жуық.

Балқыған тұздармен жұмыс қиын болғандықтан, литийді және басқа сілтілік металдарды алу үшін сусыз ерітіндіде бөлме температурасында электролиз қолданады.

Ол үшін хлоридтердің балқыған қоспасын немесс литий литийге қатынасы 500:1-ге жетсе, ал рубидий және цезий литиймен салыстырғанда 15000:1 қатынаста.

Литийді сандық талдау калий мен натрий секілді өте күрделі мәселе.

Олардың арасындағы кең тарағаны - Гуч әдісі: органикалық еріткіштердегі литий тұздарының ерігіштігін литийді натрий мен калийден бөлу ушін пайдаланады. Карно әдісі өте тез әдіс деп саналады, оның негізі литий фторидін сульфатқа ауыстыру, тұндыру болып табылады.

Басқа әдістері де белгілі, мысалы литийді фосфат түрінде (гравиметрлік әдіс) Lі₃РО₄ бөлу немесе оны периодат LіО₄ түрінде тұндыру. Соңғы жағдайда тұнбаны концентрлі НСІ-да ерітеді, сосын бөлінген иодты тиосульфатпеп титрлейді.

Феррипериодатты әдісі: сілтілі ортада LiКҒеIO₆ тұнбасының түзілуіне негізделген. Литий натрий тұздарынан экстракция арқылы спиртпен тзқышқышының ерітіндісінде бөлінеді.

Жалпы литийді органикалық еріткіштермен экстракциялау зерттеушілердің назарын аударуын жалғастыруда, себебі литийді натрий және калийден толық және оңай бөлуге мүмкіндік береді. Литийді экстракциялауда н-пропил спирті қолданады. Н-пропил спирті құрғақ хлорлы сутекпен қаныққан, литий хлоридін натрий хлоридіне қарағанда 750 есе, калий хлоридіне қарағанда 1500 есе жақсы бөлінеді. Экстракциялағаннан кейін құрамында литий хлориді бар ерітіндіні буландырады, сосын хлоридті сульфатқа ауыстырады, сосын өлшенеді. Мұндай аяқталу - литий сульфатын өлшеу — барлық литийді өлшемді әдісімен анықтаудың ішінде ең сенімдісі болып табылады, литий сульфатының тұнбасы тұрақты болуымен түсіндіріледі (жоғарыда көрсетілгендей литий сульфаты әрқашан су молекуласымен Li2SО4·Н2О кристалданады).

Литийді натрий және калийден бөлудің және оның аз мөлшерін сулы ацетатты ерітіндіден — ферроцианидгексаметилентетрамин литий калий комплексті қосылыс түріндс анықтауға негізделген. Сары тұнбаны өлшеугс болады, ал литийдің аз мөлшерінде суда ерітіп, сосын фотометрлейді.

Сонымен қатар литийді торон көмегімен сілтілі ортада колориметрлік әдіспен анықтау және қағазда хроматографиялық әдіспен анықтау туралы айта кетуге болады.

 Бірақ қазірі уақыта  жалынды фотометрлік әдіс кең таралған, ол әдіс литийді анықтауда қарапайым және тездетеді және өте дәл нәтижелер алынады. Осы облыстағы және анықтау әдістерінің методикасы жинақта берілген.

Литийді флуоресцентті әдіспен анықтау мүмкін: сілті-лендірілген литийлі тұздарының ерітіндісі оксихинолин қосқанда флуоресценция пайда болады, ол ультракүлгін сәуледе жасыл түс береді.

Ақырында, литийлі қосылыстың сәулелендіру нейтрондармен, литийді радиохимиялық әдістермен анықтауға негізделген.

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: