«Фторид ертінділерінде коррозияға тұрақты титанның электролиттік еруін зерттеу» тақырыбына

Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі

Қ.И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті

Ө.А. Байқоңыров атындағы тау кен - металлургия институты

Металлургиялық процестер, жылутехникасы және арнайы материалдардың технологиялары кафедрасы

 

 

Едильбаев С.Б.

 

 

 

Дипломдық жұмыс

«Фторид ертінділерінде коррозияға тұрақты титанның электролиттік еруін    зерттеу»  тақырыбына

 

 

050709 – Металлургия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2012

 

 

Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі

Қ.И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті

Ө.А. Байқоңыров атындағы тау кен - металлургия институты

Металлургиялық процестер, жылутехникасы және арнайы материалдардың технологиялары кафедрасы

Қорғауға Жіберілді:

                                                                       МПжАМТ кафедрасының меңгерушісі 

                                                                            техн.  ғыл. докторы, профессор

__________Байқоңырова Ә.Ө.

«____»____________2012 г.

 

 

Дипломдық жұмыс

 

«Фторид ертінділерінде коррозияға тұрақты титанның электролиттік еруін зерттеу» тақырыбына

 

050709 – Металлургия

 

 

Орындаған:	Едильбаев С.Б.
Пікір беруші техн. ғыл. канд. ________ «____»____________2012 ж.	ҚазҰТУ-да ғылыми жетекші техн.  ғыл.  канд. __________Қалмұқамбетов А.О. «____»____________2012 ж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2012

Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі

Қ.И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті

Институт    Ө.А. Байқоңыров атындағы тау кен-металлургия 

Кафедра     Металлургиялық процестер, жылутехникасы және арнайы материалдардың технологиялары

Мамандық шифры, атауы  050709 – Металлургия

БЕКІТЕМІН

 МПЖжАМТ кафедрасының меңгерушісі 

тех.  ғыл. докторы,   профессор

___________Байқоңырова Ә.Ө

«____»____________2012 ж.

 

Дипломдық жұмысты даярлауға

Тапсырма

 

Cтудентке Едильбаев Серикжан Болатович

Жұмыстың тақырыбы«Фторид ертінділерінде коррозияға тұрақты титанның электролиттік еруін зерттеу»  тақырыбына»

2012ж.  « »   кафедра меңгерушісі бекітті

Орындалған жұмыстың өткізу мерзімі «____»____________2012 ж.

Дипломдық жұмыстың бастапқы мәліметтері: Фторид ертінділерінде коррозияға тұрақты титанның электролиттік еруін зерттеу қарастырылады.Ондағы пайдалы өнімдерге негізгі металдардың төмен мөлшерде бөлініп шығуының себептері мен факторлары анықталған және қазіргі технологияны жақсартуға ұсыныстаржасалған. Есеп–түсініктеме жазбаның талқылауға берілген сұрақтарының тізімімен қысқаша диплом жұмысының мазмұны:

• кіріспе, жұмыстың өзектілігі және тәжірибелік маңыздығы көрсетілгін;
• аналитикалық бөлім, жұмыс тақырыбы бойынша әдебиеттер талдауы көрсетілген;
• тәжірибелік жұмыс Титан электродын  HNO3 қышқылында анодты еру процесін айнымалы токта және тұрақты токта зерттеу тәжірибелері кірген;
• экономикалық бөлім;
• Қауіпсіздік және еңбек қорғау бөлімі;
• қорытынды

Графикалық материалдардың тізімі (міндетті түрде қажет графиктер,      кестелер   көрсетілген): фторидті ертіндіде титанды электролиз ідісімен зерттеу бойынша 15 слайд

Ұсынылған негізгі әдебиеттер: Тарасов А. В  металлургия титана. – М.: Академкнига, 2003. – 196 с., В.В. Сергеев, А.Б. Безукладников, В.М. Мальшин. Металлургия титана. – М. 1979. – 66 с.

 

 

 

 

 

Дипломдық жұмысты даярлау

Кестесі

 

Бөлім атаулары, дайындалатын сұрақтардың тізімі	Ғылыми жетекшіге, кеңесшілерге өткізу мерзімі	Ескерту
Кіріспе	6.02.2012ж.
Әдеби шолу	22.02.2012ж.
Тәжірибелік бөлім	9.04.2012ж.
Экономикалық бөлім	30.04.2012ж.
Қауіпсіздік және еңбек қорғау	30.04.2012ж.
Қорытынды	23.04.2012ж.
Қалып бақылау	4.05.2012ж.

 

Аяқталған диплом жұмысының бөлімдерінің кеңесшілерінің және қалып бақылаушының

қолтаңбалары

Бөлімдер атауы	Ғылыми жетекші, кеңесшілер (аты-жөні, тегі, ғылыми дәрежесі, атағы)	Қолтаңба қойылған мерзімі	Қолы
Кіріспе	Қалмұқамбетов А.О. техн. ғыл.канд.
Әдеби шолу	Қалмұқамбетов А.О. техн. ғыл.канд.
Тәжірибелік бөлім	Қалмұқамбетов А.О. техн. ғыл.канд.
Экономикалық бөлім	Тлеужанов Қ.Ш. доцент
Қауіпсіздік және еңбек қорғау	Қасенов Қ.М. тех. ғыл. Докторы, профессор.
Қорытынды	Қалмұқамбетов А.О. техн. ғыл.канд.
Қалып бақылау	Баймаханова С.Б. техн. ғыл.канд., доцент

 

Ғылыми жетекшісі ____________________________/ А.О. Қалмұқамбетов/

 

Тапсырманы орындауға студент _________________/С.Б.Едильбаев/

Күні «___» ______________ 2012 ж.

 

АҢДАТПА

 

 

Дипломдық жұмыс тапсырмадан, кіріспеден, 4 бөлімнен, қорытындыдан, әдебиеттер тізімінен тұрады. Жұмысқа компьютерде терілген 66 бетте компьютерлі терумен жазылған кіреді. Әдебиеттер тізімі 27 атаудан тұрады.

Жұмыс мақсаты – өндірістік айнымалы токпен поляризацияланған титанның тұз және күкірт қышқылды электролиттерінде еру заңдылықтарын анықтау және үгінді және түйір күйіндегі титан қалдықтарынан оның бейорганикалық қосылыстарын синтездеу жолдарының принципиальды жаңа әдістерін жасау.

Жұмыс барысында тұз және күкірт қышқылдарында титан электродының потенциодинамикалық зерттеулері және өндірістік айнымалы токпен электролиз нәтижелері көрсетілді.

Ұсынылған әдіс эффективтілігі, титан электродының тұз және күкірт қышқылы ерітінділерінде өндірістік айнымалы токпен поляризациялаған кездегі еруінің жоғары ток шығымымен бағаланады.

Жұмысты жүргізу кезіндегі экономикалық шығындар зерттеліп, зерттеу жұмысының тиімділігі анықталды, сонымен қатар еңбекті қорғау шаралары қарастырылды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

 

Данная дипломная работа состоит из задачи, введени, 4 глав, заключений и из списка литератур. Работа состоит из 66 страниц и от 14 графиков, список литератур состоит из 27 названий.

Цель работы – Определение законов расстворения поляризованного пройзводственными переменными токами  титана в  сольных и серных кислотах электролитов и создание принципиально новых путей синтеза остатков титана и его бейорганических соединени ввиде опилок и кусков.

В ходе работы показано результаты потенцодинамических исследовани и электролиза переменными производственными токами электродов титана в кислотах соли, серы и азота.

Эффективность данного метода оценивается высокими выделениями тока при расстворении титана поляризованными переменными производственными токами в расстворах соли, серы и азота.

Исследованы экономические расходы в проведении работы, определены пользы исследовательской работы и предусмотрены меры по защите труда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANNOTATION

 

 

This thesis consists of a task, introduction, 4 heads, the conclusions and from the list of literatures. Work consists of 66 pages and from 14 schedules, the list of literatures consists of 27 names.

The work purpose – Definition of laws of dissolution of the titan polarized by proyzvodstvenny alternating currents in solo and sulfuric acids of electrolits and creation of essentially new ways of synthesis of the remains of the titan and his beyorganichesky connection in the form of pieces.

During work it is shown results potentsodinamichesky research and electrolysis by alternating production currents of electrodes of the titan in acids of salt, sulfur and nitrogen.

Efficiency of this method is estimated by high vydeleniye of a current at dissolution of the titan by the polarized alternating production currents in solutions of salt, sulfur and nitrogen.

Economic expenses in carrying out work are investigated, defined advantage of research work and measures for protection of work are provided.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАЗМҰНЫ

 

 

Кіріспе................................................................................................................	10
1 Әдеби шолу ...................................................................................................	12
1.1 Металл және оның ішіндегі титан  коррозиясы бойынша жалпы жағдайы.............................................................................................................	12
1.2Титан мен оның қорытпасының түрлі агрессивті ортадағы жағдайы............................................................................................................	14
1.3Титанның легирлейтін  элементтерінің коррозиялық тұрақтылыққа  әсері....................................................................................................................	16
1.4 Титанның ауамен әрекеттесу ерекшеліктері..........................................	18
1.5 Титанның оттегімен байланысуы............................................................	18
1.6 Қышқылдану кезіндегі газға қаныққан титан қорытпасы.................... 1.7 Коррозиялық жарылу  құбылысы............................................................ 1.8 Титан мен оның қорытпасынан дайындалған машина мен конструкцияларды коррозиядан қорғау........................................................	19 23   24
2 Тәжірибелік бөлім........................................................................................	26
2.1Зерттеудегі бастапқы мәліметтер............................................................ 2.2Титан электродын  HNO3 қышқылында анодты еру процесін зерттеу................................................................................................................	26   26
2.3NaF айнымалы токта жане тұрақты токта есептеу................................ 2.4Титанның хлоридының түзілуіне ерiтiндiнiң температурасының ықпалы............................................................................................................... 2.5Гальваностатикалық электролиздің әдiсiмен титанның сульфатының (III)түзілуінің тоқ бойынша шығуына әсер ететін негiзгi параметрлердiзерттеу............................................................................................................... 2.6Титанның сульфатының(III ) түзілу тоғы бойынша шығудағы титан электродындағы тоқтың тығыздығының тигізетін  ықпалы...................... 2.7Титанның еруiне сұрын қышқылының концентрациясы мен        ерiтiндiсіне температураның әсер ету............................................................ 3Экономикалық бөлім..................................................................................... 3.1 Зерттеулер жүргізуге кеткен шығындарды есептеу.............................. 3.1.1 Негізгі және көмекші материалдарға кеткен шығынды есептеу....... 3.1.2 Электроэнергияға  кеткен шығынды есептеу...................................... 3.1.3 Салқын суға кеткен шығынды есептеу.................................................. 3.1.4 Жалақыны және төлем ақыны есептеу.................................................. 3.1.5 Жалпы шығын соммасын есептеу.......................................................... 3.2 Ғылыми - зерттеу жұмысының жинақ қорын есептеу........................... 3.2.1Зерттеудің экономикалық нәтижелігін және рентабелін  (тиімділігін)есептеу........................................................................................ 3.2.2 Техникалық –экономикалық көрсеткіштер......................................... 4Тіршілік қауіпсіздігі және еңбекті қорғау................................................. 4.1Еңбек қорғаудағы ұйымдастыру шаралары........................................... 4.2 Қауіпті өндірістік факторлардың анализі................................................. 4.3Электроқауіпсіздікті қамтамасыз ету………………………………….. 4.4Микроклимат көрсеткіштерінің қолайлы және ықтималды мөлшері.............................................................................................................. 4.5Өртке қарсы шаралар.................................................................................. 4.6Жұмыс орындарында шудың жіберілетін деңгейінің  санитарлық нормалары…………………………………………………….. 4.7Жұмыс орнын жарықтандыру  мәселесін ұйымдастыру……………… 4.7.1Жасанды жарықты есептеу…………………………………………… 4.7.2Жалпы алмасу вентиляциясын есептеу................................................. Қортынды …………………………………………………… Пайдаланылған әдебиеттер тізімі………………………………....................		30   38     41   41   45 48 48 49 49 49 50 50 51   52 53 55 55 55 56   57 58   59 60 61 61 63 65

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

 

Титан, молибден жәневольфрамдыорганикалықемесқоспалар химия өнеркәсiбiсалаларын көпшiлiгiнде кең қолданылады. Титанның (IV) гидроксидiтитанның ең жақсы сорбенті ретінде қолданылады, титан диоксидi – бояуларүшін күшті пигмент, үшваленттi титан тұзы химия процесстерiндегiқалпынакелтiргiштержәне(VI ) селен, (VI ) теллур және (V) мышьяктыңқиын қалпынакелтiрiлетiнаниондарының заряд тасымалдауыштары ретінде, сонымен қатар  қолданылады, мыстың ультрадисперсияланған ұнтақтағын алу үшін қолданады. Төрт валентті титанның қоспалары тері өңдеу кезінде илеуге арналған.

Сонымен бiрге молибден және вольфрам тұздары кең қолданылады. Мысалы, аммонидың молибдаты фосфатты- иондар анықтауы үшiн қолданылатын iс жүзiнде жалғыз химия реактивi болып табылады.

Бұл қоспалардың синтезiнiң қазiргi әдiстерi энергия шығындайтын және сыйымды әдістер,сонымен бiрге бұл олардың өзiндiк құнында өз кезегiнде негативтi әсер етеді. Тиiмдi және түсiнiктi әдiстердiң бiрi - электрохимиялық болып табылады, дегенмен осы жағдайда, сонымен бiрге ол қолдануды таппады, көрcетiлген металдар тұрақты тоқты анодтық поляризацияның кезінде пассивтейтiнi сол себептi. Титан ментағы басқа қиын балқитын металлдардың осы ортадаға пассивті жағдайының ең  ықтимал себебi бұл ермейтiн суда олардың бетiндегi бiлiмi, қышқылдар және оксид қабыршағы электролитпен және металлдың электролит пен таза беттің аралығында байланыс түзуді болдырмайтын сiлтiлiк ерiтiндiлерде, қышқылдарда, суда ерімейтін оксидті қорғаныш қабаты  болып табылады. Бұл қабыршақтар санды секундтiң бөлiктерiнде металдың беттерiнде қалыптасады, және олардың құрамы сыртқы шарттарға байланысты өзгередi.

Осы уақытта титанның химиялық  коррозиясына арналғанеңбектердің үлкен саны жинаған. Осылай, титан мына ерiтiндiлердегi орнықтылығы [1] анықталған: FeCl3тің 30%дейiнгі және 1000С  дейінгі концентрациясы,       CuCl2–20% дейін және 1000С, 1000С  дейiн NaCI барлықконцентрациялары, 100% хлоруксус және қышқылдар дихлоруксусы. Ол 1000С  дейінгі натрий гипохлоритінде, бекзаттық арақ ерітіндісінде орнықты.  Еру жылдамдығының екi максимумы бар - [2-5] 40% және 75 %тен концентрацияда. Бiрақ титанның еруiнiң жылдамдықтары бұл шамада аз. Сайып келгенде, титан көрcетiлген заттары бар жұмыс үшiн аппараттар, үрлегiштер және коммуникациялардың жасауы үшiн қолданыла алады.

Титанның электрхимиялық тоттануы және оның әр түрлi поляризацияның әсерi кезінде еруiнің сұрақтары осы жұмыстардан көрініс тапты.

Жеке алғанда жұмыстардағы [6,7] жаңадан өндiрiлетiн геометриялық параметрді  сипаттайтын титандардың оксидiнiң кеуектi жiктелген жiктерiнiң алуы үшiн титанның анодтық тотығуының тетiктерiнiң толық зерттеуiнiң нәтижелерi келтірілген. Титанның анодтық тотығуының потенциостатикалық және  гальваностатикалық процесс тәртiптерiнде үш сипатты айқындауға болады: