gh НОВЫЙ СПОСОБ ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ЖЕЛЕЗА

Редкие элементы, например, лантан, цирконий или гафний, потому и называются так, что они сильно рассеяны в различных минералах. Однако без них в современной технике не обойтись. Во-первых, добавки этих металлов и им подобных необходимы для самых различных сплавов - легких, жаропрочных, морозоустойчивых, магнитных или стойких к коррозии. Во-вторых, тот же цирконий или гафний может оказаться главным претендентом на роль основного элемента прочной и пластичной керамики - материала, из которого в будущем станут делать двигатели, далеко превосходящие по мощности нынешние, металлические. К сожалению, более чем сорокалетние усилия материаловедов пока что не привели к желаемым результатам. В-третьих, именно оксиды редких металлов служат основой высокотемпературных сверхпроводников - еще одного материала, который сулит прорыв в технике XXI века.

В обоих последних случаях нужны чистые вещества. Получать их не просто, но когда речь идет о веществе, которое, по сути, само представляет собой примесь - не просто вдвойне. Обычно после того, как сконцентрируют редкий металл, в нем, подобно ложке дегтя в бочке меда, всегда есть немного ионов железа, хрома, никеля и некоторых других элементов. Они, а особенно железо, способны сильно испортить свойства материала, который сделают из редкого металла. И именно от железа избавиться труднее всего.

Обычно для очистки металла его сначала переводят из твердого состояния в жидкое - растворяют в растворителе. Раствор пропускают сквозь сорбент, ионно-обменную смолу. Ионы примесей должны к ней прилипнуть. Стоит смола не дешево, очищают ее горячей концентрированной кислотой - получается грязно и дорого. А что если взять пористый уголь? - подумали исследователи с кафедры редких и рассеянных элементов из РХТУ им. Д.И. Менделеева под руководством Оксаны Синегрибовой. Это весьма дешевый сорбент. Однако нужно учитывать, что если содержание железа крайне мало, уголь для его захвата и сам должен быть сверхчистым. Ученые испробовали различные варианты углей и нашли подходящий, малозольный, то есть такой, который состоит почти из чистого углерода. Правда, в таком угле все равно имеются ионы металлов, поэтому решили сначала отчистить его от "зольного" железа, а также кальция, магния, никеля или марганца. Оказалось, что для этого вполне хватает соляной кислоты невысокой концентрации.

Железо само по себе не будет оседать на поверхности углеродных пор. Нужно добавить специальное вещество - комплексообразователь. Оно соединиться и с ионом железа, и с углеродом. Проведя эксперименты с разными веществами, ученые подобрали оптимальные параметры процесса. Оказалось, что если добавить примерно столько комплексообразователей, сколько нужно убрать железа, а раствор сделать сильно кислым, то вредная примесь будет удалена полностью. Остается только снова промыть сорбент разбавленной соляной кислотой, и его можно снова пускать в дело. Способ, предложенный учеными, позволил уменьшить концентрацию злополучного железа в растворе минимум в 10 раз.

***