UA114253C2 - PLATINUM ALLOY FOR CATALYTIC NETWORKS - Google Patents

PLATINUM ALLOY FOR CATALYTIC NETWORKS Download PDF

Info

Publication number
UA114253C2
UA114253C2 UAA201600938A UAA201600938A UA114253C2 UA 114253 C2 UA114253 C2 UA 114253C2 UA A201600938 A UAA201600938 A UA A201600938A UA A201600938 A UAA201600938 A UA A201600938A UA 114253 C2 UA114253 C2 UA 114253C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
alloy
platinum
catalyst
palladium
rhodium
Prior art date
Application number
UAA201600938A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Валєрій Ніколаєвіч Єфімов
Валерий Николаевич Ефимов
Сєргєй Ніколаєвіч Мамонов
Сергей Николаевич Мамонов
Original Assignee
Откритоє Акціонєрноє Общєство "Красноярскій Завод Цвєтних Мєталлов Імєні В.Н. Гулідова"
Открытое Акционерное Общество «Красноярский Завод Цветных Металлов Имени В.Н. Гулидова»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Откритоє Акціонєрноє Общєство "Красноярскій Завод Цвєтних Мєталлов Імєні В.Н. Гулідова", Открытое Акционерное Общество «Красноярский Завод Цветных Металлов Имени В.Н. Гулидова» filed Critical Откритоє Акціонєрноє Общєство "Красноярскій Завод Цвєтних Мєталлов Імєні В.Н. Гулідова"
Priority claimed from PCT/RU2014/000588 external-priority patent/WO2015034394A1/en
Publication of UA114253C2 publication Critical patent/UA114253C2/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of the metallurgy of noble metals, and more particularly to platinum alloys for the manufacture of catalyst gauzes that can be used in the chemical industry. The claimed alloy contains the following components (in wt%): 15.5-16.5 palladium; 2.7-3.3 rhodium; 0.005-3.3 tantalum; the remainder platinum. The aim of the invention is to develop a composition for a platinum alloy for catalyst gauzes which provides the formation of a homogeneous fine-grained structure during the production of cast billets and semi-finished products, has stable mechanical properties and enables the long-term use of catalyst bundles manufactured from said alloy, while maintaining a high level of catalytic activity.

Description

Винахід стосується галузі металургії благородних металів, зокрема, платинових сплавів, призначених для виготовлення каталізаторних сіток, які застосовуються у хімічній промисловості.The invention relates to the field of metallurgy of precious metals, in particular, platinum alloys intended for the production of catalyst meshes used in the chemical industry.

Застосування каталітичних сіткових пакетів на підприємствах хімічної промисловості в процесах окиснення аміаку (під час виробництва азотної кислоти та її похідних) широко практикується на підприємствах різних країн світу. Каталітичну функцію при цьому виконують, як правило, сітки, виготовлені з платинових сплавів. Жорсткі умови експлуатації (високі температура та тиск) призводять до поступової ерозії та руйнування сіткового полотна.The use of catalytic mesh bags at chemical industry enterprises in ammonia oxidation processes (during the production of nitric acid and its derivatives) is widely practiced at enterprises of various countries around the world. The catalytic function is performed, as a rule, by grids made of platinum alloys. Harsh operating conditions (high temperature and pressure) lead to gradual erosion and destruction of the mesh.

Необхідність забезпечення високої каталітичної активності сітки та збереження її механічних характеристик на якомога більш довгі строки експлуатації, пред'являють підвищені та специфічні вимоги до якості платинових сплавів, які застосовуються для виготовлення каталізаторних сіток.The need to ensure high catalytic activity of the mesh and preserve its mechanical characteristics for the longest possible period of operation imposes increased and specific requirements for the quality of platinum alloys used for the manufacture of catalyst meshes.

Найбільш широко у виготовленні каталізаторних сіток застосовують сплави на основі платини, які містять родій і паладій.Platinum-based alloys containing rhodium and palladium are most widely used in the production of catalyst meshes.

Так, відомим є платиновий сплав для каталізаторних сіток з наступним складом, 95 мас: - платина 92,2-92,8; - паладій 3,8-4,2; - родій 3,3-3,7.Yes, a known platinum alloy for catalyst grids with the following composition, 95 wt: - platinum 92.2-92.8; - palladium 3.8-4.2; - rhodium 3.3-3.7.

ІГОСТ 13498-79. "Платина и платиновье сплавьї. Марки". Государственньїй комитет СССР по стандартам. Москва. Издательство стандартов. - 1980...5 с|.IGOST 13498-79. "Platinum and platinum alloys. Brands". USSR State Committee on Standards. Moscow. Standards publishing house. - 1980...5 s|.

Даний сплав має високу каталітичну активність, є в достатній мірі технологічним для сіткового виробництва, забезпечує придатну живучість каталітичних пакетів під час їхньої експлуатації та є аналогом сплаву, що заявляється.This alloy has high catalytic activity, is sufficiently technological for mesh production, provides suitable survivability of catalytic packages during their operation and is an analogue of the claimed alloy.

Вадою сплаву-аналога є його надмірно висока вартість, спричинена високим вмістом дорогої платини (від 92,2 95 до 92,8 95).The disadvantage of the analog alloy is its excessively high cost, caused by the high content of expensive platinum (from 92.2 95 to 92.8 95).

Найбільш близьким за составом до сплаву, що заявляється, є відомий платиновий сплав для каталізаторних сіток, що містить, 95 мас: - платина- 80,3-81,7; - паладій - 14,5-15,5; - родій- 3,1-3,9; - рутеній - 0,2-0,8.The closest in composition to the claimed alloy is the well-known platinum alloy for catalyst grids, which contains 95 wt: - platinum - 80.3-81.7; - palladium - 14.5-15.5; - rhodium- 3.1-3.9; - ruthenium - 0.2-0.8.

ІМежгосударственньїй стандарт ГОСТ 13498-79. "Платина и платиновьіфе сплавьї. Марки".International standard GOST 13498-79. "Platinum and platinum alloys. Brands".

Государственньїй комитет СССР по стандартам. Москва. Издательство стандартов. - 1980...5 сі.USSR State Committee on Standards. Moscow. Standards publishing house. - 1980...September 5

Даний сплав має знижений до 81 95 вміст платини за відносно високої концентрації паладію, при цьому характеризується високою каталітичною активністю, забезпечує придатну живучістьThis alloy has a platinum content reduced to 81 95 with a relatively high concentration of palladium, at the same time it is characterized by high catalytic activity, provides suitable survivability

Зо каталітичних пакетів під час їхньої експлуатації та вважається прототипом сплаву, що заявляється.From the catalytic packages during their operation and is considered the prototype of the claimed alloy.

До вад сплаву-прототипу можна віднести недостатню стабільність механічних властивостей сплаву та виготовлених з нього напівфабрикатів за їхньою довжиною та перерізом, яка спричинена формуванням зон з різнозернистою структурою під час кристалізації відлитих заготовок. Наявність зерен зі збільшеними розмірами в структурі відлитого сплаву-прототипу є небажаною, оскільки призводить до технологічних складнощів у виготовленні тонкого дроту та сіткового полотна.The defects of the prototype alloy include the insufficient stability of the mechanical properties of the alloy and the semi-finished products made from it in terms of their length and cross-section, which is caused by the formation of zones with a heterogeneous structure during the crystallization of the cast blanks. The presence of grains with increased sizes in the structure of the cast alloy-prototype is undesirable, as it leads to technological difficulties in the manufacture of thin wire and mesh fabric.

Задачею, на рішення якої направлено запропоноване технічне рішення, є розробка складу нового платинового сплаву для каталізаторних сіток, що забезпечує формування однорідної дрібнозернистої структури під час виготовлення відлитих заготовок та напівфабрикатів, який характеризується стабільними механічними властивостями, що забезпечує тривалу експлуатацію виготовлених з нього каталітичних пакетів зі збереженням високої каталітичної активності.The task to be solved by the proposed technical solution is the development of the composition of a new platinum alloy for catalyst meshes, which ensures the formation of a homogeneous fine-grained structure during the production of cast blanks and semi-finished products, which is characterized by stable mechanical properties, which ensures the long-term operation of catalytic packages made from it with preservation of high catalytic activity.

Технічний результат досягається тим, що платиновий сплав для каталізаторних сіток, що містить паладій и родій, додатково містить тантал за умови наступного співвідношення компонентів, 9Уо мас: - паладій - 15,5-16,5; - родій - 2,7-3,3; - тантал - 0,005-3,3; - платина решта.The technical result is achieved by the fact that the platinum alloy for catalyst grids, containing palladium and rhodium, additionally contains tantalum under the condition of the following ratio of components, 9Uo by mass: - palladium - 15.5-16.5; - rhodium - 2.7-3.3; - tantalum - 0.005-3.3; - the rest is platinum.

Загальним для сплаву-прототипу та платинового сплаву, що заявляється, є наявність у сплаві платини, паладію та родію.Common to the prototype alloy and the claimed platinum alloy is the presence of platinum, palladium and rhodium in the alloy.

Включення до складу сплаву, що заявляється, домішки танталу, що є ефективним модифікатором, забезпечує формування дрібнозернистої однорідної структури під час кристалізації розплаву, що дозволяє одержувати відлиті заготовки та напівфабрикати зі стабільними механічними властивостями як за їхньою довжиною, так і за перерізом. Таким чином, введення до платинового сплаву танталу підвищує технологічні властивості сплаву в разі його застосування для виготовлення тонкого дроту та сіткового полотна, знижує знос філь'єр і кількість обривів дроту, полегшує експлуатацію устаткування під час виробництва каталізаторних сіток. Важно відмітити, що введення до сплаву домішок танталу супроводжується відповідним зниженням кількості дорогої платини, тобто знижує вартість пакета, без погіршення, як показала експериментальна перевірка, каталітичної активності сітки.The inclusion of tantalum admixture, which is an effective modifier, in the composition of the claimed alloy ensures the formation of a fine-grained homogeneous structure during the crystallization of the melt, which makes it possible to obtain cast blanks and semi-finished products with stable mechanical properties both in terms of their length and cross-section. Thus, the introduction of tantalum to the platinum alloy increases the technological properties of the alloy in the case of its use for the production of thin wire and mesh fabric, reduces the wear of the dies and the number of wire breaks, and facilitates the operation of the equipment during the production of catalyst meshes. It is important to note that the introduction of tantalum impurities into the alloy is accompanied by a corresponding decrease in the amount of expensive platinum, that is, it reduces the cost of the package, without deterioration, as experimental testing showed, of the catalytic activity of the grid.

Зниження вмісту танталу в платиновому сплаві нижче за 0,005 95 є небажаним, оскільки веде до послаблення модифікувального впливу танталу на сплав.Reducing the content of tantalum in a platinum alloy below 0.005 95 is undesirable, as it leads to a weakening of the modifying effect of tantalum on the alloy.

Перевищення верхньої межі вмісту танталу (3,3 95) у платиновому сплаві є недоцільним, оскільки не веде до поліпшення технологічних характеристик сплаву при його подальшому застосуванні у виробництві каталізаторних сіток, але може негативно позначитися на каталітичній активності сіткового пакета.Exceeding the upper limit of the tantalum content (3.395) in the platinum alloy is impractical, as it does not lead to an improvement in the technological characteristics of the alloy during its further use in the production of catalyst meshes, but may negatively affect the catalytic activity of the mesh package.

Співвідношення компонентів у сплаві що заявляється, запропоновано на основі експериментальних досліджень, які передбачають приготування різних сплавів, виготовлення з них тонкого дроту та каталізаторних сіток, застосування останніх у каталітичних пакетах в апаратах окиснення аміаку.The ratio of components in the claimed alloy is proposed on the basis of experimental studies, which involve the preparation of various alloys, the manufacture of thin wire and catalyst meshes from them, and the use of the latter in catalytic packages in ammonia oxidation devices.

Вміст родію в сплаві, що заявляється, в інтервалі від 2,7 9о до 3,3 95 забезпечує збереження необхідних механічних характеристик у сплаву, виготовлених з нього сіток, та є оптимальним.The content of rhodium in the claimed alloy, in the range from 2.7 9o to 3.3 95, ensures the preservation of the necessary mechanical characteristics in the alloy, the meshes made of it, and is optimal.

Співвідношення платини та паладію в сплаві, що заявляється, також є оптимальним, вибрано експериментально, виходячи з необхідності збереження високої каталітичної активності сітки, забезпечення довгого строку її експлуатації та максимально можливого при цьому зниження концентрації дорогої платини.The ratio of platinum and palladium in the claimed alloy is also optimal, chosen experimentally, based on the need to maintain high catalytic activity of the grid, ensure a long period of its operation and reduce the concentration of expensive platinum as much as possible.

ПрикладExample

Одержання платинового сплаву для каталізаторних сіток проводили безпосереднім сплавлюванням чистих компонентів. Плавлення проводили в індукційній печі У!1В-63-10-0,01Platinum alloy for catalyst grids was produced by direct fusion of pure components. Smelting was carried out in an induction furnace U!1B-63-10-0.01

Зо фірми "РЕЛТЕК" у тиглі з діоксиду цирконію, стабілізованого Сао.From the RELTEK company in a crucible made of zirconium dioxide, stabilized by Sao.

Склад шихти: - порубані зливки та стружка платини афінованої марки ПлА-0 (з чистотою 99,98 95) - 5792,0The composition of the charge: - chopped ingots and shavings of refined platinum grade PlA-0 (with a purity of 99.98 95) - 5792.0

Г; - шматочки танталу (з чистотою 99,7 9о основного компонента), масою -1,1г; - порубані зливки, порошок і стружка паладію афінованого - 1150,0 г; - порошок родію (з чистотою не менше 99,95 95 основного компонента) - 214,1 г.D; - pieces of tantalum (with a purity of 99.7% of the main component), weighing -1.1g; - chopped ingots, powder and shavings of refined palladium - 1150.0 g; - rhodium powder (with a purity of at least 99.95 95 of the main component) - 214.1 g.

Порошок родію змішали з порошком і стружкою паладію та стружкою платини. Маса стружки (порошку) паладію або платини повинна бути не меншою за масу порошку родію. Усі компоненти шихти завантажили у плавильний тигель індукційної печі, шматочки танталу положили на дно тигля. Загальну масу шихти, що завантажувалася, підбирали за місткістю плавильного тиглю та вона становила - (72002100) г. Розрахунковий склад шихти, 95 мас: Ра- 16,10; Ап-3,00; Та-0,015; Рі-решта.Rhodium powder was mixed with palladium powder and shavings and platinum shavings. The mass of palladium or platinum shavings (powder) should not be less than the mass of rhodium powder. All components of the charge were loaded into the melting crucible of the induction furnace, pieces of tantalum were placed at the bottom of the crucible. The total mass of the charge that was loaded was selected according to the capacity of the melting crucible and it was - (72002100) g. The estimated composition of the charge, 95 mass: Ra- 16.10; Ap-3.00; Ta-0.015; The rest.

Шихту розплавляли в атмосфері аргону. Розплав піддали ізотермічній витримці протягом 10 хвилин, зливання розплаву провели за температури 1780 "С (за показниками оптичного пірометра), в атмосфері аргону, в попередньо розігріту до 200 "С мідну виливницю.The charge was melted in an argon atmosphere. The melt was subjected to isothermal aging for 10 minutes, the melting of the melt was carried out at a temperature of 1780 "C (according to the optical pyrometer), in an argon atmosphere, in a copper mold preheated to 200 "C.

Охолодження зливка провели у виливниці, протягом 30 хв., після цього відкрили кришку печі, вивантажили зливок та його подальше охолодження провели зануренням у проточну воду.The ingot was cooled in the pouring chamber for 30 minutes, after which the furnace lid was opened, the ingot was unloaded and its further cooling was carried out by immersion in running water.

Маса одержаного сплаву становила 7150,2 г. Після механічного зачищення поверхні одержаний зливок був випробуваний, пробу піддали хімічному аналізу.The weight of the obtained alloy was 7150.2 g. After mechanical cleaning of the surface, the obtained ingot was tested, the sample was subjected to chemical analysis.

Хімічний аналіз проби показав, що одержаний платиновий сплав містить 16,05 95 паладію, 2,95 95 родію, 0,010 95 танталу, решта - платина.Chemical analysis of the sample showed that the obtained platinum alloy contains 16.05 95 palladium, 2.95 95 rhodium, 0.010 95 tantalum, the rest - platinum.

Одержаний сплав був прокований у дротики з перерізом 15715 (мм), довжиною (260-290) мм, із успіхом застосований для виготовлення каталізаторної сітки.The obtained alloy was forged into darts with a cross-section of 15715 (mm), length (260-290) mm, and was successfully used for the production of a catalyst mesh.

Claims (1)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Платиновий сплав для каталізаторних сіток, що містить паладій і родій, який відрізняється тим, що він додатково містить тантал, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 90:FORMULA OF THE INVENTION A platinum alloy for catalyst grids containing palladium and rhodium, which is distinguished by the fact that it additionally contains tantalum, with the following ratio of components, wt. 90: бо паладій 15,5-16,5 родій 2,7-3,3 тантал 0,005-3,3 платина решта.for palladium 15.5-16.5 rhodium 2.7-3.3 tantalum 0.005-3.3 platinum the rest.
UAA201600938A 2013-09-05 2014-08-06 PLATINUM ALLOY FOR CATALYTIC NETWORKS UA114253C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013140913/02A RU2537672C1 (en) 2013-09-05 2013-09-05 Platinum alloy for catalyser grids
PCT/RU2014/000588 WO2015034394A1 (en) 2013-09-05 2014-08-06 Platinum alloy for catalyst gauzes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA114253C2 true UA114253C2 (en) 2017-05-10

Family

ID=53287830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201600938A UA114253C2 (en) 2013-09-05 2014-08-06 PLATINUM ALLOY FOR CATALYTIC NETWORKS

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA026486B1 (en)
RU (1) RU2537672C1 (en)
UA (1) UA114253C2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4239833A (en) * 1978-12-28 1980-12-16 Mennica Panstwowa Grid of precious metals for the recovery of platinum metals escaping from a catalyst during the reaction, and especially of platinum during oxidation of ammonia
RU2085606C1 (en) * 1995-03-28 1997-07-27 Акционерное общество открытого типа "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" Platinum-based alloy
DE50013678D1 (en) * 1999-08-27 2006-12-14 Umicore Ag & Co Kg Electrocatalyst for fuel cells
WO2008014192A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-31 Honeywell International Inc. Platinum alloy for spark plug electrodes and spark plug having a platinum alloy electrode
JP5457018B2 (en) * 2008-12-09 2014-04-02 石福金属興業株式会社 Platinum iridium alloy and method for producing the same
RU2439182C1 (en) * 2011-01-12 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" (ОАО "Красцветмет") Platinum alloy for catalyst grids

Also Published As

Publication number Publication date
EA201600090A1 (en) 2016-05-31
EA026486B1 (en) 2017-04-28
RU2537672C1 (en) 2015-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2574962C (en) An al-si-mg-zn-cu alloy for aerospace and automotive castings
EP1266974B1 (en) Gold alloys and master alloys for obtaining them
JP5237801B2 (en) Doped iridium with improved high temperature properties
JP6258336B2 (en) Spheroidal graphite cast iron melt spheroidizing method and casting method
RU2439182C1 (en) Platinum alloy for catalyst grids
JP5595891B2 (en) Method for producing heat-resistant magnesium alloy, heat-resistant magnesium alloy casting and method for producing the same
TWI518183B (en) Corrosion resistant high nickel alloy and its manufacturing method
CN107502797A (en) A kind of heat-resistant rare earth aluminium alloy of intensity stabilization and preparation method thereof
RU2405051C1 (en) White palladium-based jewel alloy
RU2561562C1 (en) Platinum alloy for jewellery and alloy manufacture method
Górny et al. Effect of Titanium and Boron on the Stability of Grain Refinement of Al-Cu Alloy
UA114253C2 (en) PLATINUM ALLOY FOR CATALYTIC NETWORKS
RU2650220C1 (en) 585 platinum jewellery alloy
CN101121969A (en) Liquid state hydrogen-replacing thinning solidifying tissue method in Ti-6Al-4V alloy induction shell smelting process
RU2563113C1 (en) Platinum-based alloy for catalyst grating
WO2015034394A1 (en) Platinum alloy for catalyst gauzes
RU2675012C1 (en) Composition and method of manufacturing jeweler platinum alloy
RU2439180C1 (en) Jewellery alloy based on platinum
JP2012082469A (en) Aluminum alloy
JP4127825B2 (en) Grain refinement method for magnesium alloy castings
JP2009114532A (en) Manufacturing method of magnesium alloy material
RU2557438C1 (en) Chrome-based heat resisting alloy and method of smelting of chrome-based alloy
RU2528293C1 (en) Platinum-based jewellery alloy
RU2576288C1 (en) Method of producing of intermetallic alloys based on titanium aluminide with increased niobium content
RU2528292C1 (en) Jewellery titanium alloy