Факторы, определяющие процесс электролиза

Рефераты по химии / Факторы, определяющие процесс электролиза
Страница 4

Циркуляция электролита:

Если заполненную электролитом ванну с установленными в ней катодами и анодами подключить к источнику постоянного тока, то в ней будет происходить электролиз на истощение. Концентрация цинка в электролите станет непрерывно уменьшаться, а содержание серной кислоты увеличиваться.

При концентрации цинка менее 40 г/дм3 качество осадка ухудшится, а расход электроэнергии резко возрастет. Поэтому электролиз цинка без циркуляции электролита в практике гидрометаллургии цинка не применяют. Циркуляция электролита в ванне необходима также для получения гладких осадков катодного цинка.

Способ пятнадцатикратной циркуляции электролита, внедряемый в отделении вновь строящейся третьей серии электролиза УК МК АО «Казцинк» состоит в том, что наряду с расчетным объемом нейтрального раствора – 0,202 м3/ч в ванны подают дополнительно – 2,828 м3/ч отработанного электролита, то есть соотношение нейтрального электролита к отработанному 1:14. Таким образом, при пятнадцатикратном увеличении циркуляции электролита для поддержания заданного температурного режима электролиза нужно снизить температуру поступающей смеси электролита всего на 6 0С (перепад температуры электролита с 38 0С до 32 0С).

Улучшению циркуляции способствует также увеличение расстояния между электродами. Однако при этом неизбежно увеличивается сопротивление электролита и возрастает общее напряжение на ванне.

Кислотность электролита:

В процессе электролиза электролит непрерывно обогащается серной кислотой. На каждый 1 г осажденного на катоде цинка в растворе образуется 1,5 г серной кислоты. Таким образом, рост кислотности электролита служит показателем скорости осаждения цинка. С повышением кислотности электролита уменьшается сопротивление электролита и понижается напряжение на ванне. Повышенная кислотность способствует получению более гладкой поверхности катодного осадка с меньшим количеством дендритов. Улучшается также и качество цинка по содержанию в нем меди, кадмия и свинца, так как при одном и том же содержании этих примесей в растворе количество осажденного цинка увеличивается. Работа цеха электролиза на повышенной кислотности более производительна, так как при этом с единицы объема нейтрального раствора извлекается больше цинка.

Вместе с тем с повышением кислотности действие вредных примесей, находящихся в электролите, усиливается. Возникает возможность ускоренной коррозии цинка, несколько снижается выход по току. Поэтому оптимальной кислотностью электролита задаются, исходя из концентрации цинка в нейтральном растворе, содержания в последнем вредных примесей, а также с учетом необходимой плотности тока. Кислотность электролита колеблется в пределах 120-170 г/дм3.

Температура электролита:

В результате прохождения электрического тока через электролизную ванну по закону Джоуля выделяется тепло и электролит может нагреваться до температуры, недопустимой для условий электроосаждения цинка. Поэтому заданный температурный режим поддерживают в ванне путем индивидуального охлаждения электролита с помощью змеевиков, централизованного охлаждения электролита вне ванн и комбинированной системы охлаждения электролита.

При низких температурах электролита сопротивление его возрастает, напряжение на ванне увеличивается, однако действие вредных примесей (кобальта, сурьмы и другие) ослабляется. Повышение температуры способствует ускоренному движению ионов, сопротивление электролита уменьшается, и напряжение на ванне снижается. Но при этом активизируется действие вредных примесей, возрастает скорость коррозии цинка в серной кислоте. Вследствие этого выход по току уменьшается. Одновременно возрастает переход свинца с анодов в раствор, что ведет к ухудшению качества катодного цинка.

Учитывая влияние температуры электролита на показатели электролиза, на практике, исходя из качества нейтрального электролита и условий электролиза, выбирают оптимальную температуру, при которой получаются наилучшие выход по току и расход электроэнергии. При наличии чистых растворов, стойких свинцово-серебряных анодов и правильной дозировки коллоидных добавок температуру электролита можно поддерживать до 42 0С. Однако работа на предельно высокой допустимой температуре чревата серьезными осложнениями при изменениях качества нейтрального электролита и в других случаях связанных с аварийными ситуациями в электроснабжении.

Страницы: 1 2 3 4 5

Информация о химии

Винклер (Winkler), Клеменс Александр

Немецкий химик Клеменс Александр Винклер родился во Фрейберге; его отец был химиком-металлургом. После окончания реального училища в Дрездене и ремесленной школы в Хемнице Винклер поступил во Фрейбергскую горную академию, которую ...

Гарден (Harden), Артур

Английский химик Артур Гарден родился в Манчестере и был третьим из девяти детей и единственным сыном Альберта Тайеса Гардена, бизнесмена, и Эльзы (в девичестве Макалистер) Гарден. Его родители были набожными сектантами, воспитыва ...

Учёные нашли полезное применение битому стеклу

Химики из университета Гринвича нашли, как они говорят, простой способ переработки битого стекла в минерал, который можно использовать для удаления загрязняющих веществ из воды. «Новизна нашего исследования прежде всего в т ...