Соиск. Борисенко В.В., проф. Рутковский А.Л.
Кафедра теории и автоматизации металлургических процессов и печей.
Северо-Кавказский государственный технологический университет
Исследованы возможности получения чистого катодного осадка в процессе электролитического рафинирования висмутистого свинца в кремнефтористоводородном электролите.
В процессе электролитического рафинирования висмутистого свинца на поверхности растворяющегося анода остаётся пористый слой анодного шлама. По мере его увеличения происходит загрязнение катодного осадка примесями электроположительных металлов или механическим распылением шлама в электролите и переносом его на катод.
При промышленном электролизе в серию включается последовательно несколько десятков электролизных ванн, действующих при постоянной токовой нагрузке и постоянном напряжении на всей серии ванн. Для ванн серии установлен цикл действия определённой длительности: от момента загрузки ванн новыми анодами до разгрузки из ванн анодных остатков и подготовки ванны к загрузке следующих анодов [1]. Поскольку величина напряжения на ванне существенно увеличивается по мере растворения анодов и накопления шлама, для сохранения постоянной силы тока и общего напряжения серии необходимо равномерно распределить во времени начало циклов работы всех ванн серии. При такой организации работы получение катодного металла заданной чистоты сильно лимитирует производительность электролиза, поскольку в конце цикла увеличивается переход в раствор электроположительных примесей, накапливающихся в шламе.
Недостаток описанной организации работы состоит в том, что все аноды ванн работают при неизменной токовой нагрузке, которая не должна быть в конце цикла выше определённого предела, обеспечивающего минимально допустимый перевод примесей в раствор.
Исследованиями процесса очистки свинца от висмута [2] установлено, что для получения чистого катодного свинца марки С0 по висмуту необходимо иметь падение напряжения в слое шлама не выше 200 – 250 мВ. Для соблюдения этого условия технологию электролиза следует организовать таким образом, чтобы сила тока ванны постоянно снижалась к концу процесса.
Снижение силы тока в промышленной ванне трудно осуществимо, однако возможны организационные мероприятия, препятствующие увеличению перепада напряжений в слое анодного шлама выше допустимого предела. На практике одним из мероприятий, способствующих получению сравнительно чистого катодного осадка, является очистка анода от накопившегося шлама с возвратом анодов в ванну. Другим – смена анодов ванны в два, три приёма. Вышеперечисленные способы связаны с большими дополнительными затратами при выработке анодов не больше 60 -. Предложенная нами организация работы предполагает замену части анодов без необходимости промежуточной очистки анодов от шлама.
Вновь установленные аноды, не имеющие слоя шлама, будут работать при большей силе тока, чем старые аноды с накопившимся слоем шлама. Этим достигается нужное перераспределение тока между анодами при неизменной силе тока ванны.
Для уточнения предложенного режима работы ванны были поставлены две серии лабораторных опытов со сплавами свинца марки С0 и висмутом марки ВИ-1. Электролиз проводили в ванне из органического стекла, куда помещали 3 анода и 4 катода из свинцовой фольги. Перемешивание электролита осуществляли двумя аэролифтами. Питание тока проводили от селенового выпрямителя, дающего при напряжении 6 В ток до 12 А. Падение напряжения в слое анодного шлама измеряли ламповым вольтметром с большим выходным сопротивлением. Каждый анод экранированными проводами поочерёдно присоединяли к вольтметру совместно с полуэлементом, что давало возможность следить за падением напряжения в слое шлама с двух сторон на всех анодах.
В работе фиксировали: общую силу тока в ванне; величины сил тока в цепях всех анодов; время работы каждого анода; продолжительность процесса электролиза в целом; температуру.
Результаты одной из серии опытов показаны на рис. 1 и 2.
Рис. 1. Исследование процесса электролитического рафинирования свинца с целью его оптимизации.
Рис. 2. Изменение силы тока I и падения напряжения в слое анодного шлама Dj при непрерывном электролизе висмутистого свинца с заменой части анодов.
В начале процесса электролиза все аноды помещали в ванну одновременно, и образование шлама на поверхности анодов шло приблизительно с одинаковыми скоростями, о чём свидетельствуют величины сил тока в цепях анодов: 4,2 А – в цепях первого анода; 3,8 А – в цепях второго анода; 4,2 А – в цепях третьего анода.
Через 72 ч работы, когда падение напряжения в слое шлама на первом аноде достигло 125 мВ, заменили третий анод на новый. В результате произошло перераспределение тока: 3,8 А – в цепях первого анода; 3,5 А – в цепях второго анода; 5,1 А – в цепях третьего анода (свежего).
Такое распределение тока связано с различным электрическим сопротивлением, вследствие чего ток в цепи третьего анода после его замены выше, чем в цепях анодов со шламом. Падение напряжения в слое анодного шлама при такой организации работы не превышало допустимого предела, что позволило обеспечить 100 % выход кондиционного катодного осадка, уменьшить выход анодных остатков в среднем до 20 %, и тем самым увеличить выработку анодов до 80 %.
Выводы: 1. В процессе электролитического рафинирования висмутистого свинца исследованы возможности организации работы с чередующейся заменой анодов, что обеспечивает 100 % выход кондиционного катодного осадка.
2. Выработка анодов по предложенной методике достигает 70 - 80 % по сравнению с существующей, не превышающей 60 %.
Список литературы
Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. М.: Металлургия, 1963. С. 613.
Резниченко Л.И. // Изв. вузов. Цв. металлургия. 1976. № 6. с. 130.
Другие работы по теме:
Главные источники загрязнения
Главными источниками загрязнения являются: 1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный
Создание эффективной химико-технологической схемы ХТС производства алюминия
Создание эффективной химико-технологической системы производства алюминия ВВЕДЕНИЕ Впервые металлический алюминий был получен в 1825 году Эрстедом химическим методом восстановлением хлорида алюминия амальгамой калия. В 1856 году этот метод был усовершенствован, и алюминий стали получать восстановлением двойной соли
Свинец и его свойства
Химический элемент IV группы. Химические свойства. Диоксид свинца - сильный окислитель. Органические производные свинца - бесцветные очень ядовитые жидкости. Компонент типографских и антифрикционных сплавов, полупроводниковых материалов.
Применение электрохимического осаждения хрома в полиграфии
Электрохимические методы формных процессов и исследование процесса электрохимического осаждения хрома. Оценка его значения в полиграфическом производстве. Приготовление, корректирование и работа хромовых ванн. Проверка качества и недостатки хромирования.
Свинец в организме животных и людей
Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями металлургической промышленности определяется спецификой их производственной деятельности: непосредственное производство свинца и его соединений; попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси; очистка получаемой продукции от примеси свинца и т.д.
Исследование политропического процесса
Нижегородский Государственный Технический Университет Кафедра СЭУ и теплотехники Курсовая работа Исследование политропического процесса Выполнил: студент группы
Исследование политропического процесса
Нижегородский Государственный Технический Университет Кафедра СЭУ и теплотехники Курсовая работа Исследование политропического процесса Выполнил: студент группы
Принцип действия и использование аккумуляторов
План Введение 1. Принцип действия 2. Промышленные аккумуляторы 3. Применение Список литературы Введение Итальянский ученый Луиджи Гальвани (1737–1798) открыл возможность получения электрического тока иным, чем электризация трением, способом. Однажды, когда он проводил исследование лягушек, он заметил, что при прикосновении стальным скальпелем к нерву лапка мёртвой лягушки пришла в движение.
Исследование модели электролитического осаждения меди
Историческая справка. Положение меди в периодической системе Д.И. Менделеева. Распространение в природе. Получение, физические свойства, применение. Метод электролитического осаждения. Построение физико-математической модели. Определение характеристик.
Исследование политропического процесса
Нижегородский Государственный Технический Университет Кафедра СЭУ и теплотехники Курсовая работа Исследование политропического процесса Выполнил: студент группы
Аккумуляторы
Первым кто открыл возможность получения тока иным, чем электризация трением, способом был итальянский ученный Луиджи Гальвани (1737-1798). Однажды он заметил, что лапка мёртвой лягушки пришла в движение при соприкосновении с её нервом стального скальпеля. Это открытие заставило Гальвани поставить ряд опытов для обнаружения причины возникновения электрического тока.
Исследование аккумуляторной батареи
Лабораторная работа №1 «Исследование аккумуляторной батареи» 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – положительный вывод; 4 – межэлементное соединение; 5 – отрицательный вывод ; 6 – пробка; 7 – индикатор для проверки уровня электролита;
Производство цветных металлов
Министерство Общего и профессионального технического образования Московский Государственный Технический Университет “ МАМИ ” Кафедра Технология конструкционных материалов
Получение чернового свинца
Получение. Осн. источник получения свинца-сульфидные полиметаллич. руды. Селективной флотацией из руд, содержащих 1-5% Рb, получают свинцовые и др. концентраты. Свинцовый концентрат обычно содержит 40-75% Рb, 5-10% Zn, до 5% Сu, а также благородные металлы и Bi. Ок. 90% свинца получают по технологии, включающей стадии: агломерирующий обжиг сульфидных концентратов, шахтная восстановит. плавка агломерата и рафинирование чернового свинца.
Безотходная технология извлечения свинца из колошниковой пыли
Производственные сферы, в которых применяются сплавы свинца. Извлечение оксида свинца из колошниковой пыли. Процесс рафинирования цинка для обработки остатков. Комплексная переработка содержащих свинец техногенных отходов медеплавильных предприятий Урала.
Стекло Керамика
Text Керамика- изделия и материалы, получаемые спеканием. Керамика- изделия и материалы, получаемые спеканием. Искусство керамики насчитывает несколько тысячелетий.
Анализ расходов коммерческих организаций
Целью данной работы является обоснование теоретических положений и разработка практических рекомендаций по оптимизации взаимодействия системы учета расходов коммерческой организации, адекватной современным экономическим условиям хозяйствования
Металлургия цветных металлов
Курсовая работа на тему: Металлургия цветных металлов Содержание Введение Описание технологии получения катодной меди Выбор технологии плавки на штейне
Количественная школа управления 2
Количественная школа управления (с 1950гг – по н. в.) Основная предпосылка возникновения - усложнение процесса управления, что было обусловлено бурным научно - техническим прогрессом послевоенных лет.
Огневое рафинирование меди
1.Способ огневого рафинирования расплава черной меди [Худяков В.И., Тихонов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С. Металлургия меди, никеля и кобальта, часть 1. Металлургия меди, М.: Металлургия, 1977, 147-157, 185-187]. Способ включает окислительную продувку расплава черной меди в конверторе воздухом, загрузку в конвертор кокса в качестве топлива и кварцевого флюса для ошлакования окисленных примесей, раздельный слив из конвертора расплавов шлака и черновой меди.
Возраст небесных тел
Возраст небесных тел определяют разными методами. Самый точный из них состоит в определении возраста горных пород по отношению количества в ней радиоактивного элемента урана к количеству свинца.
Законы электролиза Фарадея
Два закона электролиза — это всего лишь небольшая часть вклада Майкла Фарадея в науку. Электролиз — это совокупность процессов, происходящих при пропускании электрического тока через электролит.
Зарядка и разрядка конденсатора
Схема и процесс зарядки диэлектрического конденсатора. Схема движения электронов к пластинам диэлектрического конденсатора. Процесс разрядки диэлектрического конденсатора на сопротивление. Особенности зарядки и разрядки электролитического конденсатора.
по Географии 5
Содержание Презентация Составление географической карты Тест Список литературы ТЕСТ ПО ГЕОГРАФИИ . Найдите ошибку в сочетании «Металл - район его производства»
Роберт Вильгельм Бунзен
Роберт Вильгельм Бунзен - известный немецкий химик, разработавший способы электролитического получения магния, алюминия, хрома, кальция и др.
Свинец
Неорганический и свинцовые соединения (общеизвестны как свинец) широко применяются во многих отраслях промышленности. Некоторые производственные процессы могут генерировать свинцовую пыль, дымы или пары, которые представляют опасность для здоровья.