ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические соображения по электрохимическим методам получения чистых металлов из "Электролиз в гидрометаллургии" Электролитическое осаждение чистого металла на катоде должно производиться в условиях, исключающих совместный разряд ионов примесей. Теория совместного разряда подробно разобрана в гл. I, 9. [c.566] О совместном разряде ионов той или иной примеси с ионами очищаемого металла судят по сопоставлению сил тока разряда, вычисляемых исходя из данных опытов электролиза, причем каждый опыт проводится при строго соблюдаемом катодном потенциале. [c.566] Чтобы располагать полной картиной возможности совместного разряда ионов различных примесей с ионами очищаемого металла, необходимо исследовать условия перехода в катод каждой отдельной примеси в паре с очищаемым металлом и на основании полученных частных поляризационных кривых, со1вмест-ного разряда иметь суждение о характере процесса совместного разряда ионов всех примесей вместе с очищаемым металлом (см. примеры, приведенные в гл. I, 9). [c.566] Случаи совместного разряда ионов можно классифицировать следующим образом (табл. 121). [c.566] ИОНЫ очищаемого металла и ионы металла примеси подвергаются разряду в режиме электрохимической кинетики при условии, что разряд ионов примеси совершается замедленно (III), т. е. подавляется процессом разряда ионов основного металла (гл. I, 9). Наименее благоприятными являются случаи, когда ионы очищаемого металла подвергаются разряду в режиме диффузионной кинетики. В практике стремятся создать условия, не допускающие этого. [c.567] Как уже упоминалось выше (гл. I, 9), анализ частных поляризационных кривых, отвечающих реальным условиям, дает возможность судить о том, в какой из областей кинетики совершается разряд обоих ионов. [c.567] Наглядным показателем, характеризующим кинетику совместного разряда ионов, может служить коэффициент Кт, учитывающий отношение концентраций [М +] и в растворе и. Мх и в катодном осадке, причем является примесью. [c.567] В этом выражении концентрации выражены в г-ионах на литр, а содержание металлов в осадке — в атомных долях. [c.567] Ротиняна и работ лаборатории электрометаллургии цветных металлов ЛПИ. [c.568] Из приведенных данных видно, что высокие значения коэффициентов /Сог получаются не только, когда Мг электроположительнее Ми но и в случаях, когда Мг значительно электроотрицательнее (например, N1 — 2п, Со — 2п и др.), например, процесс разряда ионов цинка подавляет разряд ионов никеля и кобальта настолько, что до наступления потенциала разряда ионов цинка на катоде практически не выделяются ни никель, ни кобальт (см. рис. 37). Вычисление коэффициента Кпг при совместном разряде несложно, и его значение весьма показательно, тем более, что, зная значения Ког, полученные при более значительных концентрациях М + в растворе и содержании Мг в осадке, можно приближенно вычислить возможное содержание Мг в осадке при весьма малых М + в растворе, когда существующими методами анализа невозможно определить содержание Мг в металле. [c.569] Однако нужно иметь в виду, что значение Ког меняется с изменением плотности тока и с концентрацией ионов [Мр+] и [М +]. Поэтому точные исследования целесообразнее производить посредством построения реальных частных поляризационных кривых по данным опытов электролиза, проводимых при строго соблюдаемых потенциалах для каждого опыта. При этом из получаемых результатов отчетливо видно влияние поляризации на II и 2. Из этих же данных можно вычислить коэффициент Кт лля любой плотности тока. [c.569] Получение металлов высокой чистоты требует особого внимания к предотвращению возможности перехода в катодный металл неметаллических примесей серы, углерода, фосфора и т. д. (см. гл. I, 11) и соблюдения условий образования плотного, ровного кристаллического осадка. Особое внимание следует обращать на промывку катодных осадков особо чистых металлов с целью снижения содержания раствора и солей в капиллярных полостях—порах между гранями кристаллов (см. гл. I, 11). [c.570] Большинство особо чистых металлов следует осаждать из растворов, совершенно свободных от поверхностно активных веществ и взвесей частиц в растворах. [c.570] Для предотвращения попадания взвесей в раствор (а следовательно, и в осадок) тщательно фильтруют оборотный раствор, поступающий в ванну, в катодную ячейку, находящуюся в катодной проточной диафрагме. [c.570] В других случаях, когда на аноде образуется всплывающий шлам, аноды завешивают в кассеты, изготовленные из фильтрующих материалов. В особых случаях аноды помещают в кассеты из тонких полупроницаемых пленок коллодия или целлофана этим исключается перенос коллоидных частиц, но обеспечивается перенос ионов. Рамку кассеты (рис. 264) изготавливают из какой-либо стойкой пластмассы, инертной к раствору. Рамка имеет пазы, в которые вставляют пластины из мипласта, толщиной около 1 мм, с пористостью около 50—60% и диаметром пор от 1 до 10 мк. [c.570] При температурах выше 60° применяют диафрагмы из пористого стекла, пористой керамики, тепло стойких пластмасс с той же характеристикой. [c.570] Применение полупроницаемых пленок в качестве диафрагм, разделяющих анодное и катодное пространства, вносит в процесс электролиза некоторые особенности. Они исключают конвективную диффузию. В анодном пространстве накапливаются примеси. Во избежание образования чрезмерных концентраций последних и переноса их ионов к катоду следует периодически удалять из анодного пространства анолит, заменяя его свежим разбавленным раствором. [c.571] Поскольку исключен диффузионный обмен ионами между анодным и катодным пространствами, передача ионов от анода к катоду осуществляется за счет переноса их. Число. переноса катионов тяжелых металлов в среднем равно 0,4. Вследствие этого анолит переобогащается ионами основного металла, а католит ими обедняется. Поэтому, помимо периодическото удаления анолита, необходимо обновлять раствор в катодном пространстве, извлекая обедненный раствор (который направляется в анодное пространство) и заменяя его свежими порциями концентрированного очищенного раствора (см. рис. 268). [c.571] Вернуться к основной статье