ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перспективы развития гидроэлектрометаллургических процесЭлектролиз расплавов из "Прикладная электрохимия Издание 3" По санитарным нормам гидроэлектрометаллургические производства относятся ко И классу производств, для которых предусматривается защитная зона (500 м) до начала застройки другими зданиями. [c.434] При проведении гидроэлектрометаллургических процессов возможны следующие воздействия токсичных газов, электролитов, электротока (особенно при коротких замыканиях), тепловое воздействие печей, огарков, пылей создание взрывоопасных концентраций электролизных газов и др. [c.434] Внутренняя планировка цехов электролиза должна предусматривать расстояния между аппаратами и стенами не менее 0,5 м. Объем цеха на одного рабочего не должен быть менее 20 м , а площадь — не менее 1,5 м . Высота цеха электролиза составляет 18 м для безопасного обслуживания и ремонта. Полы в пролетах между ваннами должны быть из кислотостойкого неэлектропроводящего материала. Металлические конструкции в электролизном цехе окрашены кислотостойкой краской, а опорные конструкции ванн покрыты антикоррозионным покрытием. Только для неответственных и ненесущих конструкций разрешается побелка известковым молоком. [c.434] Предложено устанавливать в соответствующих местах (на стенах, конструкциях) приборы для регистрации температуры и психрометры для определения точки росы, что позволяет автоматически регулировать температуру подаваемого воздуха для устранения конденсации влаги на стенах и сооружениях. Для облицовки потолка и верха стен начали применять нержавеющую сталь, а для изоляции полов, рабочих площадок, подвальных помещений — эпоксидную смолу. [c.435] Мерами по защите от повреждений током являются заземление корпусов электрооборудования, сток отработанного электролита из ванн по лоткам и желобам из изоляционного материала, изоляторы под ваннами и обслуживающими площадками, которые предохраняют от попадания на них растворов выгрузка катодов и анодов при тщательной изоляции крюков электродов или траверс от крана (если выгрузка протекает отдельными электродами вручную) и обеспечении обслуживающего персонала резиновыми перчатками, сапогами, передниками. Для серии ванн установлен контроль изоляции с сигнализацией на преобразовательную подстанцию серии имеют противоаварий-ную блокировку, шинопроводы покрыты лаками и красками, нх обеспечивают надежными креплениями и изолируют от земли. Каждая ванна тщательно изолирована от соседних и от рабочего пола. Для ремонта ванны шунтируют. [c.435] Для охраны природной среды прежде всего необходима очистка выделяющихся дымовых газов от пылей и отсутствие или обезвреживание сточных вод. Все эти вопросы рациональнее решать при организации технологического процесса как безотходного. Если такая технология не разработана, то установки для сушки, измельчения, обжига руд и концентратов должны быть снабжены мощными пылеулавливающими устройствами, а улавливаемые пыли — утилизированы. В металлургии цветных металлов утилизация выделяющихся газов получила название химизация металлургических процессов . Выделение газов вместе с туманом электролита из электролизеров снижают с помощью защитных покровов из слоя масла, парафина, плавающей пластмассы, пен или бортовой вентиляции с соответствующим обезвреживанием вытяжки. [c.435] Отделения по обезвреживанию сточных вод стали важными составными частями любого гидроэлектрометаллургического завода. Если промывные воды с фильтров, центрифуг, чанов для промывки и очистки электродов не полностью возвращают в цикл, то их собирают в специальных сборниках, отводят в отдельную канализацию химически загрязненных вод и направляют на очистку. [c.436] Развитие гидроэлектрометаллургических способов получения металлов — электролиза, цементации ионов получаемого металла другими металлами или водородом — связано с усовершенствованием не только стадий выделения металла, но и с разработкой способов получения водных растворов солей производимых металлов. Вовлечение в производство бедных и забалансовых руд означает в перспективе коренное преобразование всего технологического процесса. Так, например, для производства меди и никеля из этих руд, классическая схема плавка — пирометал-лургический передел — отливка анодов из черновых металлов или штейнов — электролитическое рафинирование с получением чистых металлов, шламов с драгоценными металлами и серы неприемлема, и должны применяться более гибкие гидрометаллургические методы, которые, помимо обжигов, анодных растворений сульфидных концентратов, выщелачивания различными растворителями, автоклавного метода обработки, процессов экстракции, ионного обмена, часто включают процессы электролиза и цементации. В применении этих процессов, по-видимому, одна из перспектив развития металлургии никеля, меди и других цветных металлов в ближайшие 10— 15 лет. [c.436] В металлургии меди, по многим данным, ожидается более широкое применение выщелачивания отвалов, а также забалансовых и трудноразрабатываемых руд кучным или подземным способами. В частности, в СССР эти способы будут развиваться для руд Казахстана, Урала, Алтая. [c.436] Развитие самих процессов извлечения металлов из растворов электрохимическими методами и, прежде всего электролизом, связано с решением ряда проблем — от усовершенствования способов очистки питающих растворов, обеспечения токопи-тания ванн, механизации и автоматизации обслуживания электролиза (например, автоматического обнаружения коротких замыканий, механизации обеспечения электродного хозяйства) до интенсификации самого электролиза. Интенсификация процессов электролиза является главной задачей при разработке электрохимических способов извлечения металлов из водных растворов. [c.436] Более перспективным является второе направление — увеличение плотностей тока. При определении экономических плотностей тока отмечалось, что при допустимом пределе технологической плотности тока наиболее выгодную для данного предприятия плотность тока находят с учетом многих факторов, в том числе стоимости электроэнергии, охлаждающей воды, ошинковки и т. д. Интенсификация процесса путем повышения плотности тока предусматривает создание условий для возможности расширения пределов именно технологической плотности тока с сохранением качества и чистоты металла и низкого расхода энергии. К таким условиям можно отнести улучшение способа подачи электролита к поверхности электродов для снижения концентрационной поляризации при повышении плотности тока применение электролитов, позволяющих работать при повышенных плотностях тока, применение нестационарных режимов питания током. [c.437] Подача электролита к поверхности электрода может осуществляться разными способами, многие из которых уже проходят испытания. Выше были рассмотрены некоторые из них и отмечено, что для увеличения плотности тока наиболее перспективными представляются разработанные в СССР прямоточные ванны. К перспективным следует отнести канальные и щелевые электролизеры, испытанные за рубежом. [c.437] Естественно, что при повышении плотности тока возникает ряд проблем повышается напряжение, нагревается электролит, необходим более тщательный подбор состава электролита по ПАВ, возможны явления пассивации растворимых анодов, включение мелких фракций шлама (при наличии такового) в катодный осадок и др. Эти проблемы создают трудности для широкого промышленного внедрения новых типов электролизеров, способы их устранения находятся в стадии изучения. [c.438] Применение новых электролитов взамен наиболее часто применяемых сульфатных часто ограничено условиями самого процесса. Так, весьма перспективные с точки зрения повышения плотности тока хлоридные электролиты имеют ограниченное применение по разным причинам. Более перспективным считается подбор добавок в существующие электролиты. Комбинированием нескольких добавок в разных сочетаниях достигается улучшение качества катодных осадков при высоких плотностях тока. При рафинировании меди, например, помимо различных сочетаний клея, тиокарбамида, сульфатно-целлюлозного щелока и флокулянта (например, полиакриламида, сепарана 2610), хорошие результаты могут быть получены при введении добавок фосфористых эфиров с органическими растворителями, органические соединения типа тиокарбаминовой кислоты, тиозолей, поливинилового спирта, полиэтиленгликоля, тиоциановой кислоты и др. [c.438] Поиск сочетаний ПАВ для повышения плотности тока интенсивно продолжается. [c.438] Применение нестационарных режимов питания током — одно из важнейших направлений интенсификации процессов. К ним относятся наложение переменного тока на постоянный и, что лучше, периодическое реверсирование постоянного тока, нашедшее уже практическое применение на ряде заводов. Для рафинирования меди, например, оптимальным отношением времени (в с) прямого тока к обратному является 200 10. [c.438] К попыткам использования в гидроэлектрометаллургии принципиально новых устройств относится применение электродов кипящего слоя в процессах электроосаждения и электрорафинирования. Для меди эти исследования были начаты в Великобритании еще в 1970 г. и доведены до применения этого процесса в электролизерах на 1000 А для рафинирования порошков тяжелых цветных металлов с использованием электродов в виде кипящего слоя из порошков того же металла такие работы проводились фирмой де-Нора в Бельгии и фирмой Англо — Америкен Ко в Южной Африке в течение 70-х годов. Этим способом можно увеличить плотность тока до 1000 Д/м и более и обеспечить непрерывность процесса. [c.438] По сообщениям исследователей Великобритании, оптимальные условия электролиза были изучены в полупромышленных электролизерах для получения меди. Применяли ванны с мембранами и разнообразные электроды анод в виде кипящего слоя — плоский катод оба электрода в виде кипящего слоя плоский анод — катод в виде кипящего слоя нерастворимые аноды из титана или графита — катод в виде кипящего слоя. Для создания кипящего слоя электрода электролит подавали под слой частиц. [c.439] Японские исследователи разработали электролизер с диафрагмой для разделения электродных пространств. В оба пространства загружали порошок никеля (0,25—0,37 кг/дм площади) в виде частиц размером 0,15—0,85 мм. Взвешенное состояние частиц достигалось с помощью специального вибрационно-вращающегося устройства. Ток подводили с помощью титановой сетки. Питание электролитом осуществляли через катодное пространство, вывод — из анодного. Катодная плотность тока составляла 2500 А/м , температура электролита — примерно 80 °С,, для чего дно электролизера охлаждали водой. Напряжение на ванне составляло 14—15,5 В Втк=95—98% и качество металла, по данным исследователей, соответствовало требованиям промышленного стандарта. [c.439] Перспективными являются и новые способы получения медной и никелевой лент. Так, предложен метод получения никелевой ленты из хлоридных растворов на барабанном вращающемся катоде с нерастворимыми анодами из перфорированного графита или из титано-рутения. Плотность катодного тока около 370 А/м2. [c.439] Вернуться к основной статье