Электролиз расплавленных сред

Металлы и сплавы, получаемые электролизом расплавленных сред, имеют одно существенное преимущество перед металлами и сплавами, выделяемыми из водных растворов они содержат значительно меньше газов (Нг и др.). [c.465]

Отличие электролиза расплавленных сред от электролиза в водных растворах обусловлено глубоким различием физико-химических свойств электролитов в виде расплавов и в виде водных растворов. [c.465]

Для электролиза расплавленных сред существенное значение имеют плотность, вязкость, поверхностное натяжение и давление насыщенных паров составных компонентов электролита и продуктов электролиза. [c.472]

В настоящее время электролизом расплавов получают алюминий, магний, натрий, литий, бериллий и кальций. Электролизом расплавленных сред получают некоторые тугоплавкие металлы. [c.677]

Электролиз расплавленных сред используется для получения фтора из электролитов, содержащих KF-HF или KF- 2HF. Его применяют для получения магния, циркония, тория, ряда редких, редкоземельных и других металлов. [c.163]

В цветной металлургии электролиз используется для извлечения металлов из руд и их очистки. Электролизом расплавленных сред получают алюминий, магний, титан, цирконий, уран, бериллий и др. [c.181]

Электролиз расплавленных сред впервые был применен свыше 150 лет тому назад Г. Деви для выделения в свободном виде натрия и калия. Электролизом расплавленных соединений могут быть получены многие металлы, их сплавы и неметаллы. Однако в промышленности этот метод получил значение в основном для производства металлов, имеющих наиболее электроотрицательные электродные потенциалы, и для получения некоторых их сплавов. Это относится главным образом к группе так называемых легких металлов, имеющих, как правило, невысокую температуру плавления и обладающих высокой химической активностью. [c.240]

В настоящее время электролиз расплавленных сред приобретает все большее значение для технического получения тугоплавких металлов, таких, например, как титан, цирконий, торий, хром, марганец и других металлов а также для получения фтора. [c.240]

Одна из важнейших проблем в технике электролиза расплавленных сред — рациональный выбор состава электролита. Обычно электролитом являются не индивидуальные расплавленные соединения, а их смеси. Это необходимо прежде всего для снижения температуры плавления электролита и проведения электролиза прн наиболее низкой рациональной для данного процесса температуре. Однако подбор добавок, снижающих температуру плавления основной (рабочей) соли, должен удовлетворять еще ряду требований. К ним относятся [c.241]

В процессе электролиза расплавленных солей наблюдаются иногда весьма значительные потери металла. Это зависит как от конструктивных особенностей технических аппаратов, так и от физико-химических условий процесса. Рассматривая механизм потерь металла при электролизе расплавленных сред Р. Лоренц установил, что основной причиной здесь является растворимость металлов в расплавах. Растворенный металл диффундирует частично к аноду, где взаимодействует с продуктами анодного разряда, а частично всплывает на поверхность электролита, где окисляется и испаряется. Устанавливается динамическое равновесие, когда вместо исчезнувшего из расплава растворенного металла растворяется новое количество его. При небольших по абсолютному значению количествах растворяющегося в соли металла потери его могут быть чрезвычайно велики. Поэтому данные по растворимости металлов в расплавленных солях и зависимости ее от физических и химических факторов приобретают большое практическое значение. [c.246]

Электролиз расплавленных сред [c.280]

Закон Фарадея применим не только к водным растворам при обычной температуре, но и к электролизу расплавленных сред он подтверждается также при электролитическом разложении твердых солей, обладающих ионной проводимостью. [c.97]

В данной книге мы не можем охватить все области применения электрохимических технологий в народном хозяйстве страны, поэтому рассмотрим лишь основные электрохимические способы получения неорганических соединений, газов и металлов электролизом водных растворов, ряда металлов и фтора — электролизом расплавленных сред, некоторые химические источники тока. [c.5]

ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСПЛАВЛЕННЫХ СРЕД [c.202]

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ РАСПЛАВЛЕННЫХ СРЕД [c.202]

Электролиз расплавленных сред используют для получения ряда металлов, сплавов и других соединений, которые другими методами получить невозможно или экономически невыгодно. К примеру, щелочные и щелочноземельные металлы, такие как натрий, калий, кальций, магний, ряд тугоплавких и редких металлов, а также фтор получают электролизом расплавленных сред, поскольку электролизом водных растворов их получить практически невозможно из-за высокой реакционной способности (фтор, щелочные металлы) и протекании на электродах, в основном, процессов выделения водорода (на катоде) или кислорода (на аноде). [c.202]

Особенности электролиза расплавленных сред [c.203]

Электролиз расплавленных сред по сравнению с электролизом водных растворов обладает рядом особенностей. Прежде всег в расплавленных электролитах электрохимические ряды металлов отличаются от электрохимических рядов в водных растворах и изменяются в зависимости от состава расплава и era температуры. Универсального электрода сравнения для измерения электродных потенциалов в расплавленных средах (подобно водородному электроду сравнения в водных растворах) не существует. Электрохимические ряды металлов в некоторых расплавленных электролитах приведены в табл. 5.1. [c.203]

Другой особенностью электролиза расплавленных сред является сравнительно небольшая поляризация электродов, что [c.204]

Электролиз расплавленных сред отличается от электролиза водных растворов физико-химическими свойствами электролитов. Для протекания электролиза необходимо присутствие ионов в электролите. В водных электролитах ионизации способствуют молекулы растворителя. В расплавах ионы образуются в основном в результате возбуждения молекул при высокой температуре. Ионные расплавы обладают многими уникальными свойствами, на этом основано их широкое применение не только для получения легких металлов, но и в новых областях техники, в приборостроении и в практике научных исследований. [c.442]

ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСПЛАВЛЕННЫХ СРЕД [1-21] [c.211]

ГЛАВА XVI КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ РАСПЛАВЛЕННЫХ СРЕД И ЕГО ОСОБЕННОСТЯХ [1. 2, 3, 5, 171 [c.211]

Значение электролиза расплавленных сред. Электролизом водных растворов могут быть получены либо электроположительные металлы, либо такие электроотрицательные металлы, на которых перенапряжение для выделения водорода в условиях электролиза очень велико, например цинк и марганец. Такие же электроотрицательные металлы, потенциалы которых значительно отрицательнее потенциала выделения водорода, как щелочные и щелочноземельные, алюминий и магний, не могут быть получены электролизом водных растворов. Их готовят электролизом расплавленных сред, а также этим методом получают, как правило, и тугоплавкие металлы, такие, как бериллий, цирконий, торий, ниобий, тантал, и редкоземельные металлы. Разрабатываются методы электролитического получения титана и других металлов. Этим же способом получают фтор. [c.211]

Свойства расплавленных электролитов. Многие расплавленные соединения (соли и гидроксиды) хорошо проводят электрический ток, являясь проводниками второго рода — электролитами. Электролиз расплавленных сред подчиняется в основном тем же законам электрохимии, как и электролиз водных растворов электролитов. [c.211]

Влияние температуры на процесс. При электролизе расплавленных сред очень важно поддерживать необходимую температуру. При слишком высокой температуре увеличивается растворимость выделившегося металла в электролите, усиливается скорость диффузии от катода к аноду и взаимодействие катодных и анодных продуктов, возрастает интенсивность испарения металла. Все это значительно уменьшает выход по току. Поэтому желательно поддерживать наиболее низкую температуру электролиза. Однако температура электролита должна быть выше температуры плавления выделяемого металла (кроме случаев получения тугоплавких металлов), чтобы его легко можно было удалить из электролизера должна быть исключена возможность застывания электролита, так как это нарушает процесс. [c.212]

Катодные процессы при электролизе расплавов. При электролизе расплавленных сред применяется значительно более высокая катодная плотность тока, чем при электролизе водных растворов. Это объясняется тем, что электропроводность расплавов значительно больше электропроводности водных растворов. Увеличение катодной плотности тока увеличивает выход по току до определенного предела. Это объясняется тем, что при абсолютном увеличении количества выделяемого металла с единицы поверхности катода относительные потери его уменьшаются. В практике электролиза расплавов применяют катодную плотность тока до 20000 А/м . [c.213]

Электролиз расплавленных сред в зависимости от состояния катода может быть разделен на электролиз с твердым катодом и электролиз с жидким катодом. При электролизе на твердом катоде выделяющийся металл получают либо в жидком виде, когда температура электролита выше температуры плавления металла (натрий, магний), либо в твердом виде (порошки или дендриты), например при получении тугоплавких металлов. Во время электролиза необходимо, чтобы у поверхности катода всегда находилась большая концентрация той соли, которую подвергают электролизу. Этого достигают, добавляя в процессе электролиза необходимое количество соли в электролит. Если этого не делать вовремя, то произойдет обеднение основной соли у катода и могут создаваться такие условия, при которых начнут разряжаться на катоде посторонние катионы из находящейся в электролите другой соли. Необходимо, чтобы выделяемый на катоде металл хорошо смачивал его и получался в виде компактного слоя. Это происходит тогда, когда на катоде не осаждаются осадки частиц нерастворимых соединений — оксиды, сульфиды, карбиды, углерод и др. В противном случае металл выделяется в раздробленном виде, что увеличивает поверхность его соприкосновения с электролитом и растворимость в нем увеличивается возможность контакта с анодными продуктами и уменьшается выход по току. [c.213]

Электролиз расплавленных сред с жидким катодом используют Ч технике для получения товарных сплавов, например тройного сплава РЬ—Na—К, или для приготовления промежуточных сплавов, из которых затем вакуумной разгонкой выделяют нужный металл. При вакуумной разгонке полученного электролизом сплава отгоняют наиболее летучий компонент. В одном случае это может быть осажденный при электролизе на жидком катоде металл. В технике так получают металлический кальций, который [c.214]

Анодные процессы при электролизе расплавов. Процессы электролиза расплавленных сред осуществляются с растворимыми и нерастворимыми анодами. Растворимые аноды применяют при электролитическом рафинировании и получении чистых металлов (алюминий, магний, титан). При электрорафинировании алюминия и магния в качестве анодов используют металл-сырец, к которому добавляют утяжелитель. Это делается для того, чтобы в ванне можно было создать три слоя в соответствии с плотностями нижний— жидкий анод (сплав алюминия и меди), средний — электролит и верхний — катод (чистый алюминий). При электрорафинировании магния в качестве утяжелителя магниевого анода применяют цинк, медь или свинец. При электрорафинировании титана берут твердый растворимый титановый анод. [c.215]

Основные процессы электролиза расплавленных сред осуществляются с нерастворимыми угольными или графитовыми анодами. Одним из характерных явлений, наблюдаемых при электролизе с нерастворимым анодом, является анодный эффект. Это характеризуется повышением напряжения на ванне и уменьшением силы тока. Анодные газы как бы обволакивают анод и оттесняют от него электролит. Между анодом и электролитом появляется световая полоса, состоящая из множества искр. Механизм анодного эффекта очень сложен. Есть ряд теорий этого явления. Однако во всех случаях возникновение анодного эффекта связано с ухудшением смачиваемости поверхности анода электролитом. [c.215]

Расход электроэнергии при получении продуктов электролизом расплавленных сред составляет одну из больших статей их стоимости. Решая проблему снижения расхода электроэнергии, необходимо знать основные источники электрических и тепловых потерь электролизера, что, в свою очередь, требует знания баланса напряжения на электролизере и теплового баланса его. [c.216]

Получение натрия электролизом расплавленных сред с использованием электролизеров типа Даунса — относительно сложный процесс. Электролизер— сложная электрохимическая конструкция, требующая ряд приспособлений для ее монтажа и эксплуатации, что вызывает повышенный расход трудовых затрат. Процесс связан с большим расходом электроэнергии (13000— 16 000 кВт-ч/т нат-рия). [c.239]

В мировой практике известны два метода получения калия, основанные на реакции обмена между натрием и гидроксидом калия или хлоридом калия. Многочисленные попытки получить калий электролизом расплавленных сред на твердом катоде или в неводных растворах не увенчались успехом. В отдельных случаях происходили взрывы электролизеров. В СССР предложен и разработан новый метод получения калия вакуумной разгонкой свинцово-калиевого сплава, приготовляемого электролизом расплавленных сред на жидком свинцовом катоде. Были разработаны вакуум-термичес-кие способы получения калия, основанные на восстановлении хлорида калия карбидом кальция, алюминием, силико-алюминием, ферросилицием или смесью этих восстановителей, но эти методы не вышли далее стадии опытной проверки. [c.241]

Сплав получают электролизом расплавленных сред на жидком свинцовом катоде. На рис. 97 приведена диаграмма плавкости системы К—РЬ. Как видно, наиболее прочное соединение в данной системе плавится при 568° С, остальные при более низких температурах. Процесс электролиза осуществляют при 680—720° С. Повышение температуры при электролизе с жидким катодом до определенного предела, как указывалось, увеличивает выход по току даже для такого реакционного металла, как калий. Это происходит потому, что при электролизе получают сплав с тяжелым металлом, в котором он менее активен, чем в чистом состоянии. [c.242]

Электролитическое получение и рафинирование. Цирконий и гафний можно получить электролизом расплавленных сред из хлоридных и хлоридно-фторидных электролитов. Напряжение разложения хлоридов и фторидов циркония и гафния ниже, чем напряжение разложения хлоридов и фторидов щелочных металлов, в расплавах которых проводят электролиз (табл. 6). 2г и НГ вводят в электролит в виде или тетрахлоридов, или фтороцирконатов (фторогафнатов) калия. Электролиз проводят как с нерастворимым, так и растворимым анодом в герметичном электролизере. [c.350]

Температура расплава является важным параметром процесса электролиза расплавленных сред, с ее повышением за счет повышения растворимости в расплаве и усиления взаимодействия катодных и анодных продуктов снижается выход целевого продукта, а также возникают трудности с подбором конструкционных материалов для изготовления электролизера. В некоторых случаях в солевых расплавах могут образовываться субионы (субсоединения) [c.204]

При проектировании и эксплуатации промышленных цехов, предназначенных для электролиза расплавленных сред предъявляются те же требования техники безопасности, что и при электролизе водных растворов (см. раздел 2). Кроме того, необходимо соблюдать дополнительные меры, обусловленные применением высоких температур. Так, все аппараты, работающие при высокой температуре, снабжаются надежной теплоизоляцией, чтобы уменьшить тепловые потери в окружающую среду и создать благоприятные усчовия труда. Рабочие должны иметь спецодежду, принятую для работы в термических цехах. Особое внимание уделяется борьбе со сбросом в атмосферу вредных газообразных продуктов. [c.515]

Технологические и аппаратурные особенности электролиза расллавленных сред. Электролиз расплавленных сред по сравнению с электролизом водных растворов характеризуется рядом технологических и аппаратурных особенностей. Так как электролиз идет при высоких температурах, то требуется рационально решить проблему поддержания необходимой температуры электролита. Подводить тепло можно либо путем внешнего подогрева электролизера, либо за счет тепла Джоуля—Ленца, развиваемого в электролизере при прохождении постоянного тока. Осуществление внешнего подвода тока к электролизеру очень сложно и громоздко. Поэтому во всех промышленных электролизерах тепловой режим поддерживается постоянным током. Электрическая энергия, подводимая к электролизеру, расходуется на электрохимическое разложение и на нагрев электролита энергия fia нагрев тем больше, чем выше напряжение на ванне. [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология