Технология рафинирования меди

31.03.2013 | Опубликовано в: Литейное производство

Технология рафинирования металлов электролизом основана на селективном выделении из раствора под действием постоянного электрического тока только того металла из числа находящихся в данном растворе, который в ряде напряжений является более электроположительным.
Как известно, в ряду напряжений металлы расположены в порядке возрастающих или убывающих их стандартных электродных потенциалов.
Величина стандартного (или нормального) электродного потенциала ( Е0) какого-либо элемента служит количественной мерой электролитической упругости растворения этого элемента, т.е. мерой той электродвижущей силы, которую необходимо приложить для осаждения данного элемента из раствора, т.е. для разрядки его ионов.
Величины электродных потенциалов элементов даются в виде разности электродного потенциала данного элемента и электродного потенциала водорода, величина которого условно приравнена к нулю
следует, что к числу более электроположительных металлов, чем медь, относятся лишь серебро, ртуть, золото селен и теллур). Следовательно, только эти металлы находясь в растворе одновременно с медью, выделяются на катоде раньше или вместе с медью. Остальные же металлы останутся в растворе до полного выделения из раствора меди или, во всяком случае, до резкого снижения ее концентрации.
Однако практически при электролитическом рафинировании меди от неё отделяются и благородные металлы вследствие нерастворимости их в электролите, которые затем переходят в шлам.
В процессе электролитического рафинирования меди анодом является рафинируемая медь, а катодом – листы из чистой меди. Электролитом служит раствор сульфата меди, содержащий свободную серную кислоту.
Под действием постоянного тока аноды растворяются, а на катоде выделяется очищенная от примесей медь.
Вместе с медью при растворении анода в электролит переходят растворимые в нем примеси, а нерастворимые осаждаются в виде шлама.
При растворении анода медь и содержащиеся в ней примеси распределяются между шламом и электролитом.
Из перешедших в электролит примесей вместе с медью может осесть только серебро. В незначительных количествах, да и то при известном накоплении его в электролите, могут осесть также примеси, электродные потенциалы которых близки к потенциалу меди. К числу таких примесей относятся: мышьяк, сурьма и висмут.
Возможность одновременного осаждения металлов, стандартные потенциалы которых близки между собой, объясняется тем, что напряжение, которое необходимо в действительности для осаждения металла при электролизе, несколько отклоняется от стандартного электродного потенциала данного металла. Причем величина этого отклонения зависит от ряда причин: концентрации данного иона, явления поляризации и перенапряжения. При некоторых условиях сочетание этих причин может повлиять на величины электродных потенциалов элементов, близко расположенных в ряду напряжений, так, что эти элементы поменяются местами или фактически потенциалы осаждения этих элементов станут практически равными и оба эти элемента при электролизе начнут выделяться одновременно.
В процессе электролиза вблизи анодов и катодов изменяются концентрация ионов меди и свободной серной кислоты. У анодов концентрация ионов меди повышается, а у катода понижается; кислотность электролита, наоборот, увеличивается у катода. Электролит у катода обедняясь медью, становится легче, вследствие чего поднимается вверх, что вызывает расслоение электролита. У анода происходит противоположное явление. Такое расслоение электролита не может быть выровнено процессами диффузии, которые протекают намного медленнее.
Для выравнивания состава электролита необходимо его перемешивания, которое достигается принудительной циркуляцией. Чем сильнее циркуляция электролита, тем лучше выравнивается его концентрация по объёму ванны. Однако при больших скоростях циркуляции резко ухудшаются условия осаждения и отстаивания шлама, а взмученные частицы шлама могут легко осесть на неровностях катода и механически загрязнить катодную медь примесями, содержащимися в шламе.
Поэтому увеличивать скорость циркуляции следует до определенного предела.
Загрязнение катодной меди частицами осевшего шлама и смачивающим катод электролитом всегда имеет место на практике, вследствие чего требуется самая тщательная промывка катодного осадка.

 

Источник - Медь Вторичная: Монография

Перейти:  Медное литье

Сайт создан:
YonaStudio.com
Реклама на buymore.pro Техподдержка Заводы Украины
Контактная информация Справочная информация
Сравнение платных пакетов услуг