Электролизные установки.

Электролиз - это явление выделения вещества на электродах при прохождении через электролит тока, процессы окисления и восстановления на электродах, сопровождающиеся приобретением или потерей частицами вещества электронов.

Электролизер - это ванна, в которой процесс идет с поглощением электрической энергии.

Принцип действия можно рассмотреть на схеме электролизера с анодным растворением и катодным осаждением (рис. 13.1).

Рисунок 13.1 – Схема электролизной установки

Основными элементами установки являются; электролит (1), электроды (2) и источник питания (3).

Напряжение на электролизной ванне (и) состоит из трех составляющих

(11.2)

где - напряжение электрохимического рaзложения вещества, В;

- приэлектродное напряжение (на аноде и катоде), В;

- напряжение в электролите, В.

Около поверхности электродов образуется двойной электрический слой, который противодействует подходу и выходу ионов. Для ослабления противодействия применяются:

- циркуляция электролита, для выравнивания температуры;

- вибрация электродов;

- импульсный источник питания.

В промышленности электролиз металлов и исходная среда определяются электрическим потенциалом выделяемого металла.

Электролиз меди применяется для получения чистой электролитической меди из черновой (полученной после плавки в печах) и для извлечения ценных металлов, находящихея в ней.

Процесс ведется в электролизных ваннах.

Анодом является литая черновая медь в виде плит толщиной 35 - 45 мм и массой около 300 кг.

Катодом является электролитическая (чистая) медь в виде пластин толщиной 0,6 ... 0,7 мм, подвешенных на ушках между анодами. Расстояние между соседними анодами и катодами 35 - 40 мм.

Электролитом, которым заполняется ванна, является водный раствор медного купороса, подкисленный серной кислотой для уменьшения сопротивления.

При пропускании через ванну электрического тока черновая медь анодов растворяется, чистая медь осаждается на катодах, а благородные металлы (некоторые примеси тоже) выпадают в осадок или переходят в раствор (например, никель).

В целях выравнивания концентрации ионов меди у электродов и обеспечения необходимой температуры применяется прямая циркуляция электролита, который подается снизу и сливается сверху ванны.