Гальваностегия и гальванопластика

Электролиз кроме перечисленных процессов широко при­меняется для нанесения металлических покрытий из мате­риалов анода или соединений, растворенных в электролите, на поверхность детали, служащей катодом (хромирование, лужение, никелирование и т. п.). Такой процесс называется гальваностегией.

Электрохимические процессы используются для получе­ния металлических копий с изделий, получивших название матриц. Такой процесс называется гальваноплас­тикой.

Широкое применение гальванопластика получила в полигра­фии. Явление электролиза используется при очистке (травлении) поверхностей деталей от загрязнений путем снятия с них тонкого поверхностного слоя. Объект травления в этом случае служит анодом.

Электрохимические процессы широко используют в цветной металлургии для производства алюминия. Процесс получения алюминия заключается в разложении глинозема А1₂Оз. При этом на катоде выделяется алюминий, а на аноде — кислород. Однако глинозем имеет высокую температуру плавления (2050°С) и не электропроводен. Поэтому его растворяют в расплавленном криолите ЫазА1Р₆. Смесь оксида алюминия с криолитом имеет более низкую температуру плавления (950°С) и служит электро­литом для получения алюминия. Такая относительно высокая рабочая температура процесса заставляет в качестве материалов электродов и футеровки электролизеров ванны, где получают металл, применять уголь или графит.

Современные электролизеры для получения алюминия рабо­тают на постоянном токе при плотности тока на аноде 7000— 10000 А/м², при дальнейшем увеличении плотности тока усили­ваются побочные реакции, которые приводят к увеличению паде­ния напряжения на ванне и увеличению удельного расхода элек­троэнергии.

Нормальное напряжение на ванне составляет 4,2—4,5 В, а удельный расход электроэнергии на тонну алюминия 14000—18000 кВт-ч.

Ванны включают последовательно; они образуют серию, со­стоящую из десятков и сотен ванн. Токи ванн достигают 200— 250 тыс. ампер. В связи с этим к ошиновке ванн предъявляются высокие требования, особенно к качеству неразъемных и разъ­емных контактных шин и шинных пакетов.

Производство алюминия является одним из наиболее энер­гоемких процессов, поэтому для питания электролизных ванн постоянным током в десятки и сотни тысяч ампер ис­пользуется мощный выпрямительный агрегат, который под­ключается к заводским сетям напряжением 6, 10 и 35 кВ.

Этот агрегат состоит из специального понизительного транс­форматора, выпрямительных блоков, высоковольтного выключа­теля и аппаратуры защиты управления и сигнализации. Мощные выпрямительные агрегаты выполняются на ртутных управляемых вентилях, а также на кремниевых силовых диодах.

Установки промышленного электролиза относятся к крупным потребителям электроэнергии. Они потребляют из сети активную мощность в течение продолжительного времени. Отключения установок очень редки лишь в период ремонта. Пусковые режимы установок характеризуются плавным повышением напряжения и мощности в течение нескольких десятков часов, таким образом, не создается трудности для системы электроснабжения. Коэффи­циент мощности установок промышленного электролиза не ни­же 0,92.

Лекция 9. Тема 1.8 Применение электрических полей в технологических процессах

1Общие сведения

2 Электрические фильтры

3 Установки для электроокраски. пневмоэлектрический способ

4 установки электростатической окраски

Общие сведения

Установки, использующие электрическое поле постоянного тока высокого напряжения в промышленности, предназначены для:

- направленного движения капель или твердых частиц;

-улавливания взвешенных в газе частиц;

-разделения смеси частиц.

Сильные электрические поля все в большей степени исполь­зуются в различных технологических процессах:

- очистка газов от пыли;

- электроокраска;

- нанесение порошковых покрытий в электрическом поле и т. д.

Принцип создания указанных процессов заключается в том, что частицам твердого вещества или жидкости сообщается некоторый заряд, а электрическое поле, в которое они вно­сятся, создает их движение в определенном направле­нии.