ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимическое получение ципка из "Практикум по прикладной химии" Цинк высокой степени чистоты получают методом электроэкстракции из сульфидных полиметаллических руд. Руду предварительно флотируют, а затем полученный цинковый концентрат подвергают окислительному обжигу. Получающийся оксид цинка обрабатывают отработанным кислым электролитом, содержащим 120—160 г/дм серной кислоты. [c.114] В соответствии с равновесными потенциалами реакций восстановления ионов цинка и водорода на катоде можно было бы ожидать выделение только водорода. Однако вследствие большого перенапряжения выделения водорода на цинке цинк на катоде выделяется с выходом по току порядка 80— 90 %. [c.114] При этом в электролите образуется серная кислота. Постоянство кислотности электролита достигается непрерывным его протоком через электролизер с заданной скоростью. [c.114] Из формулы (18,1) видно, что Ц уд тем ниже, чем меньше напряжение U и выше выход по току ВТ, Покажем, что эти две. характеристики процесса довольно сложным образом связаны с условиями электролиза. [c.115] Оптимизацию разумно проводить, используя методы планирования эксперимента. [c.116] При проведении экспериментальных исследований широкое применение находят факторные — полные и дробные эксперименты. [c.116] Введем несколько определений. [c.116] Оптимизируемую величину называют функцией отклика. Математически задача оптимизации — отыскание экстремума функции отклика. Будем называть задаваемые величины — факторами, их значения — уровнями фактора. [c.116] Очевидно, задача всегда может быть решена методом прямого поиска, т. е. построением функции отклика по точкам, соответствующим более или менее полному перебору разных уровней всех факторов. [c.116] Эксперимент, в котором уровни каждого фактора комбинируются со всеми уровнями других факторов, называют полным факторным экспериментом (ПФЭ). Число опытов в ПФЭ можно определить произведением ... Гц, где к — число факторов, г, — число уровней каждого фактора. Если все г, одинаковы (л = ), то ПФЭ называют симметричным, а записывают его в виде г . [c.116] Нетрудно понять (представив себе одно- или двухфакторный эксперимент), что для характеризации функции с экстремумом необходимо располагать ее значениями хотя бы от трех уровней каждого с )актора, т. е. г, 3. [c.116] Таким образом, для трех факторов число опытов будет не менее 27, увеличение числа факторов и их уровней стремительно увеличивает число опытов. Этот путь не может быть признан наилучшим. [c.116] Все расчеты производит ЭВМ . [c.118] Цель работы — оптимизация условий электролиза (плотность тока, концентрация сульфата цинка и серной кислоты) по минимуму удельного расхода электроэнергии. [c.118] В качестве электролизеров применяют четыре последовательно соединенных стеклянных сосуда с гидрозатвором (для улавливания брызг Н2504). Могут быть использованы также открытые сосуды в этом случае они должны находиться под тягой. В каждом электролизере расположены алюминиевый катод и свинцовый анод. Размер каждого катода определяется плотностью тока. Подготовку катодов проводят по методике, изложенной в приложении II. [c.118] Таким образом получают табл. 18.2 данных опыта. [c.119] С этими результатами обращаются к ЭВМ, которая определяет градиент и рассчитывает комбинации уровней факторов для проведения наискорейшего спуска. Методика опыта повторяет предыдущую, разница лишь в уровнях факторов. Результатом опытов является таблица того же вида (табл. 18.2). [c.119] За оптимальные параметры электролиза принимают те, которые соответствуют наименьшему из четырех значений удельного расхода энергии. [c.119] Вернуться к основной статье