ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролиз в производстве свинца и олова из "Прикладная электрохимия" Свинец применяется в производстве аккумуляторов, в качестве футеровочного и электродного материала в химической промышленности, в электротехнике для изготовления оболочек кабелей. Свинец является основным компонентом легкоплавких сплавов (например, гартблей для отливки типографского шрифта, баббитов для подшипников) из него изготовляют также экраны для защиты от -облучения и тару для хранения изотопов. [c.299] И свинец, и олово имеют собственные руды свинец — в основном сульфидные (РЬ5 — галенит) вместе с минералами цинка и Других металлов, олово — окисные (ЗпОг — касситерит). [c.299] Основные способы извлечения свинца и олова из руд —пиро-металлургические (табл. УПМ) с последующим рафинированием. Электролитическому рафинированию подвергается около 12% выплавляемого свинца. Гидрометаллургия свинца с конечной электроэкстракцией не применяется из-за отсутствия дешевых растворимых соединений свинца. [c.299] Электрохимические свойства свинца и олова. По электрохимическим свойствам свинец и олово близки друг другу (см. табл. 1Х-1). Ионы металлов разряжаются на катоде без заметного перенапряжения, токи обмена их очень велики. Поэтому, разряжаясь с высоким выходом по току, металлы склонны к образованию игл, дендритов, и без добавок поверхностно-активных веществ из простых растворов не удается получить компактные осадки. [c.300] Выбор электролитов для олова достаточно велик, так как соли олова хорошо растворяются в воде. Поэтому его можно выделять как из растворов простых солей двухвалентного олова, так и из щелочных и щелочно-сульфидных растворов (Ма25п54). В щелочных растворах олово находится в виде комплексных анионов. [c.300] В этом случае поляризация при разряде ионов олова выше, чем в простых электролитах без специальных добавок, и лучше качество осадков (стр. 389). [c.300] Выбор электролитов для рафинирования свинца более ограничен, так как хлористые и сернокислые соли его малорастворимы, а из азотнокислых растворов свинец осаждается в виде дендритов или рыхлого осадка. Поэтому в практике рафинирования свинца нашли применение кремнефтористоводородный, борфтористоводо-родный, перхлоратный и сульфаминовый электролиты с поверхностно-активными добавками. [c.300] В анодах должно быть ограниченное содержание олова, так как его потенциал близок к потенциалу свинца. При рафинировании олово растворяется из анода и выделяется на катоде вместе со свинцом. Цинк и железо остаются в растворе. [c.300] Подготовка электролита при рафинировании свинца заключается в выведении накапливающихся ионов электроотрицательных металлов. Из перечисленных выше электролитов применяется кремнефтористоводородный, как более дешевый. [c.300] В последнее время получает распространение сульфаминовый электролит, отличающийся важными преимуществами в нем нерастворимы висмут, сурьма, мышьяк, мало растворимо олово. Все они переходят в шлам, пассивация анодов в нем минимальная. [c.300] При рафинировании свинца задаются не катодной, а анодной плотностью тока. Это связано с тем, что анодный шлам не осыпается на дно ванны, а сохраняется в виде корки на аноде. Последняя создает значительное сопротивление прониканию электролита к анодному металлу, особенно при высоких плотностях тока. Чем чище свинец, тем тоньше корка шлама и тем выше может быть плотность тока и — 100—250 А/м . [c.301] Скорость циркуляции электролита должна быть высокой [0,35— 0,5 л/(А-ч)] из-за склонности его к расслаиванию. Обогрев электролита осуществляется за счет тепла Джоуля — Ленца, и расположение ванн в некоторых случаях (особенно в старых цехах) еще сохраняется каскадным — по 3—9 ванн в каскаде (см. рис. УИМЗ). В новых цехах применяется параллельное питание ванн. [c.301] Свинцовые аноды массой до 250 кг и размером около 0,6 X X 0,9 м служат в течение 28—30 сут. После растворения шлам сохраняет форму анода, его отмывают сильной струей воды и собирают для дальнейшего использования. Анодный скрап, составляющий 30—40% исходной массы анода, направляют на переплавку. Катодами служат листы из электролитического свинца, которые получают не в матричных ваннах, а отливкой чистого металла. Наращивание металла на основы в ваннах продолжается в течение 2—10 сут. [c.301] Электролизеры для рафинирования свинца строят на 3000— 4000 А. Материал ванн выбирают в зависимости от состава электролита. Для кремнефтористоводородных электролитов обычно применяются железобетонные ванны с футеровкой из асфальта или, реже, из эбонита. Для сульфаминовых электролитов ванны изготовляют из железобетона с футеровкой из винипласта. В одну ванну помещают от 25 до 30 одноименных электродов на расстоянии 100 мм друг от друга. Средние габариты электролизеров ХбХ/1 = ЗХ1Х1,2м. [c.301] Напряжение на ванне в начале работы анодов составляет 0,3—0,35 В, но по мере роста анодной корки оно возрастает до 0,5—0,8 В. Выход по току на катоде достигает 96—97%, удельный расход энергии не превышает 100—200 кВт-ч/т. [c.301] Анодный щлам при рафинировании свинца является исходным сырьем для извлечения сурьмы, висмута, серебра пирометаллургическим, а иногда и электрохимическим методами. [c.301] Процесс рафинирования олова сходен с рафинированием свинца и применяется для отделения олова от свинца и висмута. [c.301] П р и м е,ч а н и е. Применяется также щелочно-сульфидный )лектролит. [c.302] В присутствии ионов олова обеих валентностей на железных катодах выделяются губчатые осадки (стр. 388 сл.), которые затем нереплавляЕОтся. Процесс ведут периодически до полного растворения олова с анодов и затем почти до полного обеднения растворов по олову (остается 2—3 г/л Sn2+ и 120 г/л NaOH). [c.302] Вернуться к основной статье