ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Техническое выполнение из "Электролиз в гидрометаллургии" В практике можно использовать электролитическое осаждение с железным анодом (электролитическое рафинирование) либо осаждать железо из растворов с нерастворимым анодом. [c.407] Как упоминалось, электролиз осуществляют с малыми плотностями тока при 20—25° С либо с высокими — при 90—100°. [c.407] Серная кислота нейтрализуется избытком Ре(НСОз)2 и на поверхности раствора образуется плотная бурая лакообразная пленка Fe(OH)s, предохраняющая раствор от окисления. [c.408] По наружному виду лакообразной пленки можно судить о концентрации ионов водорода в растворе. При изменении pH до значений 1,8—2 пленка Fe(OH)s начинает растворяться и поверхность раствора обнажается. Это указывает на то, что запас осадка Ре(НСОз)2 исчерпан. Тогда добавляют новую порцию МаНСОз, после чего раствор перемешивают. [c.408] Раствор обычно прозрачен и практически не содержит взвесей, шлам остается на аноде и смывается с него при каждой обогащается сульфатом натрия. Рекомендуется контролировать выгрузке катодов. Раствор постепенно обедняется ионами Fe и содержание железа и плотность раствора, периодически его обновляя. [c.408] Железо осаждают на матрицах из алюминия, никелированной латуни, нержавеющей стали или луженой жести. Края матрицы окаймляют резиной. Катодный осадок получается кристаллическим, светлы.м, гладким, он содержит не более 0,01 % углерода и серы, которая присутствует в виде FeS и включений сульфатов. [c.408] Соли следует использовать химически чистые, не содержащие органических соединений. [c.408] Условия электролиза те же, что и при сульфатных растворах. Катодные осадки мелкокристаллические, сероватые, более хрупкие. [c.408] Используя указанные растворы, электролиз можно вести при температуре 45—50° С. В этом случае к сульфатным растворам взамен сульфата магния добавляются 40—50 г/л Na l. Аноды изолируют от катодов кассетными диафрагмами из стеклоткани или микропористого полихлорвинила. Электролиз ведут при плотностях тока до 300 а/м . При этом требуются более частые добавки NaH Os. На катоде получаются крупнокристаллические Осадки железа. [c.408] Электролиз можно вести и в сульфатных растворах, соответственно увеличивая концентрацию солей, входящих в состав раствора, до двунормальной, при этом выход по току достигает 93—95% (свинцовый анод). Однако из сульфатных растворов при 100° и Dk = 500—1000 а/м на катоде получаются хрупкие крупнокристаллические осадки, в то время как из хлоридных растворов — мелкокристаллические пластичные осадки. В качестве матриц лучше всего использовать луженые листы меди, окаймленные резиной. [c.409] Применение горячих растворов при электролизе с растворимыми анодами дает значительный выигрыш в производительности, однако его осуществление связано с рядом неудобств. Аноды необходимо отделять от катодов пористыми диафрагмами, так как конвекционные потоки раствора (горячего) взмучивают углеродистый шлам и переносят его к катоду, загрязняя последний углеродом и кремнием. В качестве диафрагм лучше всего использовать пористую керамику или пористые фтор-пластовые массы. При высокой температуре и низком pH раствора происходит заметное растворение анодного железа, сопровождаемое нейтрализацией раствора. Поэтому необходима непрерывная подача в раствор разбавленной НС1, ее расход (исчисляя в 25%-ной концентрации) достигает 140 кг на 1 т. Вследствие растворения железа раствор быстро обогащается солями железа, которые нужно выводить из цикла. Однако в ряде случаев эти неудобства окупаются качеством получаемого железа. [c.409] На получение 1 г железа в холодных растворах затрачивается около 60—100 квт-ч (напряжение на ячейке 0,06 в). При использовании горячих растворов удельный расход электроэнергии равен 300—450 квт-ч/т, что связано с применением более высокой плотности тока и анодных диафрагм. [c.409] Электролитическое получение железа из растворов с нерастворимым анодом Проводят при 100—105° в 2-н. растворах РеСЬ и Na l при плотности тока от 1000 до 1500 а. Кислотность катодного раствора 0,01—0,05-н. НС1. Аноды изолируют плотной керамической либо фторпласто-вой диафрагмой. В качестве анолита применяют слабый раствор соляной кислоты или 1-н. раствор Na l. Анодом служит графит, может быть также использован магнетит (Рез04). Анодные пластины монтируют в коробчатые газосборники, изготовленные из винипласта или фторпласта. Кислотность анолита постепенно возрастает до концентрации 20 г/л НС1. [c.410] Кислый раствор периодически выводят из диафрагмы и заменяют раствором Na l. [c.410] Процесс получения железа с нерастворимым анодом можно вести и по несколько измененной схеме в качестве диафрагм можно применять пористую керамику либо теплостойкую пористую пластмассу типа фторпласта. Проницаемость диафрагм должна быть возможно низкой. Электролиз проводят при непрерывном усреднении проточного анолита скрапом электролитического железа либо гидратом закиси железа в специальных баках. [c.410] Применение дважды перекристаллизованных солей, свободных от меди, никеля и т. д., и магнетитовых либо платиновых анодов позволяет получать наиболее чистое электролитическое железо с удельным расходом электроэнергии около 4000 квт-ч/т (напряжение на ячейке 4—4,5 в) и выходом по току около 90%- В начале XX в. неоднократно возникал вопрос о гидроэлектрометаллургии железа, т. е. получении чистого металла непосредственно из огарков, руды и скрапов Однако этот процесс оказался нерентабельным. Сложная схема пол чения чистого железа не могла выдержать конкуренции с чисто металлургическими способами получения арм-ко-железа или получением порошкового железа путем восстановления руды генераторным газом во вращающихся печах, а также получением карбонильного железа. [c.411] Порошок железа получают электролизом с железным анодом в растворе 50—100 г/л NH4 I при Ок = 100—200 а/м , t = = 30°, pH = 4,5. [c.411] Вернуться к основной статье