ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролиз расплавленных солей с растворимым анодом из "Физическая химия расплавленных солей" является ли анод растворимым или нерастворимым при электролизе. [c.319] Если аноды представляют собой не чистые металлы, а сплавы, то процесс их растворения усложняется главным образом вследствие различных потенциалов отдельных составных частей анода. [c.319] Если металлическая примесь к основному металлу анода находится с ним в различной фазе, не образуя твердых растворов и химических соединений, то анодному растворению будет подвергаться металл с большим отрицательным значением потенциала. [c.319] Если два металла в сплаве образуют твердые растворы, то потенциалы, изменяясь в зависимости от концентрации, лежат между потенциалами обоих чистых металлов. В случае же образования химических соединений потенциалы их также могут выражаться величинами, лежащими между значениями для чистых металлов, но могут иметь и существенные отклонения. [c.319] Типичным процессом электролиза расплавленных солей с растворимым анодом является электролитическое рафинирование алюминия, заключающееся в анодном растворении алюминия (из сплава с другими металлами) с переходом ионов AF + в электролит и в разряде этих ионов на катоде. При электролитическом рафинировании алюминия жидкий анодный сплав состоит из алюминия и меди и небольших примесей других элементов. Элементы, более электроположительные, чем алюминий (медь, железо, кремний и др.), присутствующие в анодном сплаве, не подвергаются анодному растворению и накапливанию до определенной концентрации в жидком анодном сплаве, тогда как металлы с более электроотрицательным потенциалом, чем у алюминия (натрий, кальций, магний и др.), переходят в электролит. [c.319] Содержание в анодном сплаве до 10—12% 31 не вызывает каких-либо технологических затруднений в процессе рафинирования сплавов системы А1 — Си — 51 при 35% Си, так как температура затвердевания таких сплавов (650°) ниже температуры процесса рафинирования (750°). [c.320] При рафинированиии сплавов системы Л1 — Си — Ре, содержащих 35% Си, максимальная концентрация в них железа может быть допущена не выше 4%, так как температура начала кристаллизации такого сплава близка к температуре электролиза. [c.320] При одновременном насыщении анодного сплава кремнием и железом растворимость железа возрастает, и максимальное содержание железа и кремния в анодном сплаве может быть примерно по 5% каждого. [c.320] Вторая составляющая напряжения поляризации 2 при малых плотностях тока (менее 0,1 aj M ) резко возрастает с увеличением плотности тока дальнейшее увеличение плотности тока на величину 2 почти не влияет (рис. 186). С повышением тем-ператур(ы, а также при перемешивании электролита напряжение поляризации ( 2) уменьшается с увеличением продолжительности процесса оно возрастает. [c.321] При постоянной плотности тока поляризация увеличивается с продолжительностью процесса. Это объясняется тем, что вследствие электродных процессов в электролите вблизи электродов изменяется концентрация ионов, которая диффузионными процессами полностью не устраняется. При этом перенапряжение на катоде почти в два раза выше, чем на аноде [13]. После выключения тока напряжение на аноде быстро затухает (рис. 187, кривая II), и через две минуты оно уменьшается до нуля. Перенапряжение на катоде (кривая I) уменьшается медленнее и только спустя 10 мин. оно достигает примерно одной трети первоначального значения. С повышением температуры перенапряжение на катоде уменьшается значительно быстрее, но все же медленнее, чем перенапряжение на аноде. При 800° через 5 мин. после выключенця перенапряжение на катоде практически становится равным нулю. [c.322] Беляев определял напряжение поляризации при рафинировании алюминия коммутационным методом [14]. При плотности тока 0,75 а/см и содержании 45% А1 в анодном сплаве напряжение поляризации при температуре 750° равнялось 1,026 в. При этом было показано, что напряжение поляризации, возникающее в процессе рафинирования, возрастает с повышением плотности тока и уменьшается с повышением температуры электролита. [c.322] В силу некоторого обогащения прикатодного слоя электролита ионами Ва + при понижении его температуры из электролита может выкристаллизовываться тугоплавкий ВаРг. Образование же небольших количеств А1С1з на аноде может обусловливать в процессе некоторые потери алюминия и хлора. [c.324] Выход по току при электролитическом рафинировании алюминия по трехслойному методу характеризуется высокими значениями. Небольшие потери катодного алюминия происходят вследствие окисления его на поверхности электролита. Ввиду этого катодный выход по току всегда ниже анодного. Выход по току при электролизе с растворимым анодом зависит от плотности тока и расстояния между электродами. [c.324] Этим способом был получен довольно чистый алюминий [18]. Электролитом служил расплав солей из 60% ВаСЬ+ 40% 1,5 NaF-AlFs, температура равнялась 750—800°, напряжение на зажимах электролизера от 5,5 до 7,5 в. [c.325] Недостатком этого процесса является высокий расход электроэнергии из-за большого падения напряжения в электролите при наличии диафрагмы. [c.325] Еош—падение напряжения в проводниках (ошиновке) и контактах. [c.325] В лабораторных условиях был исследован также процесс электролитического рафинирования алюминия в расплавах системы А1С1з — Na l [50]. При этом была показана возможность рафинирования алюминия в указанной системе при температуре выше точки плавления алюминия при катодной плотности тока 200 а дм и напряжении 2,4 в. [c.325] Вернуться к основной статье