ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы электролиза расплавов из "Общая химическая технология Том 1" Щелочные, щелочноземельные металлы и алюминий не могут быть выделены при электролизе водных растворов. Их получают электролизом сред, не содержащих ионов водорода. Такими электролитами служат безводные расплавленные соли, гидроокиси или смеси солей и окислов. [c.611] Начало электрохимии расплавленных сред было положено опытами Деви и Фарадея в первой четверти XIX в., а возникновение промышленного способа электролиза расплавов относится к 60-м годам XIX в. С этого времени интенсивно изучаются и осваиваются промышленные способы получения натрия, магния и алюминия электролизом расплавленных сред. Успешному развитию производства алюминия и магния в нашей стране во многом способствовали глубокие научные исследования П. П. Федотьева и ряда других советских химиков и металлургов. [c.611] При электролизе расплавленных сред пользуются, как и при электролизе водных растворов, постоянным током низкого напряжения. На непосредственное осуществление процесса электролиза используется только часть расходуемой электрической энергии, а большая часть ее, как правило, идет на получение тепла, которое требуется для расплавления веществ или для поддерживания их в расплавленном состоянии. Поэтому в электролитическом производстве легких металлов расходуется большое количество электроэнергии. [c.611] Для электролиза расплавленных сред применимы те же основные закономерности, что и для электролиза водных растворов солей. Здесь также наблюдается определенная для данной температуры последовательность выделения разрядившихся ионов. [c.611] Однако, вследствие того что электролиз расплавленных солей протекает в отсутствие воды и при высокой температуре, полной аналогии между электролизом расплавов и электролизом водных растворов не существует. [c.611] Выход по току на аноде при сравнительно высоких плотностях тока практически равен катодному выходу по току. При меньших плотностях тока катодный выход по току меньше анодного вследствие того, что в этих условиях сильнее сказывается потеря металла из-за окисления его кислородом воздуха. [c.612] Выход по току уменьшается с повышением температуры поэтому электролиз проводят при возможно более низкой температуре. Если подвергаемая электролизу соль плавится при сравнительно высокой температуре, то для понижения температуры плавления добавляют другую соль, В качестве добавки следует брать соль, катион которой более электроотрицателен, чем тот металл, который желают выделить электролизом. [c.612] При электролизе расплавленных солей на катоде часто выделяется водород, а на аноде кислород. Образование этих газов объясняется присутствием в расплаве небольшого количества воды, недостаточно полно удаленной при обезвоживании соли или поглощенной из воздуха, и меньшим потенциалом разложения воды, по сравнению с потенциалом разложения соли. По мере удаления из расплава влаги количество выделяющихся водорода и кислорода снижается, а катодный и анодный выходы по току увеличиваются. [c.612] Анодный эффект. Особенностью электролиза расплавленных солей является анодный эффект, заключающийся в том, что нормальный процесс электролиза внезапно нарушается резким повышением напряжения на ванне (в 5—20 раз больше нормального) с одновременным падением силы тока. Явление анодного эффекта сопровождается искрообразова-нием выделение анодного газа резко понижается. Анодный эффект отрицательно сказывается на ходе электролиза расход энергии увеличивается, производительность ванны понижается, происходит сильный перегрев электролита (большое количество электрической энергии превращается в тепловую), нарушается нормальный технологический режим и т. п. Анодный эффект заключается в том, что при высоких плотностях тока на анодах, в особенности на угольных, накапливаются газы, отделяющие аноды от жидкой среды непроводящим слоем. Это обстоятельство препятствует нормальному прохождению тока, причем при достаточном напряжении в газовом слое происходят искровые разряды. Плотность тока, при которой обычно возникает анодный эффект, зависит от природы электролита и от температуры, но в среднем может быть принята равной 4—5 а1см для угля и 7—8 а/см для графита. Анодный эффект можно временно устранить путем подъема анодов и перемешивания расплава, т. е. при помощи приемов, вызывающих разрушение газовой пленки, окружающей анод. [c.612] Катодные процессы. В зависимости от соотношения температур плавления металла и электролита металл выделяется на катоде в жидком или твердом состоянии. [c.612] Если температура плавления электролита ниже температуры плавления металла, последний осаждается в твердом виде, образуя рыхлый губчатый непрочный осадок. Поэтому электролиз в большинстве случаев проводят в условиях, обеспечивающих выделение металла в жидком виде. [c.612] Вернуться к основной статье