Тошкент кимё –технология институти силикат материаллари ва нодир, камёб металлар технологияси кафедраси

Қаттиқ электродли рафинирлаш - жараён М^z+/М металга, эритманинг таркибига, токнинг зичлигига ва бошқа омилларга хос равишда, токсизланиш ва эриш жараёнларининг турли тезликларида ва электрод потенциалларининг турли-ча эканлигида намоён бўлади.
Маълумки, металлнинг аноддан эриб тушиши ва катод юзасида токсизланиб қопланиши электрод потенциалига, ўта кучланувчанликка ва унга таъсир қилувчи ток зичлигига, эритма таркибига ва хароратга боғлиқ бўлади. Эриш ва токсиз-ланишнинг амалдаги тезлиги нафақат мувозанат алмашинув токига i₀^p , балки кўп-гина бошқа омилларга хам боғлиқ функциядир. Шуларга биноан пирометаллургик ишлов махсулоти, кўп компонентли аноднинг эритмага ўтиши ва уларнинг тоза металл холида катодга қопланиши – рафинирлаш амалга ошади.
Катоддаги металлар, электролитдаги компонентлар, ва аноддаги шлам электрокимёвий рафинирлашнинг асосий махсулотлари ҳисобланади.
Асосий металл ва қўшимчалардан иборат аноддан аввал электроманфийроқ потенциалли металлар эритмага ўтади (хосил бўлган газлар инобатга олинмайди). Аноднинг умумий потенциали амалда асосий металлнинг эриш потенциалига яқин бўлади, чуни қўшимча металларнинг миқдори кам эканлиги сабабли улар мавжуд чегирма токда ҳам эритмага ўтаверади.


Мавзуга оид таянч сузлар ва иборалар.
Цементация, рафинирлаш, электроэкстракция, амалгамли металлургия, водород ишчи потенциали, токсизланиш.
Назорат учун саволлар.
1.Металларни ажратиб олиш усуллари?
2. Сиқиб чиқаришнинг мохияти нима?
3. Каттик электродли рафинирлаш нима?
4. Эриш ва токсизланиш нима?
Тест вариантлари 1.Металларни ажратиб олиш усуллари?
А. Сиқиб чиқариш (цементация), қаттиқ электродли электроэкстракция, кам эрувчан бирикмаларни чўктириш, суюқ электродли рафинирлаш ва электроэкс-тракция қилиш (амальгам металлургияси).
Б. Сиқиб чиқариш (цементация), қаттиқ электродли рафинирлаш, қаттиқ электродли электроэкстракция, суюқ электродли рафинирлаш ва электроэкс-тракция қилиш (амальгам металлургияси).
В. Сиқиб чиқариш (цементация), суюқ электродли цементация, қаттиқ электродли электроэкстракция, суюқ электродли рафинирлаш.
Г. Сиқиб чиқариш (цементация), қаттиқ электродли рафинирлаш, кам эрувчан бирикмаларни чўктириш, амальгам металлургияси.
2. Водород потенциали қандай бошқарилади?
А. Водороднинг потенциалини унинг босими орқали бошқариш мумкин. Масалан, рН ни 0,5 га ўзгартириш водород потенциалини ва босимни бир даражага силжитади. Миқдорий жараён фақат автоклавда содир бўлади.
Б. Водороднинг босимини унинг рН и орқали бошқариш мумкин. Масалан, рН ни 0,5 га ўзгартириш водород потенциалини ва босимни бир даражага силжитади. Сиқиб чиқарилаётган водороднинг миқдори қанча электроманфий бўлса, водороднинг шунча паст потенциали янада электроманфийроқ бўлади.
В. Водороднинг потенциалини унинг ҳарорати, босими ва рН и орқали бошқариш мумкин. Масалан, рН ни 0,5 га ўзгартириш водород потенциалини ва босимни бир даражага силжитади. Сиқиб чиқарилаётган металлнинг потенциали ва водороднинг потенциали янада электроманфийроқ бўлади.
Г. Водороднинг потенциалини унинг босими ва рН и орқали бошқариш мум-кин. Масалан, рН ни 0,5 га ўзгартириш водород потенциалини ва босимини бир да-ражага силжитади. Миқдорий жараён фақат автоклавда содир бўлади. Сиқиб чиқа-рилаётган металлнинг потенциали қанча электроманфий бўлса, водороднинг миқ-дори шунча паст ва водороднинг потенциали янада электроманфийроқ бўлади.
3. Қаттиқ электродли рафинирлаш нима?
А.Пирометаллургик ишлов махсулоти - кўп компонентли аноднинг эритмага ўтиши ва уларнинг тоза металл холида катодга қопланиши.
Б. Пирометаллургик ишлов махсулоти, кўп компонентли аноднинг юқори ҳароратда қиздириб ва уларнинг совутилиши.
В. Пирометаллургик ишловдан сўнг барча махсулотларни, тоза металл холида катодга қопланиши.
Г. Руда ва концентратлар махсулотларини, анодга ўтириши ва уларнинг тоза металл холида катодга қопланиши.
4. Эриш ва токсизланиш нима?
А. Токсизланиш ва металлнинг эриши электрод потенциалига, кучланишга ва унга таъсир қилувчи ток зичлигига, эритма таркибига ва хароратга боғлиқ бўлади. Эриш ва токсизланишнинг амалдаги тезлиги нафақат мувозанат алмашинув токига i₀^p , балки кўпгина бошқа омилларга хам боғлиқ функциядир.
Б. Металлнинг эриши электрод потенциалига, ўта кучланувчанликка ва унга таъсир қилувчи ток зичлигига ва хароратга боғлиқ бўлади. Эриш ва токсизла-нишнинг амалдаги тезлиги нафақат мувозанат алмашинув токига i₀^p , балки кўпгина бошқа омилларга хам боғлиқ функциядир.
В. Металлнинг анодда эриши ва катодда токсизланиб юзага қопланиши электрод потенциалига, ўта кучланувчанликка ва унга таъсир қилувчи ток зичли-гига, эритма таркибига ва хароратга боғлиқ бўлади. Эриш ва токсизланишнинг амалдаги тезлиги нафақат мувозанат алмашинув токига i₀^p , балки кўпгина бошқа омилларга хам боғлиқ функциядир.
Г.Токсизланиш ва металлнинг эриши электрод потенциалига, ўта кучланув-чанликка, эритма таркибига ва хароратга боғлиқ бўлади. Эриш ва токсизланиш-нинг амалдаги тезлиги нафақат мувозанат алмашинув токига i₀^p , балки кўпгина бошқа омилларга хам боғлиқ функциядир.

8 – МАЪРУЗА. ҚАТТИҚ ЭЛЕКТРОДЛИ РАФИНИРЛАШ.

Агар металларни комплекссиз эритмадаги потенциали қийматларига қараб электрмусбатдан электрманфий томонга бир қаторга жойласак, Аu, Аg, Cu, Bi, Sb, Pb, Sn, Ni, Co, Cd, Fe, Cr, Zn, Mn –уларни хар бирини рафинирлашда , ундан чапроқдаги металлар шламга ўтади, ўнгроқда жойлашганлари эса асосий металлар билан бирга эритмага ўтади. Демак, катодда асосий металл ва ундан чапроқдаги металлар ионлари зарядсизланади ва ўнгроқдаги металлар ионлари эса эритмада йиғилади. Шундай қилиб, аноддаги металлни рафинирланишига аноддаги жараён (электрмусбатроқ металлар шлам бўлиб ажралади) ҳам, ва катоддаги жараён (электрманфийроқ металлар ионлари эритмада қолади) хам ижобий таъсир этади. Шламга асосий металлнинг аноддан майда заррачалари узилиши натижасида узилган йирик заррачалари ва аноднинг ушбу потенциалида эримайдиган оксидлар, сульфидлар, селенидлар, углерод ва силикатлар ҳам ўтади.

Кўп холларда аноддаги шлам қимматбахо махсулотлар тутгани учун қайта ишловга юборилади. Эритмада асосий ионлардан электрмусбатроқ потенциалли ионларнинг мавжуд бўлмаслиги мақсадга мувофиқ ҳисобланади. Бундай ионлар оз миқдорда бўлса ҳам катодда зарядсизланади, бу ходисанинг тезлиги қўшимча ионларнинг катодга томон диффузланиши тезлигидан иборат бўлади. Баъзи холларда эса қўшимча ионларнинг зарядсизланиши ўта кучланишга боғлиқ бўлади. Эритмада мавжудлиги номақбул ионларга мисол қилиб, NO₃^-, MnO₄^- ва бошқа мусбат потенциалларда қайтариладиган анионларни олиш мумкин.
Ротинян А.Л. ва Хейфиц В.Л. ларнинг аниқлашича, қўшимча ионларнинг чегирилган токда зарядсизланиши катоддаги металлдаги қўшимчалар миқдори А_М ( % ) ток зичлиги ва қўшимчанинг эритмадаги миқдорига боғлиқ бўлади:
А_М = 1000 К_МС_М / i_k,
бу ерда i_k – токнинг зичлиги, кА/м²; С_М – эритмадаги қўшимчанинг миқдори, экв/л; К_М – мавжуд шароитларда қўшимча ионларнинг диффузия тезлигининг ўзгармас катталигидир.
Бу қўшимчаларнинг оз миқдорларида металларнинг кристалланиши (че-гирилган токда) шундай махсус шароитларда ўтадики, асосий металл таркибида майда дисперсли металл кукунлари мавжуд бўлади. Асосий металл таркибидаги бундай қўшимчалар кристалланиш жараёнини бузади. Айниқса, водород хосил бўлишининг осонлиги бу участкада катоднинг электрод потенциали тоза металлникидан электрмусбатроқ қийматга эга бўлади, катод токининг водород хосил бўлишига қайта тақсимланиши содир бўлади. Баъзида асосий металлнинг ток унумдорлиги нолгача пасаяди. Бунга мисол қилиб, никель ва кобальт ионлари мавжудлигида марганецнинг катодда ажралишини олиш мумкин. Водород ажралишида ўта ўтказувчанликни пасайтирувчи барча омиллар қўшимчаларнинг зарарли таъсирини кучайтиради.