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

Мавзуга оид таянч сузлар ва иборалар.
Серия, электрод, электролизёр, диафрагма, айланма харакат, каскадли усул, алохида таъминлаш усули.
Назорат учун саволлар.
1. Электролизёрдаги кучланиш нима ва у қандай аниқланади?
2. Ванналарда электродлар қандай уланади?
3. Электродлар қандай турланади?
4. Ванналарни электролит билан қандай таъминлайсиз? Тест вариантлари 1. Электролизёрдаги кучланиш нима ва у қандай аниқланади?
А.Электролизёрдаги кучланиш, анод ва катод ишчи потенциаллари фарқи-нинг ва биринчи тур ўтказувчилар кучланишларининг айримасидан иборат бўлади


Б.Электролизёрдаги кучланиш, анод ва катод ишчи потенциаллари фарқи-нинг, электролитдаги кучланиш камайишининг, диафрагма, шлам ва биринчи тур ўтказувчиларнинг кучланишларининг йиғиндисидан иборат бўлади.
В. Электролизёрдаги кучланиш, анод ва катод ишчи потенциаллари фарқи-нинг, электролитдаги кучланиш камайишининг, диафрагма, шлам ва биринчи тур ўтказувчиларнинг кучланишларининг кўпайтмасидан иборат бўлади.
Г. Электролизёрдаги кучланиш, электролитдаги кучланиш камайишининг, диафрагма, ўтказувчиларнинг кучланишларининг йиғиндисидан иборат бўлади.

2. Ванналарда электродлар қандай уланади?

А.Электродларни улаш усуллари дастлаб мисни рафинирлаб олиш саноатида ишлаб чиқилган ва қўлланган. Электродлар ўзаро параллел ёки кетма-кет қилиб уланади. Уларни ванна бўйлаб ёки унга кўндаланг қилиб жойлаштириш мумкин.
Б.Электродларни улаш усуллари дастлаб мисни рафинирлаб олиш саноатида ишлаб чиқилган ва қўлланган. Электродлар ўзаро перпендикуляр қилиб уланади. Уларни ванна бўйлаб ёки унга тескари қилиб жойлаштириш мумкин.
В.Электродларни улаш усуллари дастлаб мишякни рафинирлаб олиш саноатида ишлаб чиқилган ва қўлланган. Электродлар кетма-кет қилиб уланиши мумкин. Уларни ваннага кўндаланг қилиб жойлаштириш мумкин.
Г.Электродларни улаш усуллари дастлаб мишякни рафинирлаб олиш саноатида ишлаб чиқилган ва қўлланган. Электродлар ўзаро параллел қилиб уланиши мумкин. Уларни ваннага кўндаланг қилиб жойлаштириш мумкин. 3. Электродлар қандай турланади?
А.Икки турдаги катодлар ишлатилади: -катод–матрица (қолип); -катод–ўзак. катод–қолип қилиб ишланган, керакли босимда газлар билан тўйингач металл–махсулот катод–қолипдан чиқариб олиниб, кейинги жараёнга юборилади.
Б.Икки турдаги катодлар ишлатилади: -катод–матрица (қолип); -катод–ўзак. катод–қолип қилиб ишланган, керакли газлар билан қоплангач металл–махсулот катод–қолипдан чиқариб олиниб, кейинги жараёнга юборилади. Катод–ўзаклар матрицали бўлиб, кўп кунлар давомида ўстириладиган ванналарда ишлатилади.
В.Икки турдаги катодлар ишлатилади: -катод–матрица (қолип); -катод–ўзак. катод–қолип қилиб ишланган, керакли ранг билан қоплангач металл–махсулот катод–қолипдан чиқариб олиниб, кейинги жараёнга юборилади. Катод–ўзаклар матрицали бўлиб, кўп кунлар давомида ўстириладиган ванналарда ишлатилади.
Г.Икки турдаги катодлар ишлатилади: -катод–матрица (қолип); -катод–ўзак. катод–қолип қилиб ишланган, керакли қалинликда металл билан қоплангач металл–махсулот катод–қолипдан чиқариб олиниб, кейинги жараёнга юборилади. Катод–қолип эса қайта-қайта жараёнда ишлатилаверади. Катод–ўзаклар матрицали бўлиб, кўп кунлар давомида ўстириладиган ванналарда ишлатилади.
4. Ванналарни электролит билан қандай таъминлайсиз?
А. Икки хил таъминловчи схемалар қўлланилади: - каскадли усул, бу усулда ванналарни жойлаштиришда пастдан юқорига ўзи тўлар қилиб ўрнатилади;
- алоҳида таъминлаш усули – бунда ҳар бир ванна қайнатувчи бакдан насос ва тарқатувчи қувурлар орқали алоҳида таъминот олади.
Б. Икки хил таъминловчи схемалар қўлланилади:- каскадли усул, бу усулда ванналарни жойлаштиришда юқоридан пастга ўзи оқар қилиб ўрнатилади;
- алоҳида таъминлаш усули – бунда ҳар бир ванна йиғувчи бакдан насос ва тарқатувчи қувурлар орқали алоҳида кислота олади.
В. Икки хил таъминловчи схемалар қўлланилади: - каскадли усул, бу усулда ванналарни жойлаштиришда юқоридан пастга ўзи оқар қилиб ўрнатилади;
- алоҳида таъминлаш усули – бунда ҳар бир ванна таъминловчи бакдан насос ва тарқатувчи қувурлар орқали алоҳида таъминот олади.
Г. Икки хил таъминловчи схемалар қўлланилади: - каскадли усул, бу усулда ванналарни жойлаштиришда пастдан юқорига ўзи оқар қилиб ўрнатилади;
- алоҳида таъминлаш усули – бунда ҳар бир ванна таъминловчи бакдан насос ва тарқатувчи қувурлар орқали алоҳида кислотани олади.

12–МАЪРУЗА.МЕТАЛЛУРГИЯДА РУХ ВА КАДМИЙ ЭЛЕКТРОЛИЗИ.

Руҳ ва кадмий электрокимёвий ҳусусиятларига кўра катодда паст ўта кучланувчанликда ажралиб чиқувчи ва юқори алмашинув токига эга металлардан ҳисобланади. Шу сабабли оддий эритмалардан йирик заррачали қопламалар ҳосил бўлади. Иккала металлда ҳам водороднинг ўта кучланувчанлиги катоддаги қопланиш жараёнида ток унумдорлигининг кислотали эритмаларда ҳам юқори бўлишини таъминлайди. Шундай қилиб руҳ билан водороднинг ажралиш потенциалларини солиштирганимизда руҳнинг водород ҳосил бўлгунга қадар ажралиб чиқаётганини кўрамиз. 1 моль/л ZnSO₄ ва 1моль/л H₂SO₄ ли эритмада:

Е_Н+/Н2 = 0+0,058 lg1- 1,057 = -1,057B (25⁰C)
E_Zn²⁺_/Zn = -0,76 +0,029 lg1- 0,01 = -0,77B (25⁰C)
Ток зичлиги қанча юқори бўлса, водороднинг ўта кучланувчанлиги ва руҳнинг чиқиш ток унуми шунча юқори бўлади.
Гидроэлектрометаллургияда руҳни электроэкстракция усулида олинади. Таркибида руҳ сульфиди мавжуд рудани 850 – 900⁰С да қайнатувчи қатламли қурилма – печьларда куйдирилади. Ўлчамлари 50 – 70 мкм бўлган концентратни ҳавога учириб йўқотиш хавфи 40% бўлиб, бундан 90% жарёнга қайтарилади. Бунда асосан руҳ оксиди ва оз миқдорда руҳ сульфати хосил бўлади. Қўшимча металлардан қўрғошин, темир, кадмий ва мислар ҳам оксидларини ҳосил қилади. Ҳарорат 600⁰С бўлганда эса мавжудлиги номақбул бўлган феррит ZnО·Fe₂O₃ ҳосил бўлади.
Руҳнинг электролизда олиниш жараёни. Руҳ электроманфий металл бўлиб, унинг катодда йиғилиш жараёни сезиларли даражада электролитнинг таркибига, токнинг зичлигига, ҳароратга ва эритманинг тозалигига боғлиқ бўлади.
Ҳозирги вақтда саноатда руҳнинг сульфатли тузи ва сульфат кислотаси қўлланилмоқда. Эритмадаги сульфат кислотасининг миқдорини оширилса руҳнинг ток унуми пасаяди, аммо электролитнинг қаршилиги сезиларли даражада озаяди, яъни ваннадаги кучланиш пасаяди. 1 моль/л руҳ сульфат эритмасининг 40⁰С даги электр ўтказувчанлиги 6 ом^-1·м^-1, 1моль/л сульфат кислотасининг электр ўтказувчанлиги эса тахминан 10 маротаба юқоридир. Шу компонентларни тутган электролитнинг электр ўтказувчанлиги 20 – 30 ом^-1·м^-1 бўлади. Хлоридли эритмаларда эса электр ўтказувчанлик анча юқори бўлади.
Электролит таркибида 40⁰С да рухсат этилган номақбул қўшимчаларнинг миқдорлари қуйидагича:
Ионлар Мп²⁺ К⁺ Fе²⁺ Со²⁺ Сu²⁺ Рb²⁺ Ni²⁺ As³⁺ Ge⁴⁺ Sb³⁺
C, г/л 3 2 1·10^-1 3·10^-3 2·10^-3 1·10^-3 1·10^-4
Амалда мавжуд тозалаш усуллари ёрдамида номақбул қўшимчалар керакли даражада камайтирилади. Қўшимчалардан айниқса германий, мишьяк ва сурьмалар чўктириш жараёнига зарарли таъсир кўрсатади. Қўшимчалар бирга чўкиш вақтида руҳнинг таркибида бир меъёрда тарқалиши мумкин. Улардаги водороднинг ўта кучланувчанлиги паст бўлиб, катоддаги металл чўкиш унумини камайтиради. Бундан ташқари қўшимчалар GeН₄ каби гидридларни ҳосил қилади. Бу гидридларни катод юзасидан чиқиши, эритмадаги ионлар билан ўзаро таъсирлашуви руҳ чўкмасини ғовакли ва мўрт бўлишига олиб келади.
Руҳ электролизи юқори ток зичликларида олиб борилганлиги сабабли бу жараёнда кўп иссиқлик ажралиб чиқади. Электролитни совутиш учун қўшимча қурилмаларни ишлаб чиқилади, чунки жараён ҳарорати 40⁰С да ушлаб турилиши зарур. Ҳозирги вақтда руҳ ишлаб чиқаришда таъминловчи электролитни параллел қилиб уланиб, ҳарорат ҳам шу тизимда бошқарилади.
Сульфатли электролитларда анодни қўрғошин билан кумушни 1%ли қо-тишмасидан тайёрланади. Бунда аноднинг ўлчамлари катодникидан кичикроқ бўлади.
Катод – қолиплар алюминийдан тайёрланади. Токнинг зичлиги қанча юқори бўлса, катод – қолипдан руҳни ажратиб олиш шунча тез бажарилади. Стандарт электролитларда ток зичлиги 650 А/м² да суткасига бир марта, тезлаштирилган усулларда эса суткасига бир неча марта руҳ ажратиб олинади. Руҳ олувчи замонавий электролизерларда ток кучи 15 кА бўлади. Бир ҳил номли электродларнинг оралиқ ўлчами 80 мм. Электродлар ва ванналар кетма – кет қилиб ўрнатилади. Янги электролизёрлар темир бетондан ёки пўлатдан қурилади.
Электролизёрлар тўсиқсиз (диафрагмасиз) қилиб ишланади, руҳнинг ток унуми нордон электролитларда сезиларли даражада юқори бўлади.