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

Лекция 8.
Анодный процесс- более электроположительные металлы выделяются в шлам. Катодный процесс–электроотрицательные примеси собираются в рас-творе. В шлам попадают также крупные частицы основного металла, потер-явшие связь с телом анода при растворении более мелких частиц, а также оксиды,сульфиды, селениды, углерод, силикаты, нерастворимые при данном потенциале анода. Часто в анодном шламе обнаруживаются и слабораство-римые соединения (гидроксиды, соли). В ряде случаев анодный шлам предс-тавляет собой ценный промежуточный продукт подлежащий переработке.
Наличие в растворе ионов с более электроотрицательным потенциалом, чем основного иона, нежелательно. При малых концентрациях эти ионы раз-ряжаются на катоде при предельном токе, т.е. скорость лимитируется диф- фузией ионов примеси к катоду. Возможен случай, когда разряд протекает не при предельном токе, тогда скорость выделения лимитируется перенап-ряжением разряда ионов примеси. Примером нежелательных анионов явля-ются NO₃^-,MnO₄^- и др., которые восстанавливаются при положительных по-тенциалах.
Для разряда примеси на предельном токе было показано, что содержание примеси в катодном металле А_М (в %) зависит от плотности тока и концен-трации примеси в растворе:
А_М = 1000 К_МС_М / i_k
где i_k – плотность тока, кА/м²; С_М – концентрация примеси в растворе, экв/л; К_М–константа скорости диффузии ионов примеси при данных условиях конвекции.
При малых концентрациях этой примеси кристаллизация металлов про-текает в специфических условиях, которые обусловливают образование мел-кодисперсных порошкообразных включений в основной металл. Такие вкл-ючения нарушают нормальный рост кристаллов основного металла и стано-вятся особенно опасными, если они обладают малым перенапряжением во-дорода. Вследствие облегчения выделения водорода на этих участках комп-ромиссный потенциал катода приобретает более электроположительное зна-чение по сравнению с потенциалом чистого металла; происходит перерасп-ределение катодного тока в пользу выделения водорода. В некоторых случа-ях выход основного металла по току может снизиться до нуля. Примером может служить катодное осаждение марганца в присутствии ионов никеля и кобальта. Все факторы снижающие перенапряжение при выделении водоро-да, усиливают вредное влияние примесей, и наоборот, факторы, повышаю-щие перенапряжение водорода, ослабляют их вредное влияние.

Примеси с более электроотрицательным потенциалом участвуют в пос-троении двойного электрического слоя, занимают в нем места основных ио-нов и этим затрудняют процесс их разряда. Кроме того, наличие неразряжа-ющихся катионов может привести к перераспределению молекул воды, к общему изменению ионной силы и, следовательно, к изменению активнос-ти основных ионов. Установлены также случаи каталитического влияния на разряд водорода ионов металлов с электроотрицательным потенциалом, что значительно снижает выход получаемого металла по току.

В некоторых случаях ионы с более электроотрицательным потенциалом могут и сами участвовать в катодном разряде, если концентрация их дости-гает определенной величины. В этом случае значение более отрицательного потенциала иона- примеси приблизится к значению потенциала разряда ос-новного иона, т.е.к общему потенциалу катода (ведущая примесь).
Восстановление такого иона - примеси совместно с основным разряжа-ющимся ионом становится особенно реальным когда примесь осаждается при значительно меньшей поляризации, чем основной металл.