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

Лекция 13.Электролиз металлов группы железа.
(никель, кобальт, железа)


Электрохимические свойства металлов и электродные реакции.
Металлы группы железа обладают высокой адсорбционной способнос-тью, как и все металлы восьмой группы. Наиболее ярко эта способность вы-ражена у никеля. Адсорбционная способность является причиной известной склонности металлов к пассивированию на воздухе. При электролизе такие свойства могут проявиться в затруднениях при разряде иона и при распреде-лении тока в пользу водорода, а также при пассивировании анодов, что ве-дет к обеднению электролита по основному иону и снижению рН. Поэтому необходим подбор условий, способствующих разряду ионов металлов.
Потенциалы металлов группы железа в растворах их солей не соответст-вуют расчетным равновесным потенциалам, так как они менее отрицатель-ны и не устойчивы. Токи обмена значительно снижены из-за наличия пасси-вирующих пленок.
При анодной поляризации даже в нейтральных растворах собственных солей эти металлы склонны к сильной пассивации, которая мо-жет привести к значительному снижению Вт_а.
Эти нежелательные особенности металлов группы железа могут быть снижены подбором температуры, состава электролита и других параметров электролиза. Значительное возрастание Вт_к никеля было зафиксировано при повышении температуры. Оказалось, что высокая температура способствует десорбции чужеродных веществ с поверхности металла и обусловливает сильное уменьшение перенапряжения и увеличение тока обмена. Поэтому никель, железа и кобальт выделяются при высоких температурах при более положительных потенциалах, чем водород, хотя ɳ _Н2 на этих металлах не ве-лико.
Скорость разряда ионов никеля на катоде тем больше, чем выше рН и плотность тока. Однако верхний допустимый предел рН ограничен образо-ванием основных солей и гидроксида никеля ( рН равен примерно 5).
Никель встречается в виде сульфидных минералов пентлантида (Fe,Ni)₉S₈, миллерита NiS (0,3-5,5 %), гарниерит nNiSiO₃·MgSiO₃ (0,7-2,5% никеля).
Условия работы и показатели электролиза при рафинировании металлов группы железа.

Показатели	аноды из никеля	никель. аноды иззз штейна	аноды из кобальта	железо FeSO4	железо FeCl3 ее
Состав электролита, г/л; Me^2+ в католите в виде М SO4 ионов Сl^- буферных добавок, г/л Н3ВО3 NaHCO3 Для роста проводимости, Na2SO4 г/л MgSO4 рН католита анолита Температура, ^0С Плотность тока, ik, A/м^2 Скорость циркуляции л/(А·ч) Анодная скрап, % Доля шлама от массы анода, % Продолжительность раст- ворение анодов , сут. Выход по току, % Напряжение, В Расход энергии, кВт·ч/т	65-80 30-70 4-5 --- 35-40 --- 2,5-4,0 2,2-4,0 55-65 250-500 0,06-0,1 20 До 10 28-30 95-99 2,3-2,8 1700- 3700	50 35-70 4-5 --- 80 --- 2,5-4,0 1,8-2,0 60-70 До 200 0,08-0,17 10 25 20 99,5 До 3,5 3000- 3500	60 12-15 10 --- 125 --- 3,3 2,5-3,2 55-65 160 0,08-0,17 10 25 20 91-95 2,7-3,0 1700- 3700	55-60 --- --- 20 --- 70 2,0-2,5 --- 20-25 60-100 --- --- --- --- 90-95 0,06-1 60-100	85-140 200-270 --- --- --- --- 2,0-2,5 --- До 80 500-1000 Разная То же То же То же 95-97 0,5-1,0 300-450