Ванналарда электродларни уланиши. Электродларни улаш усуллари дастлаб мисни рафинирлаб олиш саноатида ишлаб чиқилган ва қўлланган. Электродлар ўзаро параллел ёки кетма-кет қилиб уланиши мумкин. Уларни ванна бўйлаб ёки унга кўндаланг қилиб жойлаштириш мумкин.
Баъзида рафинирлаш жараёнида икки қутбли электродлар, бир томонидан эриб эритмага тушаверади, иккинчи қутб уланган томонига эса тоза металл қопланаверади. Икки қутбли электродлар уларни тайёрлаб жойига ўрнатиш вақтида ва жараённи бошқаришда юқори малака талаб этилади.
Электодлар изоляторлар ва ток келтирувчи шиналар ёрдамида ваннанинг бортларига жойлаштирилади.
Электролизерни яхши ишлаши ва энергияни иқтисод қилишнинг асосий омилларидан бири бу электродларни ток манбасига улаб узиб туриш мосла-маларининг (контактлар) мустахкамлигидир.
Электродлар. Гидроэлектрометаллургияда икки турдаги катодлар ишла-тилади. Катод – матрица, 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. Шунинг учун, катод – қолип махсулотдан осон ажраладиган, юзаси тезда юпқа қобиқ билан қопланадиган, узоқ емирилмай ишлайдиган материалдан тайёрланади. Саноатда бундай катодларни ишлаб чиқаришда алюминий, титан ва зангламайдиган пўлатдан фойдаланилади. Бу материаллар ҳавода оксид пленка ҳосил қилиб, қопланаётган металлни ўзига кучли ёпишишига йўл қўймайди.
Катод–қолип эритмага ўтиб, катоддаги асосий металл таркибида бўлмас-лиги учун унинг материали электролитга кимёвий чидамли бўлиши зарур. Металлни қолипдан осон ажралиши учун катоднинг четки қирраларини изо-ляцияли рамка билан беркитилади. Баъзида мой қатлам билан қопланади ёки совун эритмаси суртилади.
Катод – ўзаклар матрицали бўлиб, кўп кунлар давомида ўстириладиган ванналарда ишлатилади.
Ўстирилаётган металлнинг катта массаси катод – ўзакларга қуйидаги талабларни қўяди:
- юқори эгилувчанлик;
- нозик ва бир текисда тузилган;
- ёриқлар ва бўртмаларнинг бўлмаслиги.
Бундай ўзаклар олиш учун электролитнинг ўта тоза бўлиши, қўлланила-ётган ток зичлигининг озроқ паст бўлиши, сирти фаол моддаларнинг кам миқдорда қўшилиши талаб қилинади.
Диафрагмалар (тўсиқлар). Гидроэлектрометаллургияда одатда фильтр-ловчи тўсиқлар (ғовакли ва ион алмашинувли) ишлатилади. Майда ғовакли фильтрловчи тўсиқлардан энг майда заррачалар ионларгина ўта олади, элек-тролизнинг хом-ашёси ва махсулотлари ўта олмайдилар ва бу ҳусусият элек-тролизернинг анод ва катод қисмларини ярим ажратиш имконини беради. Ғовакли тўсиқларни икки турга – майда ғовакли – 100мкм гача ва йирик ғовакли – 100мкм.дан катта размерлиларга бўлинади. Гидроэлектрометаллургияда эрийдиган анодли ванналарда шламни тутиб қолиш учун йирик ғовакли тўсиқлардан фойдаланилади.
Ванналарни электролит билан таъминлаш. Электролиз ванналарини узоқ ишлатиш давомида асосий ионлар миқдорини, қўшимчалар миқдорини, ҳароратни, мухит рН ини керакли қийматда ушлаб турилиши зарур. Фақат баъзи холлардагина жараённи эритмада асосий металл ионлари қолмагунча давом эттирилади.
Эритмадаги асосий ионлар миқдорини доимий ушлаб туриш учун, рафи-нирлашда катод ва аноддаги ток унуми бир хил да ушлаб турилади, аноди эримайдиган электроэкстракцияда эса вақти-вақти билан электролитга таркибида кўп асосий ион мавжуд бўлган “реагентли ишлов” махсулотидан қўшилиб (корректировка қилиб) турилади. Шундай қилиб электроэкстракцияда ишдан чиққан электролит “реагентли ишлов” жараёнига реагент сифатида юборилади ва “ишлов”дан кейин махсулот ваннага қуйилади. Электролизни тезлатиш мақсадида электролитни “ишлов” → таъминловчи бак → электролизер → йиғилувчи бак → “ишлов” дан иборат айланма ҳаракати ташкил қилинади. Бу айланма ҳаракат насослар, қувурлар ва талабга биноан иситиш ёки совутиш асбоблари ёрдамида олиб борилади.
Амалда 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.
Каскадли усул ишлатишда қулай, арзон, лекин барча ванналарда керакли ҳароратни ва зарурий таркибни бир хил ушлаб туришнинг иложи йўқлиги, бу усулни эримайдиган анодли электролизерларда (электроэкстракцияда) қўллаб бўлмаслигини кўрсатади. Электролиз жараёнининг мукаммаллигини ошириш учун тўғри оқимли бир нечта ванналар йиғиндисидан иборат айланма ҳаракатли бўлимда рафинирлаш йўлга қўйилган. Бу усулда эритма электродлар юзалари бўйлаб оқиши, электролитнинг тинмай янгиланиб туришини таъминлаб, юқори зичликдаги токларда ишлаш имконини беради.
Айланма ҳаракатсиз рафинирлашда вақт ўтиши билан анод якинида миқдорнинг юқори ва катод якинида паст бўлганлиги учун электролит қават-қаватларга ажралиб қолади. Эримайдиган анодли ванналарда анод томонда кўп кислота ҳосил бўлади ва улар ванна бўйлаб тарқатилиши ва электролизёрдан ташқарига чиқариб юборилиши керак.
