Выделение металлов из растворов, цементацией

Самостоятельная работа по предмету
ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ.
На тему:
Выделение металлов из растворов, цементацией.
Подготовила:
Ст. гр. 4-12 МЕТ Ражабова К.
Принял: Ахтамов Ф.Э.
Навои-2014
Навоийский государственный горный институт Химико-металлургический факультет
Цементация – это осаждение металла-спутника из раствора с помощью другого более активного металла.
Это извлечение металла путем вытеснения из раствора его соли другим металлом (цементатором), имеющим более отрицательный стандартный потенциал.
Это электрохимический процесс, иногда его называют внутренним электролизом. Так как с понижением концентрации катионов металла в растворе потенциал металла становится более отрицательным, вытеснение из раствора происходит только вплоть до какой-то минимальной концентрации, когда потенциалы вытесняемого и вытесняющего металлов сравняются.
Для осуществления цементации необходимо, чтобы разность потенциалов превышала ~ 0,2 В.
Осаждение примесей в виде малорастворимых соединений
Часто цементация ведут на порошкообразных металлах, хотя в этом случае полученный продукт содержит большой избыток металла-цементатора. Этого недостатка лишена цементация на листах. Полученная металлическая губка далее обычно переплавляется.
Кроме основной реакции вытеснения в процессе цементации могут наблюдаться побочные реакции - выделение Н2, а также окисление и обратное растворение выделившегося металла, что ведет к увеличению расхода цементирующего металла.
Обычно для цементации используют такие доступные активные металлы, как Zn, Al, Fe. Нередко применяют сплавы. Чаще всего это твердые растворы на основе осаждающего металла, что позволяет тонко регулировать стандартный потенциал. Иногда в качестве добавок вводят примеси, играющие роль деполяризаторов . Разновидность цементации - выделение металлов из растворов с помощью амальгам, например, амальгамы Zn или амальгамы Na. Для выделения Ga из щелочных алюминатных растворов используют раствор Аl в жидком галлии (галлама). При очистке растворов в качестве цементатора, естественно, выбирается основной металл.
Цементацией называют процессы вытеснения металлов из растворов, основанные на электрохимической реакции между металлом - цементатором и ионом вытесняемого металла:
где z1 и z2 – заряды ионов.
Цементация широко используется в гидрометаллургии цветных и редких
металлов, преимущественно в следующих целях:
1) для очистки раствора, содержащего основной металл от примесей
(например, растворов сульфата цинка (цинкового электролита) от примесей
меди, кадмия, таллия цементацией на цинке);
2) для выделения основного металла из раствора (например, извлечение
меди цементацией на железе, золота – на цинке, индия – на цинке или
алюминии и др.).