Réz elektrokémiai finomítása és elektrosztrakciója
A munka célja az aktuális sűrűség hatásának meghatározása a fő folyamatindexeken: a fajlagos energiafogyasztás és az aktuális teljesítmény.
ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓ
A réz elektrokémiai finomítását réz-szulfátos oldatokban végezzük, amelyek kis mennyiségű klorid-sót tartalmaznak. Mivel ezek az oldatok erős elektrolitok, a benne lévő sók és savak szinte teljesen disszociálódnak:
A munkaoldatok szokásos összetétele, g / dm 3. Cu 2+ 40-50; H2SO4 150-200; Cl, 0,01-0,04.
Az egyszerű sóoldatoknál a fémréz elektroposzív potenciállal rendelkezik
ahol a standard rézpotenciál = 0,337 V; T az abszolút hőmérséklet, K; F a Faraday-szám, F = 96500 Cl; n a reakcióban résztvevõ atomok száma; - rézkationok aktivitása, mol / l; - a rézleválasztás túlfeszültségének az elektrolízis során, V; m - a réz mólkoncentrációja, a CuS®4 / 1000г ólom mólaránya; - a réz-szulfát aktivitási együtthatója.
Az értékek az utolsó két komponens viszonylag Neve arcok és dinamikus potenciális réz kinyerését egy nagy pozitív értéket: körülbelül 0,35 V. Ez lehetővé teszi kiválasztását a katód viszonylag tiszta fém a nagy áram hatékonyságát. Az alapvető katód reakció
Rank 1 ekv bármely anyag fordul elő prohozhde-SRI 96500 Cl villamos vagy mérnöki egységeket 26,8 Ah. Elméletileg tehát, 1 Ah osztják 63,54 / (2-26,8) = 1,185 g réz 2-1,008 / (2-26,8) = 0,0374 g hidrogénatom vagy regenerált 98.06 / ( 2-26,8) = 1,832 g kénsav.
Az anód folyamat bonyolultabb. A kénsav közegben a réz és a szennyező fémek oxidálódnak, hogy egyszerű ionokat képezzenek. Például Cu-2e <=> Cu 2+.
A kloridos közegben a rézionok az i típusú mono- és kétértékű réz komplex vegyületeket alkotnak. A réz potenciálja a réz-monoklorid oldataiban elektronegatív, mint a kétértékű réz oldatában. Ezért a kloridos közegben az anódok oldódása reakcióba lép egy egyenértékű réz képződésével
és 1 Ah oldódik 63,54 / 26,8 = 2,370 g fémréz. Ha az oldatok nem tartalmaznak elegendő mennyiségű savat (H + ionokat), a kapott rézionok hidrolizálnak:
A lúgos közegben és a nagy áramsűrűségnél semleges és savas közegben történő elektrolízis során a hidroxilionok a rézanódon is kisüthetők
amely könnyen detektálható az oxigénbuborékok felszabadításával.
Ugyanez a reakció az ólom anódokra vonatkozik. A potenciálja magasabb, mint a réz egyszerű feloldódásának lehetősége. Ezért az elektrolitikus törmelék fürdők sokkal nagyobb feszültséggel működnek, mint az elektrokémiai finomító tartályok.
Egyszerű kénsavoldatok esetén a réz anód dinamikus potenciálja
hol van a réz feloldódása túlfeszültség, V.
Ezért a teljes feszültség az elektrokémiai finomító fürdőben
ahol 1R - ohmos veszteség az elektrolitban, V.
A feladat feladata
m1 = 616,06 g, az oldható anód tömege a kísérlet előtt,
m2 = 306 g, az oldhatatlan anód tömege a kísérlet előtt,
D1 = 200 A / m 2. oldható anóddal ellátott fürdőhöz (elektro-finomítás),
D2 = 140 A / m 2. nem oldható anódos fürdő esetében,
MAIN DESIGN FORMULAS
, ahol H az elektród bemerülési mélysége,
D az átlagos áramsűrűség, A / m 2,
b - elektróda szélesség, m,
, ahol az aktuális kimenet,%,
m0 a munkaközegben lerakott réz tömege, g,
az elektrolízis időtartama, h.
, ahol W az elektrolízis specifikus energiaköltsége, kWh,
U az átlagos feszültség a fürdőben, V.
MÉRÉSI TÁBLÁZAT
, gdemass oldható anódot a kísérlet után,
,
ahol az oldhatatlan anód tömege a kísérlet után.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy az elektrolízist in vitro hajtjuk végre, hogy nem sikerült megvalósítani az optimális körülmények (elektrolit keringési, fenntartása állandó optimális hőmérséklet, stb), amelyek során elvégzett ezen folyamatok ipari méretekben, amely minden bizonnyal negatív hatással eredményeket. A réz kibocsátása valamivel alacsonyabb volt, mint a gyárakban. A feszültség fokozatos emelkedése fokozatos változása hátrányosan befolyásolta a villamosenergia-fogyasztást.
oldható anódáram hozam 85,27%, a 799 kWh a fogyasztott energia, és az oldhatatlan anód 75,65% aktuális hatékonyságát, míg a fordított energia, hogy 21-szer nagyobb, mint 8594,1 kW oldódó anoda- h.