Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Электролитическое рафинирование свинца в растворах кремнефтористоводородной кислоты

Электролитическое рафинирование свинца в растворах кремнефтористоводородной кислоты


В современной практике применяют электролит, содержащий, г/л: 60—90 свинца в виде PbSiFe; 80—150 свободной H2SiF6; 0,1 столярного клея или желатины.
Свежий электролит приготовляют следующим образом. Сначала из плавикового шпата СаF2 и концентрированной серной кислоты получают плавиковую кислоту по реакции
CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO4.

Полученную плавиковую кислоту медленно фильтруют через слой кускового кварца или кварцевого песка, наложенный на фильтрующую поверхность нутч-фильтра (выполненного из дерева, пластмассы или гуммированного железа). Кремнезем растворяется с выделением тепла:
SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O.

Процесс регулируют таким образом, чтобы избежать перегрева и связанного с ним испарения HF.
Электролитическое рафинирование свинца осуществляется по технологической схеме, представленной на рис. 157.
Свинец, подвергаемый рафинированию, расплавляют в котле и на машине карусельного типа отливают аноды в виде пластин с заплечиками, которыми они опираются на борта ванны. Толщина анодов 20—40 мм, вес их колеблется в пределах 150—250 кг. Толщина анодов зависит от количества примесей, содержащихся в свинце: чем больше примесей, тем меньшей толщины делают анод.
В качестве катодов употребляются свинцовые листы толщиной 1 мм. Катоды на 10—12 мм больше по ширине и длине, чем аноды. Это делают для того, чтобы избежать образования дендритных отложений по краям катода.
Электролитную ванну (рис. 158) делают из бетона или железобетона и покрывают изнутри кислотоупорной футеровкой: винипластом, гудроном, кислотостойкой плиткой и др. Объем ванн от 1,2 до 6,3 м3. Они группируются в блоки, расположенные на одном уровне или в виде каскада.
Электролитическое рафинирование свинца в растворах кремнефтористоводородной кислоты
Электролитическое рафинирование свинца в растворах кремнефтористоводородной кислоты

В табл. 63 приведены некоторые данные о конструкции и размерах электролитных ванн на наиболее крупных заводах, а в табл. 64 — данные о режиме и показателях процесса.
Электролитическое рафинирование свинца проводят при сравнительно низкой плотности тока, поддерживая на аноде от 100 до 220—240 а/м2. Расстояние между поверхностями электродов 40—50 мм. Напряжение на ванне при этом составляет 0,35—0,5 в, поднимаясь по мере срабатывания анодов до 0,6—0,8 в. Чем чище анодный свинец, тем интенсивнее можно проводить электролиз.
В электролит вводят некоторое количество коллоидных веществ, чтобы получить плотный и ровный осадок на катоде, например желатин. Часть желатина осаждается вместе с катодным осадком, часть разлагается. Поэтому его необходимо непрерывно добавлять в электролит. На тонну свинца расходуют 200—300 г желатина.
Желатин может быть заменен более дешевым клеем. Растворением в горячей воде получают 10%-ный раствор клея, который добавляют в каждую ванну. Расход клея 0,7—1,5 кг на 1 г получаемого свинца.
Температуру электролита обычно поддерживают на уровне 35—40° С без подогрева: только в зимние месяцы его приходится подогревать в сборном баке, пропуская пар через змеевики. Расход кремнефтористоводородной кислоты (по данным завода Ceppo де Паско) 1,2—2,0 кг на 1 т рафинированного свинца.
На всех электролизных заводах достигается высокий выход по току: 96—97%. Вследствие большого электрохимического эквивалента свинца и низкого напряжения на ванне расход электроэнергии небольшой — всего 110—150 (иногда до 200) квт*ч на 1 т свинца.
Электролитическое рафинирование свинца в растворах кремнефтористоводородной кислоты

Продолжительность нахождения анодов в ванне от 3 до 10 суток, катодов обычно вдвое меньше. В процессе работы ванн обслуживающие их рабочие поднимают отдельные аноды и катоды (через 1—2 суток) и колотушками выправляют их; кроме того, с катодов срубают шишки и дендриты для предупреждения коротких замыканий.
Во время электролиза состав электролита меняется: он становится богаче свинцом (так как анодный выход по току выше катодного) и беднее кислотой. Для предупреждения расслаивания электролита процесс ведут при большой скорости циркуляции раствора: обычно 15—20 л/мин (табл. 64). При этой скорости полный обмен электролита в ванне происходит за 1,5—3 ч. Чтобы поддержать нормальный состав раствора, добавляют свежую кислоту и регенерируют электролит. Для этого часть электролита обрабатывают серной кислотой. При этом избыточный свинец выпадает в осадок, освобождая связанную с ним кремнефтористоводородную кислоту:
PbSiF6 + H2SO4 = PbSО4↓ + H2SiF6.

Катодный свинец переплавляют с окислением примесей (Sn, Sb) и разливают по изложницам. В некоторых случаях при переплавке в котел вводят едкий натр. Тогда при продувке ванны воздухом окислы олова, мышьяка и сурьмы образуют с Na2О легкоплавкие шлаки и разливаемый свинец получается особо чистым.
Получаемый при электролитическом рафинировании свинца шлам подвергают специальной переработке.
Добавлено Serxio 1-03-2017, 13:26 Просмотров: 683
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent