дрібно дисперсних частинок, близьких до колоїдних частинок. Тоді вони знаходяться в електроліті у вигляді суспензій і утворюють так звані «плавучі шлами.» Ці шлами механічним шляхом потрапляючи до поверхні катода можуть служити джерелом забруднення катодного міді цими домішками.
Для попередження накопичення домішок в електроліті і для підтримки його постійного складу електроліт піддають регенерації. Для цих цілей частина електроліту виводять з ванн. Кількість виведеного електроліту зазвичай розраховують за гранично допустимої провідною домішки. Зазвичай такою є нікель.
До третьої групи домішок відносяться благородні метали. Як більш електропозитивні, ніж мідь, вони не розчиняються електрохімічним шляхом. У міру розчинення анода вони обсипаються і потрапляють в шлам. Їх вихід у шлам складає 98 - 99%.
До домішкам четвертої групи відносяться розчинені в анодному міді хімічні сполуки Cu2O, Cu2S, Cu2Se, Cu2Te. Ці сполуки електрохімічно нейтральні і малорастворіми в електроліті. Всі вони практично повністю переходять в шлам.
Для електролітичного рафінування міді застосовують полімерно-бетонні ванни ящикового типу, що мають подовжене прямокутний перетин. Електролізних ванни групуються в блоки. У кожному блоці міститься 10-20 ванн. Блоки групуються в серії, що складаються звичайно з двох блоків. Електроди в окремих ваннах (катоди і аноди) підключені паралельно. На малюнку 1.26 наведена схема живлення електродних ванн у блоках та серіях.
Геометричні розміри ванн залежать від числа і розміру електродів, завішують у ванну. Сучасні ванни мають довжину 3,5-5,5м, ширину - 1-1,1м, висоту 1,2-1,5м. Число катодів у ванні завжди перевищує число анодів на одиницю. Розміри катодів перевищують розміри анодів по висоті і ширині на 20-30мм. Первинними катодами служать тонкі аркуші катодного міді товщиною 0,4 - 0,5мм. Катодні основи складаються їх міді. Їх отримують електролітичним шляхом. Для цих цілей у спеціальних електролізерах на мідні матриці осаджують мідь.
Час нарощування одного катода у ванні рафінування міді становить 6-15 діб. Маса катода досягає 60-140 кг. Після ретельного промивання катоди направляють споживачеві або переплавляють в злитки міді.
- ванна; 2 - блок; 3 - серія
Малюнок 1.26 - Схема живлення електролітних ванн електричним струмом у блоках та серіях.
Час розчинення анода становить 20-30 діб. Аноди повністю не розчиняють. Частина анода, складова 12-18% від початкової маси анода, залишається у вигляді скрапу нерозчинених. Анодний скрап направляється на переплавку в анодний піч. За час роботи анодів здійснюється 2 - 3 знімання катодного маси.
Оскільки при електролітичному рафінуванні міді обидва електроди (катод і анод) виготовлені з одного металу (Сu), то напруга між електродами в процесі електролізу складається в основному з падіння напруги в електроліті між електродами і падіння напруги в струм підвідних шинах і контактах. Тому напруга на ванні можна розрахувати по рівнянню:
U=IR 1 + IR 2 + IR 3 (1.93)
де R 1 - електричний опір електроліту між електродами, Ом;
R 2 - електричний опір струм підвідних шин, Ом;
R 3 - електричний опір контактів, Ом;
I - cила струму, А;
U - напруга між електродами ванни, В.
Напруга між електродами на ванні зазвичай становить 0,25-0,30 В. Щільність струму, підтримувана в процесі електролізу, становить близько 250-300 А/м 2. Катодний вихід по току становить порядку 95%. Витрата електричної енергії складає 230-350 кВт · год на 1т міді. Температура електроліту підтримується близько 50-55 о С.
У процесі електролізу електроліт збагачується міддю і забруднюється домішками. Для попередження накопичення домішок в електроліті і для підтримки його постійного складу електроліт піддають регенерації. Для цих цілей частина електроліту виводять з ванн. Кількість виведеного електроліту зазвичай розраховують за гранично допустимої провідною домішки. Зазвичай такою є нікель.
Регенерація електроліту з метою виведення з нього надлишку міді зазвичай проводиться в регенераційних ваннах, в яких в якості катода служить матриця з катодного міді, а в якості анода використовується свинець з добавкою 3-6% сурми або 1% Аg. На катоді у ванні регенерації протікають реакція розряду іонів міді:
Сu 2+ + 2e=Cu (1.94)
Свинцевий анод є нерозчинним і в процесі регенерації електроліту на ньому протікає електродна реакція, що супроводжується виділенням кисню:
Н 2 О + 2е=2Н + + 0,5о 2 (1.95)
У ванні регенерації електроліту ...
