align="justify"> Електрохімічне розчинення металів включає анодне розчинення за рахунок зовнішнього електричного струму і хімічне розчинення анодів і катодів. Тому на практиці вихід металів G по електричному струму може виявитися більше теоретично розрахованого за формулою, яка визначається законами Фарадея, і може становити 120-130% від теоретичного виходу:
=AIcur?,
де А - електрохімічний еквівалент елемента:
=M/(26,8z) г/(А * год);
- валентність; Icur - сила струму, А; ?- Час обробки, ч.
Основними чинниками, впливають на електрохімічне розчинення анода, є: температура, сила і щільність електричного струму, значення рН, сольовий склад води, відстань між електродами, швидкість руху води між електродами, концентрація завислих речовин. Підвищення температури води при електрокоагуляції збільшує вихід металу по струму, так як при цьому інтенсифікуються хімічні реакції, у тому числі розчинення металів. Однак, позитивний вплив зростання температур спостерігається тільки до досягнення деякого температурного максимуму (60-80 ° C), а подальше підвищення температури знижує вихід металу. Це пояснюється зростаючою інтенсивністю пасивації алюмінієвого анода за рахунок ущільнення і набухання колоїдальних гідроокису алюмінію в його мікропорах.
Істотний вплив на співвідношенні кількості металу, растворяемого електрохімічним і хімічним шляхом, робить і значення рН. При рН=6-8 в результаті електрохімічного процесу розчиняється до 90% алюмінієвих анодів. Хімічним способом розчиняється близько 70% металу при рН=6-8, у тому числі 50% при розчиненні катода. Сумарний вихід алюмінію по електричному струму зростає в слабокислою і особливо лужному середовищі, досягаючи 150-200%. Вплив водневого показника на процес розчинення електродів пов'язано з розчиненням пасивуючих відкладень.
Вплив аніонного складу водного середовища на розчинення анодів головним чином обумовлено умовами пасивації. Ефективним депассівантом є аніон хлору (анодна поляризація). Вершини трикутної діаграми відповідають 100% змістом трьох основних аніонів: хлор (Cl-) -, сульфат (SO42 +) - і гідрокарбонат (HCO3-) - аніону. Зі зменшенням процентного вмісту хлоріона у водному середовищі вихід алюмінію по струму зменшується.
На процес хімічного розчинення катода також впливає катіонний склад водного середовища. Діаграма, що ілюструє вплив основних катіонів - натрію, кальцію і магнію на хімічне розчинення алюмінієвого катода наведена на рис. 3. Катіони натрію надають депассівірующее?? оздействіе на катод. Навпаки, катіони магнію і особливо кальцій, підсилюють пасивацію катода (рис. 3). Іншим фактором, що робить позитивний вплив на вихід катіонів металів, є щільність електричного струму, А/м2:
? =I/F ел.
де I - величина електричного струму при електролізі, А; Fел - площа анода або катода, м2.
Оптимальними приймаються щільності електричного струму: для алюмінієвих електродів, катодна щільність - tк=10-35 А/м2, анодная - tа=20-150 A/м2, а для залізних електродів tа=tк=10-100 A/м2.
При щільності струму більше 200 А/м2 розчинення електродів супроводжується помітною електрофлотаціі і посиленням пасивації електродів. Періодичне переключення полюсів сприяє депассіваціі електродів, що інтенсифікує їх хімічне розчинення. Експериментально встановлено, що максимальний вихід алюмінію по струму досягається при перемиканні полюсів через кожні 15 хвилин, тобто чотири рази на годину. На вихід металу по струму впливає і схема з'єднання електродів, при цьому найбільший вихід - при монополярному з'єднанні.
. Конструкції електрокоагуляторів
Електрокоагуляція здійснюється в спеціальних генеруючих катіони металу (найчастіше алюмінію і заліза) електричних приладах - електрокоагулятором (малюнок 3-4). Основний елемент електрокоагулятора - електродна камера зі змінним набором сталевих або алюмінієвих (дюралюмінієвих) електродів чергується полярності, в зазорах між якими (шириною 5-20 мм) протікає оброблювана вода зі швидкістю не менше 0,5 м/с. Як і в електролізерах, в електрокоагулятором електроди можуть розташовуватися горизонтально або вертикально з зазором 10-16 мм, що залежить від умов розміщення та монтажу, а також від витрат оброблюваної води. У електрокоагулятором з меншими плотностями електричного струму в зв'язку з незначним піноутворенням можна приймати ширину міжелектродних каналів менше 15 мм, і при обгрунтуванні не передбачати пристроїв для видалення піни. При великій щільності електричного струму ширина міжелектродних каналів повинна приймається не менше 15-20 мм. Для видалення скупчень піни в каналах передбачаються різні пристрої, зокрема, продування сти...
