Электролизеры

Электролиз - это химические реакции, протекающие в электролите при прохождении через него электрического тока. Электродиализ - метод разделения ионизированных соединений под действием электродвижущей силы, создаваемой по обе стороны мембраны. Электрокоагуляция - ускорения слипания коллоидных частиц под действием электрического поля. Электрофлотация - технология выделения из сточных вод тонкосуспендированных и коллоидных веществ с помощью пузырьков водорода и кислорода, образуемых на поверхности электродов.

Электролизеры — это устройства, в которых проводят процессы электрохимического воздействия на водные растворы. Общая принципиальная схема электролизера представлена на рис. 12.1.1. Вода поступает в емкость 2, в которую погружены два электрода 3, 4, соединенные с источником тока 5. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы мигрируют к отрицательному электроду — катоду, а отрицательно заряженные ионы — к положительному электроду — аноду. На электродах происходит переход электронов. Катод отдает электроны в раствор, и в приэлектродном пространстве происходят процессы, связанные с присоединением электронов к реагирующим частицам, — восстановление. В прианодном пространстве протекают процессы переноса электронов от реагирующих частиц к электроду — окисление.

Иногда представленную на рис. 12.1.1 схему усложняют, разделяя полупроницаемыми перегородками (диафрагмы или ионообменные мембраны) катодное и анодное пространства - электродиализатор. Тогда поступающая на обработку вода либо последовательно проходит каждую из двух образовавшихся камер, либо циркулирует в одной из них.

Электролизеры нашли широкое применение при очистке сточных вод гальванических производств, так как сточные воды содержат разнообразные ноны металлов, а сама сточная вода является хорошим электролитом.

Для увеличения интенсивности процессов электроизвлечения металлов из сильно разбавленных по ионам металла растворов используют объемные электроды. Принцип работы электролизеров с такими электродами заключается в том, что подвергаемый обработке раствор пропускают через каналы в теле объемного электрода, потенциал которого поддерживают на уровне, обеспечивающем протекание процесса извлечения с максимально возможной скоростью, т.е. при предельной силе диффузионного тока.

Имеются три типа объемных электродов: пластинчатые, объемно- пористые и псевдоожиженные.

Пластинчатый электрод представляет собой блок из пластин, расположенных перпендикулярно аноду. Между соседними пластинами остается зазор для протекания раствора в направлении, перпендикулярном протеканию электрического тока. Условия электролиза выбирают такими, чтобы было возможно получать металлы в порошкообразной форме. Металл удаляют из нижней части аппарата, где осаждаются частицы, оторвавшиеся от катода под действием сил тяжести.

К объемно-пористым относятся электроды из измельченного (насыпные) электропроводного материала, гранул металла, частиц или волокон графита, служащие катодным блоком. Волокнистые углеграфитовые материалы получают прокаливанием текстильных материалов на основе вискозы.