Электролиз водных растворов

Способ применяют для получения Cu, Ag, Fe, Ni, Co, Sn.

Ni, Zn, Co образуют равномерные плотные мелкозернистые осадки независимо от природы электролита. Ag, Cd растут в виде отдельных сильно разветвляющихся кристаллов при электролизе простых солей, из раствора цианистых солей они выделяются в виде ровного гладкого слоя. На качество осадков влияют также плотность тока, концентрация и способ перемешивания электролита.

Размер частиц порошков уменьшается с повышением плотности тока. Экспериментальные зависимости между плотностью тока и концентрацией катионов выделяемого металла представлены на рисунке.

1 – область рыхлых осадков;

2 – переходная зона;

3 – область плотных осадков.

Если концентрация повышается в пределах значений, соответствующих рыхлым осадкам, то в связи с увеличением роста кристаллов они получаются более крупными.Повышение температуры электролита вызывает повышение концентрации ионов у катода (возрастает подвижность ионов), что способствует получению плотных осадков.

Медный порошок.

Получают из раствора сернокислой меди. Он имеет высокую чистоту и регулируемую дисперсность. Исходные материалы: анодная медь. медный купорос и серная кислота. В электролите содержатся катионы Cu²⁺, H⁺, и анионы OH^-, SO₄^2-.

Выделение порошка проводят на медных катодах пластинчатого или стержневого типа. Анодов в ванне на один больше, чем катодов. Ванны соединены в электрической цепи последовательно, а электроды в них – параллельно. Порошок с катодов снимают скребками через 60-120 мин работы. Пассивацию анодов устраняют наличием ионов хлора (0,5-4 г/л), поступающих с водой, содержащей Na Cl или HCl. В процессе электролиза прикатодное пространство обедняется катионами меди и обогащается ионами SO₄^2-; прианодное – наоборот. Это компенсируется переносом катионов и анионов, а также системой непрерывной замкнутой циркуляции, при которой за 1 час происходит десятикратный обмен электролита. В электролит переходят и анодные примеси – никель. железо, мышьяк, сурьма. Накапливаясь в электролите, они загрязняют его, поэтому периодически часть электролита нужно заменять.

Порошок, очищенный с электродов, выгружают каждые 1,5-2,0 ч при помощи гидровакуумной системы и промываю горячей водой. После промывки порошок стабилизируют, промывают, обезвоживают и сушат. Высушивание осуществляют в вакуумном аппарате при 110 °С 10-12 ч. Затем порошок измельчают в мельницах непрерывного действия, работающих в замкнутом цикле с рассевом на фракции.

Стабилизация предназначена для обработки поверхности порошка, которая защищает его от окисления. Стабилизацию осуществляют раствором хозяйственного мыла. Концентрация этого раствора 400 г/ воды.

В качестве электролита применяют раствор медного купороса – CuSO4· 5H2O. Расход электроэнергии 2500-3800 кВт·ч/т

Катодная плотность тока i составляет 1300-1600 А/ .

ПМС – порошок медный стабилизированный.

ПМЭ – порошок медный электролитический.

напряжение на ванне 1,3-1,7 В

Размер получаемых порошков до 45 мкм.

Получение Ag порошка: Получают электролизом раствора азотнокислого Ag.

Катод – Al, анод – прокатанное серебро. Температура электролита –35-40 °С. Плотность тока – 1400-1500 А/ , напряжение на ванне 2-2,8 В. ПС – порошок серебренный (чистота 99,9% Ag).