24. Гідроелектрометалургія. Електролітичне рафінування міді

Гідроел.металург.

Електроліз з нерозчинними анодами :На катоді осідає чистий метал; а аноді виділяється галоген або кисень і регенерується відповідна кислота.

Електроліз з розчинними анодами: Очищення отриманого пірометалургійним шляхом чорнового металу від шкідливих домішок або видалення з нього цінних компонентів-електр рафінування металів.

Електроліз розчинними анодами.Метал, який підлягає очищенню,виконує роль аноду. Після вмикання струму анод(метал) розчиняється , катіони металу переходять в електроліт і в результаті електролізу осідають на катоді у вигляді більш чистого металу. Домішки металів переходять у розчин у незначній кількості або осипається у вигляді шламу.

Стадії процесу гідроелектрометалургії:

1.підгоготовка руди або концентрату з метою проведення їх в розчинну форму;

2. розчинення руди;3. очищення отриманого розчину від шкідливих для електролізу домішок; 4. коригування електроліту; 5.електроліз для отримання або рафінування металів.

Електролітичне рафінування міді

В електролізерах як електроліт використовується сірчанокисла мідь (30-50г.л) та сірчана к-та 140-200г.л.Поміщаються литі аноди з чорновї міді, між якими розміщуються катоди з тонких листів електролітичної міді. При електролізі аноди(мідь) розчиняються . На катоді осідає лише чиста мідь. У розчин також переходять метали(цинк, нікель,залізо,олово та інші)) Електропозитивні метали Au Ag у розчин не переходять , а випадають у вигляді шламу

25. Використання відходів у промисловості

Завдання найближчого майбутнього полягає в тому, щоб при проведенні промислових процесів забезпечити кругообіг матеріалу і щоб використані вироби в будь-якій формі можна було зстосовувати як вторинну сировину.

Зниження матеріаломісткості на основі залучення в переробку дедалі більшої кількості вторинної сировина стимулюється ще й тим, що за рядом об’єктивних причин в останні роки відбувається процес подорожчання сировини.

За умов всезростаючого виробництва чорних і кольорових металів, полімеризаційних матеріалів, паперу та іншої продукції невпинно зростають ресурси вторинної сировини – брухту та відходів чорних і кольорових металів, макулатури, вторинної текстильної сировини. Залучення ресурсів у виробництво є завданням великої економічної важливості

Нині вторинні матеріальні ресурси є джерелом покриття потреб у сировині й матеріалах нарівні з природною сировиною. Шляхом вторинного використання матеріалів і відходів можна зменшити шкідливий вплив на навколишнє середовище. Покажемо на деяких прикладах, як, переробляючи тверді, рідкі і газоподібні відходи, можна розширити сировинні ресурси і зменшити забруднення навколишнього середовища.

Прикладом підприємства з комплексним використанням усіх продуктів і відходів виробництва може бути металургійний завод. Усе, що отримується в доменному цеху, використовується на заводі або на підприємствах суміжних галузей. Цінним відходом є доменний шлак. Економісти підрахували, що тільки половина руди, яку переробляють, перетворюється в чавун і сталь, решта ж переходить у шлак – 4,5 тис. тонн шлаку видає на добу потужна домна. З цього шлаку виготовляють будівельні матеріали (шлакобетон, щебінь, пемзу, теплоізоляційний матеріал – шлакову вату).

Доменні шлаки допомагають отримати підвищені врожаї зернових культур та овочів. Шлаки містять багато вапна. Якщо з них виготовити добриво, можна значно знизити кислотність ґрунту.

Використання брухту у виробництві сталі є досить ефективним, тому що відпадають стадії геологорозвідування, будівництва, видобування і збагачення руд, так що сталь із брухту на 70% дешевше отримуваної з руд. Більша частина брухту – це промислові відходи, непридатні машини та обладнання, шлаки, які утворюються або знаходяться у відвалах. Переробляється також у великій кількості алюмінієвий брухт, відходи кольорових металів усіх видів і мідні шлаки, які знаходяться у відвалах.

В Україні чорні димові терикони здавна вважались невід’ємною частиною донбаського пейзажу. Тепер цей пейзаж значною мірою змінився. Частину териконів покрили шаром родючих ґрунтів, висадили дерева та кущі, які прикрасили пейзаж Донбасу. В териконах поряд із сировиною для будівництва нагромаджені значні кількості сполук металів.

Для отримання 1 т кольорових металів із вторинної сировини необхідно в десятки разів менше трудових, енергетичних та інших ресурсів, ніж для виробництва первинних металів. Наприклад, енерговитрати на 1 г алюмінію при отриманні його з вторинної сировини менші в 30 разів, міді – в 6 разів, свинцю – в 3,2 раза. Собівартість 1 т чорнової міді й алюмінію із вторинної сировини в 4 рази менша, ніж при виробництві з рудної сировини.

Інтенсивні дослідні роботи повинні дати технічно й економічно допустимі рішення, які дозволять застосовувати нові резерви металевої вторинної сировини.

Прикладом охорони навколишнього середовища одночасно з економією цінної природної сировини може бути переробка макулатури. Збір макулатури та її використання не тільки перешкоджають засміченню середовища залишками паперу, а й зберігаюсь цінну деревину. З макулатури можна знову отримувати друкарський папір, але це потребує значних витрат. З погляду економіки доцільно використовувати макулатуру для виробництва пакувальних матеріалів, гофрованого та простого, картону. Виробництво паперу і картону з макулатури потребує на 60% менше енергії, ніж виробництво з деревної маси і целюлози. При цьому забруднення повітря знижується на 15%, а води – на 60%.

Кожний гектар лісового масиву дозволяє отримати в рік близько 45 т деревної маси, а в деяких випадках ця цифра може подвоїтись. Але необхідно пам’ятати, що ліс на кожну тонну деревної маси дає нам додатково 1,3 т кисню. Гектар лісу щорічно виробляє близько 45000 м³ цього життєво важливого елементу, величезна кількість якого витрачається на спалювання нафти, газу та вугілля. В повітрі багатьох міст у години пік і зараз досить часто вміст кисню зменшується настільки, що відповідає висоті 5000 м над рівнем моря, а це шкідливо для здоров’я людей.

Широке застосування як конструкційні і пакувальні матеріали знаходять пластичні маси. Відомо, що щорічний обсяг відходів полімерних матеріалів дорівнює приблизно половині річного обсягу виробництва полімеризаційних пластмас. Товари із пластмас, які стають непридатними для використання, перетворюються в особливий вид сміття – воно розкладається або дуже повільно, або зовсім не розкладається. Повторна переробка полімерних відходів наштовхується на значні організаційні, технічні та економічні труднощі. Наприклад, вироби з полівінілхлориду практично неможливо знову переробляти, а якщо їх спалювати, то атмосфера ще більше забруднюється туманом соляної кислоти, яка при цьому утворюється. Кожний вид пластмаси допускає лише один спосіб переробки, тому необхідно постійно сортувати відходи за типом пластмаси. Це практично неможливо здійснити, адже без точного аналізу (а він надто дорогий) важко розпізнати тип пластмаси. Отже, необхідні нові розробки, на основі яких перероблялась би цінна вторинна сировина, – полімерні відходи.