4.4.2. Очистка (рафінування) металів

Сучасна техніка пред’являє великі вимоги до чистоти матеріалів, у тому числі і до металів.

Методом електролітичного рафінування очищують багато металів: , , , , , , , i ін.

Для очистки металів використовують електроліз із розчинним анодом. З неочищеного металу виготовляють пластини і ставлять їх як аноди в електролізер з електролітом. При проходженні електричного струму метал зазнає анодного розчинення – переходить у розчин у вигляді катіонів. На катоді катіони металу відновлюються, утворюючи там компактний осад чистого металу. Домішки випадають у вигляді анодного шламу, або переходять в електроліт, звідки їх періодично видаляють.

Приклад: електролітичне рафінування міді.

Аноди з чорнової (неочищеної) міді встановлюють в електролізер, заповнений розчином , підкисленим для збільшення електропровідності. Між анодами розміщують катоди з тонких листів чистої міді. Напругу підтримують в межах 0,2-0,4 Bольт. Атоми міді з анода переходять у розчин, а звідти прямують до катода, де відновлюються до металу.

Процеси на електродах:

(+) А:

(–) K: .

Домішки з більш низьким потенціалом, ніж у ( , , , ) окиснюючись на аноді, переходять в розчин. Інші домішки з потенціалом вищим, як у , не окиснюються і випадають у вигляді осаду на дно ванни (анодний шлам). Він іде на переробку для добування , , , .

Вміст в катодній міді 99,98 %.

4.4.3. Гальванотехніка

Гальванотехніка – це сукупність різних видів електрохімічної обробки металів з метою зміни розмірів і форми виробів або стану їх поверхні. Видами гальванотехніки є гальваностегія, гальванопластика, оксидування алюмінію, магнію та їх сплавів, електрополірування сталі. Електрохімічна обробка використовується для захисту лопаток турбін, виготовлення штампів, зміни конфігурації виробів з твердих і тугоплавких металів, одержання і обробки отворів і пустот, для фрезерування, точіння і шліфування різних виробів, для заточки інструмента.

4.4.3.1. Гальваностегія

Гальваностегія ­– це процес осадження на поверхні металічних виробів іншого металу у вигляді гальванічних покриттів. Товщина покрить може становити від 1 до 100 мкм. Гальванічні покриття наносяться для захисту поверхні металу від корозії ( , , ), для надання поверхневому шарові твердості ( , ), для покращення зовнішнього вигляду ( , , ), для підвищення електропровідності ( , , ), для одержання магнітних плівок ( , ), для зменшення коефіцієнта тертя ( , , ). Найважливішими є гальванічне хромування та нікелювання.

Покриття наносять методом електролізу розчинів як з розчинним анодом ( , , , , ) так і з нерозчинним ( , ).

Схема нанесення гальванічного покриття така: добре очищену і знежирену деталь занурюють у розчин солі того металу, яким її хочуть покрити, і під’єднують як катод у колі постійного струму. Під час пропускання струму на деталі осаджується з розчину захисний шар металу:

(–) К: .

Найкращий захист створють дрібнокристалічні щільні осади. Вони мають хороші механічні властивості.