Электролиз.

Анодная медь содержит 99,5-99,8% меди и до 0,5% примесей.

Основные примеси: никель, свинец, серебро, золото, селен, теллур.

Задачи электролиза:

1. Получить чистую медь с содержанием меди 99,9% (марка М1) и 99,99% (марка М0);

2. Извлечь благородное в отдельный продукт.

Электролиз основан на различии электрохимических свойств меди и примесей.

Различия характеризуется рядом напр. В нем Cu стоит правее H, т. е. из раствора ионы Cu будут восстанавливаться легче, чем ионы H  можно проводить в водных растворах.

Поэтому электрохимическое рафинирование проводится в растворе серной кислоты.

Электролизные ванны – аппараты ящичного типа, заполненные электролитом на основе H₂SO₄, в который погружают аноды….

Аноды присоединяют к “+” полюсу источника постоянного тока, катоды к “–”. Т. е. используется постоянный ток 30 анодов и 31 катода (на один больше).

В цехе ванны соединены последовательно. Напряжение, подаваемое на ванну = 0,3-0,4 В.

Электролизная ванна:

В результате получается:

1. Катодная медь;

2. Шлам – твердый осадок;

3. Загрязненный примесями электролит;

4. Нерастворившиеся остатки анодов (анодный скраб).

В процессе электролиза анод постепенно растворяется, медь с примесями переходит в раствор. На катоде высаживается медь.

Возможность высаживания на катоде только меди определяется высоким потенциалом высаживающейся меди.

А: Сu⁰ – 2e^– = Cu²⁺ – основная реакция на аноде

Сu⁰ – e^– = Cu⁺

К: Сu²⁺ + 2e^– = Cu⁰ ­– образование электрической меди.

Время растворения одного анода – 30 суток, время наращивания одного катода –10 суток.

Толщина анода – 30-35 мм., катода – 10 мм.

Все примеси, которые присутствуют в исходной меди, по их поведению, можно разделить на 4 группы:

1. Ni, Fe, Co, Zn, Pb, Sn – более электроотрицательные чем Cu. Не переходят в катодную медь и остаются в электролите, накапливаются и в процессе циркуляции электролита выводятся из ванны. Чем больше концентрация примесей, тем больше вероятность вывода их на катод.

2. As, Sb, Bi – до 10% переходят в катодную медь при электролизе и тем самым загрязняют медь. Эти 3 малорастворимых соединения выделяются в твердом виде, всплывают и образуют плавучий шлам, что может привести к замыканию.

3. Ag, Au, Pt – примеси, более электроположительные, чем Cu. Они на аноде не заряжаются вообще и выпадают в шлам: золото – 99% в шлам, серебро – 98%. Необходимо связать небольшое количество ионов Ag в нерастворимый AgCl, который переходит в шлам. Задача AgCl – дочистить серебро в шлам.

4. Cu₂S, Cu₂Se, Cu₂Te – электронейтральные соединения. Не ионизируясь, полностью переходят в шлам.

Серебра в шламе – до 50%.

Шлам – сырье для производства благородных металлов. Его далее отправляют в финажный цех.

Электролит непрерывно циркулирует внутри ванны: непрерывно подается, непрерывно выводится.

Катоды, после достижения товарного веса (в течении 10 дней) извлекаются из ванны, тщательно промываются от остатков электролитов, упаковываются и направляются потребителям.

Катодная медь – готовый продукт.

Исходные катодные основы бывают одноразового и многоразового использования.

Анодный скраб – не растворившаяся анодная медь. Он не может до конца раствориться.

Возвращением на анодную плавки стараются уменьшить количество анодного скраба.