Электролитическое рафинирование Ni
Вопрос №13. Электролитическое рафинирование Ni
Электролиз Ni с растворимыми анодами отличается от электролиза Cu необходимостью разделения электродов пористой перегородкой (диафрагмой). Cu положительнее Ni, а Со и Fe имеют близкие потенциалы, поэтому эти элементы могут растворяться в воде и осаждаться на катоде вместе с Ni. Во избежании загрязнения катоды подвешивают в ванне в плоских коробках-диафрагмах. Электролит, сод. примеси наз. анолит. Его непрерывно выпускают из ванны для химической очистки. Очищенный р-р – католит подают в диафрагму. Анодное растворение чернового Ni в H2SO4 из-за малого токообмена требует значительной поляризации, т.к. при повышенной плотности тока на аноде возникают пленки окислов по реакциям:
Ni+H2O-2e=NiO+2H+, 3NiO+H2O-2e=Ni3O4+2H+,
2Ni3O4+H2O-2e=3Ni2O3+2H+, 3Ni2O3+H2O-2e=2NiO2+2H+
В сульфатном электролите H2SO3 никелевый анод растворяется с малым выходом по току при потенциале 1,5-1,8В. Даже небольшие добавки хлоридов предупреждают пассивирование анода. Образование окисных пленок становится менее вероятным из-за их разрушения: Ni3O4+2Cl- +2H+=3NiO+H2O+Cl2
Хлор не выделяется и не накапливается в электролите. Он окисляет Cu, Ni, сульфиды: Ni+Cl2=Ni2+ +2Cl-
Осн. сост. анодов, кот. сод. 80-92% Ni, 5% Cu, 4% Fe, 1% Co, 0,1% платиноидов – это тв. р-р Cu и Ni. Cu переходит в р-р по схеме: Cu-2e=Cu2+
Образуются комплексные ионы: Cu+Cl- -e=CuCl, Cu+2Cl- -e=CuCl2
Вам также может быть полезна лекция "Построение суточного графика расхода электроэнергии".
Для сульфидов Cu характерно: Cu2S+2Cl- -e=2CuCl+S, Cu2S+6Cl- -2e=2CuCl32- +S
Сульфид Ni также присутствует, хотя потенциал его окисления невелик: Ni3S2-6e=3Ni2+ +2S
Для S следующее уравнение: S2- +4H2O-8e=SO42- +8H+
Селениды и теллуриды Cu и Ni вместе с плат. Ме, полностью р-ми обломками анодов выпадают в шлам, выход кот. небольшой (2-5% от массы чернового Ni).
Периодически электролит очищают. Для получения Ni стандартных сортов Н0-Н2 в электролите должно быть не более 1мг Cu на 1л, 1мг Fe на 1л, 15мг Со на 1л, т.к. они осаждаются на катоде прежде Ni и загрязняют Ме. Иногда р-р очищают и от Zn. Fe удаляют гидролизом в виде осн. сульфидов. Для этого р-р нейтрализуют карбонатом Ni и окисляют 2-х валентное Fe, продувая воздухом и Cl. Cu цементируют никелевым порошком, свежевосстановленным из закиси при 600-700 0С. Со осаждают, окисляя его Cl или электролизом.
Катоды – тонкие листы чистого электролитного Ni получают в отдельных ваннах с анодами из чистого Ni. Ме осаждают на катодных матрицах, пластинах из нержавейки или Ti. Осадок (0,6мм) сдирают, обрезают, приклепывают «ушки» и подвешивают внутри диафрагмы.
