загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати по металургії » Металургія кольорових металів

Металургія кольорових металів

Зміст
1. Введення
2. Опис технології отримання катодного міді
3. Вибір технології плавки на штейн
4. Теоретичні основи процесу Ванюкова
5. Розрахунок матеріального і теплового балансу
6. Висновок

Введення

Металургія міді, а також інших важких кольорових металів є провідною ланкою вітчизняної кольорової металургії. На частку важких кольорових металів у РФ припадає значна частина валової продукції галузі.
Значення міді з року в рік зростає, особливо у зв'язку з бурхливим розвитком енергетики, електроніки, машинобудування, авіаційної, космічної та атомної техніки. Подальший розвиток і технічний рівень мідного і нікелевого виробництв багато в чому визначають технічний прогрес багатьох галузей народного господарства нашої країни, в тому числі мікропроцесорної техніки. Для отримання міді використовуються всілякі способи плавок, наприклад, плавка мідних концентратів в електричних, відбивних, шахтних печах, при використанні процесу конвертації мідних штейн, завдяки автогенний плавок в підвішеному стані, на штейн та ін На сьогоднішній день існує кілька основних процесів автогенних плавок: процес «Норанда» , «Уоркра» , «Міцубісі» і Ванюкова. На жаль, розробка новий конструкцій печей і різних процесів вимагає значних капіталовкладень, а вільний коштів у Російських підприємств недостатньо. У цій роботі буде розглянута технологія А.В. Ванюкова або ПЖВ.

Технологія отримання катодного міді

Електролітичне рафінування міді переслідує дві мети:
1) отримання міді високої чистоти (99,90-99 , 99% Си), що задовольняє вимогам більшості споживачів;
2) витяг попутно з рафінуванням благородних та інших цінних компонентів (Se, Ті, Ni, Bi та ін.)
Слід зазначити, що чим вище у вихідній міді вміст благородних металів, тим нижчою буде собівартість електролітний міді. Саме тому при конвертації мідних штейн прагнуть використовувати як флюс золотовмісні кварцити.
Для здійснення електролітичного рафінування міді аноди, відлиті після вогневого рафінування, поміщають в електролізних ванни, заповнені сірчанокислим електролітом. Між анодами у ваннах розташовуються тонкі мідні листи - катодні основи.
При включенні ванн в мережу постійного струму відбувається електрохімічне розчинення міді на аноді, перенесення катіонів через електроліт і осадження її на катоді. Домішки міді при цьому в основному розподіляються між шламом (твердим осадом на дні ванн) і електролітом.
В результаті електролітичного рафінування отримують катодну мідь; шлам, що містить благородні метали; селен;
Телур і забруднений електроліт, частина якого іноді використовують для отримання мідного і нікелевого купоросов. Крім того, внаслідок неповного електрохімічного розчинення анодів отримують анодні залишки (анодний скрап).
Електролітичне рафінування міді засноване на відмінності її електрохімічних властивостей і що містяться в ній домішок. У таблиці наведені нормальні електродні потенціали міді і найбільш часто зустрічаються в ній домішок.
Мідь належить до групи електропозитивних металів, її нормальний потенціал +0,34 В, що дозволяє здійснювати процес електролізу у водних розчинах (зазвичай в сірчанокислих).
На катоді протікають ті ж електрохімічні реакції, але в зворотному напрямку. Співвідношення між одновалентной і двухвалентной міддю в розчині визначається рівновагою реакції диспропорціонування.
Отже, в стані рівноваги концентрація в розчині іонів Сu + приблизно в тисячу разів менше, ніж концентрація іонів Си2 +. Проте реакція має істотне значення для електролізу. Вона зокрема визначає перехід міді в шлам. У початковий момент поблизу анода в розчині співвідношення двох-і одновалентних міді відповідає константі рівноваги. Однак внаслідок більшого заряду і меншого іонного радіусу швидкість переміщення двовалентних іонів до катода перевищує швидкість переносу іонів одновалентних. У результаті цього в пріанодном шарі концентрація іонів Си2 + стає вище рівноважної і реакція починає йти в бік утворення тонкого порошку міді, що випадає в шлам.
Як зазначалося вище, електролітичне рафінування здійснюють у сірчанокислих розчинах. Електропозитивний потенціал міді дозволяє виділити мідь на катоді з кислих розчинів без побоювання виділення водню. Введення в електроліт поряд з мідним купоросом вільної сірчаної кислоти істотно підвищує електропровідність розчину. Пояснюється це більшою рухливістю іонів водню в порівнянні з рухливістю великих катіонів і складних аніонних комплексів.
Для поліпшення якості катодного поверхні в електроліти для рафінування міді на всіх заводах обов'язково вводять різноманітні поверхнево-активні (колоїдні) добавки:
клей (частіше столярний), желатин, сульфітно луг. У процесі електролізу на поверхні катода можуть утворюватися дендрити, що зменшує в даному місці відстань між катодом і анодом. Зменшення міжелектродного відстані веде до зменшення електричного опору, а отже, до місцевого збільшення щільності струму. Останнє в свою чергу обумовлює прискорене осадження міді на дендрит і прискорений його зростання. Що почався ріст дендрита в остаточному підсумку може призвести до короткого замикання між катодом і анодом. При наявності дендритів сильно розвинена поверхня катода утримує велику кількість електроліту і погано промивається, що не тільки погіршує якість товарних катодів, але й може викликати шлюб катодного міді за складом. Одне з пояснень механізму дії поверхнево-активних речовин полягає в тому, що вони адсорбуються на найбільш активних частинах поверхні і при цьому викликають місцеве підвищення електричного опору, що і перешкоджає зростанню дендрита. В результаті поверхня катодів виходить більш рівною, а катодний осад більш щільним. Після вирівнювання катодного поверхні колоїдна добавка десорбуються в електроліт.
Розчини колоїдних добавок безперервно вводять в циркулюючий електроліт. Вид і витрата поверхнево-активних речовин різні для кожного підприємства. Зазвичай застосовують одночасно дві добавки. На 1 т одержуваної катодного міді витрачають 15-40 г клею, 15-20 г желатину, 20-60 г сульфітних лугів або 60-100 г тіосечовини.
Основними вимогами, що пред'являються до електроліту, є його висока електропровідність (низький електричний опір) і чистота. Однак реальні електроліти, крім сульфату міді, сірчаної кислоти, води та необхідних добавок, обов'язково містять розчинені домішки, що містяться до цього в анодного-міді. Поведінка домішок анодного міді при електролітичному рафінуванні визначається їх положенням у ряді напруг. За електрохімічним властивостям домішки можна розділити на чотири групи:
I група - метали більш електронегативний, ніж мідь (Ni, Fe, Zn та ін);
II група - метали, близько стоять у ряді напруг к-міді (As, Sb, Bi);
III група - метали більш електропозитивні, ніж мідь (Au, Ag і платиноїди);
IV група - електрохімічних нейтральні в умовах рафінування міді хімічні сполуки (Cu2S, Cu2Se, Cu2Te, AuTe2, Ag2Te).
Домішки першої групи, що володіють найбільш електронегативний потенціалом, практично повністю переходять в електроліт. Виняток становить лише нікель, близько 5% якого з анода осідає в шлам у вигляді твердого розчину нікелю в міді. Тверді розчини за законом Нернста стають навіть більш електропозитивними, ніж мідь, що і є причиною їх переходу в шлам.
Особливо в порівнянні з перерахованими групами домішок-поводяться свинець і олово, які за електрохімічним властивостей відносяться до домішках I групи, але по своїй поведінці в процесі електролізу можуть бути віднесені до домішок III і IV груп. Свинець і олово утворюють нерозчинні в сернокислом розчині сульфат свинцю PbS04 і метаоловянную кислоту H2SnO3. Електронегативний домішки на катоді в умовах електролізу міді практично не осідають і поступово накопичуються в електроліті. При великій концентрації в електроліті металів першої групи електроліз може істотно почати турбуватися.
Накопичення в електроліті сульфатів заліза, нікелю та цинку знижує концентрацію в електроліті сульфату міді. Крім того, участь електронегативних металів у переносі струму через електроліт посилює концентраційну поляризацію у катода.
Електронегативний метали можуть потрапляти в катодну мідь в основному у вигляді межкристаллических включень. розчину або основних солей, особливо при їх значної концентрації в електроліті. У практиці електролітичного рафінування міді не рекомендується допускати їх концентрацію в розчині понад наступних значень, г / л: 20 Ni; 25 Zn; 5 Fe.
Домішки II групи (As, Sb, Bi), які мають близькі до міді електродні потенціали, є найбільш шкідливими з точки зору можливості забруднення катода. Будучи кілька більш електронегативними в порівнянні з міддю, вони повністю розчиняються на аноді з утворенням відповідних сульфатів, які накопичуються в електроліті. Однак сульфати цих домішок нестійкі і в значній мірі піддаються гідролізу, утворюючи основні солі (Sb і Bi) або миш'яковисті кислоту (As). Основні солі сурми утворюють плаваючі в електроліті пластівці драглисті опадів («плавучий» шлам), які захоплюють частково і миш'як.
У катодні опади домішки миш'яку, сурми

Сторінки: 1 2 3
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар