Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Электролитическое рафинированиеАнодная медь содержит 99,4—99,6% Сu; остальное приходится на долю оставшихся после огневого рафинирования примесей, включая золото, серебро, селен и теллур. В среднем в 1 т анодной меди содержится 30—100 г золота и до 1000 г серебра. Такую медь обязательно подвергают рафинированию методом электролиза. В процессе электролитического рафинирования решаются две основные задачи: глубокая очистка меди от примесей и попутное извлечение сопутствующих меди ценных компонентов. Согласно ГОСТ 859—66 высшая марка электролитной меди МО должна содержать не более 0,04 % примесей, в том числе не более 0,02 % кислорода, а остальные 0,02 % приходятся на долю девяти регламентируемых примесей. Сущность электролитического рафинирования меди заключается в том, что литые аноды и тонкие матрицы из электролитной меди - катоды попеременно навешивают в электролитную ванну, заполненную электролитом, и через эту систему пропускают постоянный ток . Электролит — водный раствор сульфата меди (160— 200 г/л) и серной кислоты (135—200 г/л) с примесями и коллоидными добавками, расход которых составляет 50— 60 г/т Сu. Чаще всего в качестве коллоидных добавок (ПАВ) используют столярный клей и тиомочевину. Они вводятся для улучшения качества (структуры) катодных осадков, делая их более плотными. Механизм электролитического рафинирования меди, включает следующие элементарные стадии: 1) электрохимическое растворение меди на аноде с отрывом электронов и образованием катиона: Сu—2e=Cu2+; 2) перенос катиона через слой электролита к поверхности катода; 3) электрохимическое восстановление катиона меди на катоде: Cu2+2e=Cu; 4) внедрение образовавшегося атома меди в кристаллическую решетку катода (рост катодного осадка). При электролитическом рафинировании меди чаще всего работают при плотности тока 240—300 А/м2. Следует отметить, что использование особых режимов электролиза (реверсивный ток, системы циркуляции электролита и др.) уже сейчас позволяет довести плотность тока до 400— 500 А/м2 и более. На практике выход основного металла на катоде всегда ниже теоретического. Отношение массы фактически выделившегося металла к его теоретическому количеству, которое должно было бы выделиться по закону Фарадея, называют выходом по току. Для электролитического рафинирования применяют железобетонные ванны ящичного типа, имеющие в плане удлиненное прямоугольное сечение. Для повышения коррозионной стойкости ванн против воздействия сернокислого электролита внутреннюю часть ванн облицовывают винипластом, стеклопластиком, полипропиленом, кислотоупорным бетоном и другими кислотостойкими материалами. В настоящее время чаще всего электролитные ванны группируют в блоки по 10—20 ванн, а затем - в серии, состоящие, как правило, из двух блоков. Все электроды в отдельных ваннах - катоды и аноды - включены параллельно, а ток через блоки и серии проходит последовательно. Геометрические размеры ванн зависят от размеров и числа электродов. Современные ванны имеют длину 3,5— 5,5 м, ширину 1—1,1 м и глубину 1,2—1,3 м. Аноды и катоды подвешивают поочередно. При этом число катодов в ванне всегда на один больше, чем анодов, и они имеют увеличенные на 20—30 мм ширину и высоту по сравнению с анодными пластинами. Растворение анода обычно длится 20—30 суток и зависит от его толщины и режима электролиза. Анодные остатки, составляющие 12—18 % первоначальной массы, переплавляют в анодных печах в новые аноды. За время работы анодов производят 2—3 съема катодов. В процессе электролиза электролит загрязняется примесями и обогащается медью. Накопление меди происходит главным образом за счет того, что анодный выход по току меди больше катодного выхода вследствие образования на аноде некоторого незначительного количества ионов Сu+. Обогащению электролита медью способствует также химическое растворение катодной и анодной меди и содержащейся в анодах закиси. Для предупреждения накопления примесей и удаления избытка меди электролит подвергают обновлению (регенерации). Для регенерации часть электролита выводят из ванн. Количество выводимого электролита рассчитывают по предельно допустимой концентрации ведущей примеси, накопление которой идет наиболее быстро. Обычно такой примесью является никель, реже мышьяк. Вывод электролита на регенерацию практически осуществляется во время организации его обязательной непрерывной циркуляции в электролитных ваннах. Помимо частичного обновления электролита, циркуляция должна обеспечивать выравнивание его состава в межэлектродном пространстве. Это обеспечивает получение качественных катодных осадков и снижение расхода электроэнергии. Циркуляция должна обеспечивать смену всего электролита за 3-4 ч. Катодная медь - основной продукт электролиза не Получающиеся при электролитическом рафинировании шламы перерабатывают для извлечения благородных металлов, селена и теллура. Стоимость компонентов шлама окупают в большинстве случаев все затраты на рафинирование меди. Параметры электролиза: плотность тока составляет 250-300 А/м2, выход по току - 95%, напряжения на ваннах – 0,25 – 0,3 В, температура электролита – 50-60 0С, содержание Н2SO4 – 120-150 гр/л, удельный расход эл энергии примерно 230-350 кВт * ч на 1 тонну меди. [5]
Заключение. В данном курсовом предложена и составлена технологическая схема, приведены основные реакции и основные параметры плавки Ванюкова, описано оборудование этого способа. Все полученные результаты представлены в виде материального баланса. Печи для плавки в жидкой ванне используются в цветной металлургии для получения медного штейна не везде из-за относительной новизны процесса. Но в будущем они по праву займут лидирующие позиции среди плавильных печей из-за сравнительной простоты конструкции печи, технологического процесса получения меди на штейн. Печи являются агрегатами непрерывного действия, позволяя производить процесс плавки без излишних остановок. Получаемый штейн является очень качественным и не требует повторной плавки.
Список использованной литературы
1. http://www.ukb4sa4.ru/med.html 2. Уткин Н.И. Металлургия цветных металлов. Учебник для техникумов. М.: Металлургия , 1990. – 448 с. 3. Матвеев Ю.Н., Стрижко В.С. Технология металлургического производства цветных металлов (теория и практика): Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. - 368 с. 4. http://ru.wikipedia.org/ 5. Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья: Учебник для вузов. Челябинск. Металлургия, 1988. - 432 с. 6. Дульнева В.Е., Дергачев Н.М., Перфильева Н.С. Расчеты по технологии производства цветных металлов: Практикум / ГАЦМиЗ. – Красноярск, 2001. – 112 с.
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-09 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |