Соиск. Борисенко В.В., проф. Рутковский А.Л.

Кафедра теории и автоматизации  металлургических процессов и печей.

Северо-Кавказский государственный технологический университет

Исследованы возможности получения чистого катодного осадка в процессе электролитического рафинирования висмутистого свинца в кремнефтористоводородном электролите.

В процессе электролитического рафинирования висмутистого свинца на поверхности растворяющегося анода остаётся пористый слой анодного шлама. По мере его увеличения происходит загрязнение катодного осадка примесями электроположительных металлов или механическим распылением шлама в электролите и переносом его на катод.

При промышленном электролизе в серию включается последовательно несколько десятков электролизных ванн, действующих при постоянной токовой нагрузке и постоянном напряжении на всей серии ванн. Для ванн серии установлен цикл действия определённой длительности: от момента загрузки ванн новыми анодами до разгрузки из ванн анодных остатков и подготовки ванны к загрузке следующих анодов [1]. Поскольку величина напряжения на ванне существенно увеличивается по мере растворения анодов и накопления шлама, для сохранения постоянной силы тока и общего напряжения серии необходимо равномерно распределить во времени начало циклов работы всех ванн серии. При такой организации работы получение катодного металла заданной чистоты сильно лимитирует производительность электролиза, поскольку в конце цикла увеличивается переход в раствор электроположительных примесей, накапливающихся в шламе.

Недостаток описанной организации работы состоит в том, что все аноды ванн работают при неизменной токовой нагрузке, которая не должна быть в конце цикла выше определённого предела, обеспечивающего минимально допустимый перевод примесей в раствор.

Исследованиями процесса очистки свинца от висмута [2] установлено, что для получения чистого катодного свинца марки С0 по висмуту необходимо иметь падение напряжения в слое шлама не выше 200 – 250 мВ. Для соблюдения этого условия технологию электролиза следует организовать таким образом, чтобы сила тока ванны постоянно снижалась к концу процесса.

Снижение силы тока в промышленной ванне трудно осуществимо, однако возможны организационные мероприятия, препятствующие увеличению перепада напряжений в слое анодного шлама выше допустимого предела. На практике одним из мероприятий, способствующих получению сравнительно чистого катодного осадка, является очистка анода от накопившегося шлама с возвратом анодов в ванну. Другим – смена анодов ванны в два, три приёма. Вышеперечисленные способы связаны с большими дополнительными затратами при выработке анодов не больше 60 -. Предложенная нами организация работы предполагает замену части анодов без необходимости промежуточной очистки анодов от шлама.

Вновь установленные аноды, не имеющие слоя шлама, будут работать при большей силе тока, чем старые аноды с накопившимся слоем шлама. Этим достигается нужное перераспределение тока между анодами при неизменной силе тока ванны.

Для уточнения предложенного режима работы ванны были поставлены две серии лабораторных опытов со сплавами свинца марки С0 и висмутом марки ВИ-1. Электролиз проводили в ванне из органического стекла, куда помещали 3 анода и 4 катода из свинцовой фольги. ............