ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электрохимические методы очистки из "Защита водоемов от загрязнений сточными водами предприятий черной металлургии " Таким образом, процессы на катоде в основном определяются составом раствора. На процессы, протекающие на аноде, кроме состава электролита, влияет материал, из которого сделан анод, так как характер окислительных процессов резко изменяется. [c.135] Эти реакции аналогичны кислотному травлению и противоположны процессам (32), (33), протекающим на катоде. Применяются они при электрохимическом анодном травлении. [c.135] Перечисленные явления зависят от концентрации электролита, температуры, гидродинамики потоков, материала электродов, разности потенциалов, частоты тока и Других условий. Изменяя условия и используя закономерность протекания различных электрохимических процессов, можно использовать их и для травления металла (катодное, анодное, биполярное) и для разделения системы вода—соли (кислота, щелочь). [c.136] Наибольшее распространение в практике очистки сточных и природных вод нашли электролиз и электродиализ. [c.136] В промышленности применяют несколько способов электролиза для регенерации кислот н извлечения металлов простой электролиз без мембран с пористой нейтральной мембраной с селективными ионоактивными мембранами. [c.136] Во всех случаях на электродах протекают описанные выше процессы, но вследствие различия в перемешивании и в переносе ионов общий эффект неодинаков. [c.136] Способ электролиза для получения электролитического железа без разделения раствора перегородкой разработан в ФРГ [ИЗ]. Расход электроэнергии достигает 6500 кВт-ч на 1 т металла. Поэтому этот метод экономически невыгодный. [c.136] Бездиафрагменный электролиз может найти применение для извлечения из растворов более ценных, чем железо, металлов, например никеля [71], или при осаждении железа из растворов нейтрального травления, где ниже кислотность и больший выход по току. [c.136] Катионитовая селективная мембрана, как и катионит, содержит группы атомов с фиксированным отрицательным зарядом. Вследствие отталкивания этих атомов через мембрану не могут проходить анионы (хлорид, сульфат, нитрат, ОН-ионы), имеющие отрицательный заряд. Положительные катионы (натрий, калий, кальций, железо и др.), наоборот, входят в капиллярные поры катионитовой пленки и под действием электрического тока перемещаются к катоду. [c.136] Анионитовые мембраны имеют противоположный заряд и аналогично пропускают анионы. Существуют также биполярные мембраны, одна поверхность которых обладает свойствами катионитовой, а другая — анионитовой мембраны. Такая мембрана, помещенная между электродами. Генерирует водородные и гидроксильные ионы и может применяться отдельно либо в сочетании с катионитовыми и анионитовыми мембранами. [c.136] Мембранные процессы при электродиализе подчиняются за- конам ионного равновесия. Эффективность метода снижается из-за сопутствующих процессов мембранной поляризации, обратной диф фузии электролита, переноса воды за счет осмотических явлений и др. Несмотря на сложность процесса, разработана его математическая модель, позволяющая оптимизировать основные параметры электродиализа [122]. [c.136] Во ВНИИводгео разработана регенерация сернокислого ОТР с получением металлического железа в двухкамерной ванне с анионитовой мембраной (рис. 69), свинцовыми анодами и стальными катодами. При. испытаниях удалось регенерировать до 80—90% серной кислоты, расход электроэнергии составлял 1000— 1200 кВт-ч/м [124]. [c.137] Предложено применение трехкамерных электродиализаторов [125], в которых ОТР также направляют в катодную камеру. В таких ваннах вследствие применения катионитовой мембраны можно регенерировать не только сернокислые, но и солянокислые, а также смешанные растворы. [c.137] В ФРГ разработана установка [72] с последовательным расположением секций производительность ее 0,5 м /ч. Из ОТР, проходящего через катионитовые камеры, на подвижной катодной ленте выделяется железо, а затем, когда обедненный раствор поступает в межмембранные промежутки, он обогащается ионами водорода, поступающими через анионитовые мембраны. [c.137] Разработаны способы регенерации растворов хромовокислого анодирования и нанесения гальванических хромовых покрытий, растворов электрополировки, содержащих смесь серной и фосфорной кислот, а также смесь серной, фосфорной и хромовой кислот [124]. [c.137] Во всех случаях при электродиализе катионы переходят в катодную камеру, частично восстанавливаются [см. реакции (32— 35)]. Вследствие подщелачивания среды гидроокись хрома может выпасть в осадок. Хром частично окисляется на аноде и вызывает осложнение протекания процесса. [c.137] Электродиализ используется также и для регенерации щелочи из отработанных щелочных растворов. [c.137] В промышленном масштабе электродиализ применяется для опреснения воды. Схемы опреснительных электродиализных установок, которые можно использовать и для концентрирования пролшвных вод травильных отделений или отделений гальванопокрытий, приведены на рис. 70 [123]. [c.138] Теоретически энергозатраты при электродиализе в соответствии с законом Фарадея расходуются только на преодоление сопротивления перегородки (в данном случае оно определяется мембранным потенциалом). Практически на эффективность метода влияют неполная селективность мембран, возрастающая со временем, электродное перенапряжение, омические электропотери и др. По расчетам, стоимость опреснения составляет 8—20 коп/м при исходном солесодержании 5 г/л. [c.138] Вернуться к основной статье