ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Электролиз водных растворов из "Порошковая металлургия Изд.2 " В настоящее время электролизом получают порошки меди, серебра, железа, цинка, никеля, кадмия, свинца, олова, сурьмы и некоторых редких металлов, а также и их сплавов. [c.129] Электролитическое получение порошков заключается Б разложении водных растворов соединений выделяемого металла или расплавленных солей при пропускании через них постоянного электрического тока. Сущность электроосаждения металлов состоит в разряде металлических ионов на катоде Ме - - пе—(рис. 40). [c.129] НИИ металлов зависит как от индивидуальных особенностей металлов, так и от состава раствора и условий электролиза. Некоторые металлы, например,никель, цинк, кобальт, образуют равномерные плотные мелкозернистые осадки почти независимо от природы электролита. Другие, например серебро, кадмий, растут в виде отдельных сильно разветвляющихся кристаллов при электролизе растворов простых солей, в то время как из растворов комплексных цианистых солей эти металлы выделяются в виде совершенно ровного гладкого слоя. Большое влияние на качество получаемых осадков оказывают концентрация, температура, плотность тока и перемешивание электролита. [c.129] В зависимости от условий электролиза катодные осадки, пригодные для производства порошков, можно подразделить на три группы твердые хрупкие осадки в виде плотных слоев, чешуек или кристаллов, которые затем подвергают размолу губчатые мягкие Осадки рыхлые (черные) осадки. [c.129] Для получения хрупкого осадка используют смазку катода различными веществами или введение в раствор специальных добавок. [c.130] Получение чешуйчатых осадков состоит в том, что на катод слоями попеременно наносят два металла, один из которых представляет подслой. Затем при обработке соответствующими реагентами подслой переходит в раствор, а другой металл остается в виде отдельных чешуек. [c.130] Губчатые мягкие осадки представляют собой скопления отдельных мелких кристалликов, легко поддаю-шихся растиранию. Получению губчатых катодных осадков способствуют сравнительно низкие плотности тока, а также повышение pH раствора, уменьшение концентрации электролита, наличие примесей ионов более электроположительных металлов (например, примесей мышьяка, меди, сурьмы и серебра — в случае выделения цинка) и присутствие некоторых окислителей (перекиси водорода, кислородсодержащего скипидара, нитратов и др.). [c.130] Рыхлые или так называемые черные осадки являются высокодисперсными порошками, получающимися в готовом виде непосредственно в процессе электролиза. Способность к образованию черных осадков наблюдается не только при электролизе водных растворов. В неводных растворах это явление выражено в еще большей степени. Получению рыхлых осадков, как правило, способствует применение высоких плотностей тока и, помимо этого, низких концентраций катионов выделяемого металла, наличие некоторых примесей в электролитах или осаждаемого металла в составе комплексного аниона. [c.130] Однако это положение не является общим. Например, при электролизе комплексных цианистых растворов, в которых концентрация катионов выделяемого металла ничтожно мала, следовало бы ожидать выделения но- рошкообразных осадков, на самом же деле из цианистых ванн порошкообразные осадки не получаются даже при очень высоких плотностях тока и при одновременном выделении водорода с осаждаемыми металлами. [c.131] При выводе этой формулы вследствие незначительности прикатодного слоя пренебрегают изменением его концентрации за счет диффузии, которое необходимо учитывать при установившемся медленном процессе электролиза. [c.133] Между плотностью тока и временем существует гиперболическая зависимость, означающая, что при любой, даже самой большой плотности тока вначале, хотя и незначительное время, должен выделяться плотный осадок. В связи с этим нельзя утверждать, что при данной плотности тока выделяется только рыхлый осадок. [c.133] Условно же можно принять, что если за одну секунду после включения тока начнет выделяться рыхлый осадок, то необходимая для этого плотность тока практически соответствует выделению рыхлого осадка. Для этого случая зависимость плотности тока от концентрации определяется выражением =(1/а)С или = КС. [c.133] Константы для различных солей, как это видно из табл. 4, мало отличаются одна от другой, а для сульфатов они вообще одинаковы. Это дает возможность для грубых ориентировочных определений предела выделения плотных осадков любых солей пользоваться константой (0,2 К) сульфатов. [c.134] Как следует из предыдущих рассуждений, переходйай зона отвечает появлению рыхлого осадка в интервале времени 1—25 с. Из этого же графика следует, что в отличие от плотных осадков рыхлые получаются из менее концентрированных растворов. Если повысить концентрацию, то соответственно расширится область плотных осадков и, наоборот, при снижении концентрации область рыхлых осадков расширяется. [c.135] Важным является то обстоятельство, что повышение концентрации электролита в пределах значений, соответствующих выделению рыхлых осадков, вызывает увеличение скорости роста кристаллов, т. е. осадок получается более крупнозернистым. [c.135] Б практике почти никогда не встречаются металлические порошки с частицами одинакового размера, всегда наблюдается набор зерен, различных по величине, с преобладанием той или иной фракции. [c.135] Поэтому очень важно знать влияние основных условий электролиза на гранулометрический состав получающихся порошков. [c.135] Установлено, что при прочих равных условиях между снижением размера частиц и увеличением плотности тока существует прямая зависимость. [c.135] Температура электролита также влияет на процесс электролиза. Очевидно, повышение температуры вызывает возрастание концентрации ионов у катода, что в свою очередь содействует получению плотных осадков. [c.135] Следовательно, для получения рыхлых осадков нужно пользоваться относительно низкими температурами. [c.136] Вернуться к основной статье