Цементатор

Заращивание на необходимую толщину частиц, закрепленных на поверхности изделия в одной ванне, производится в другой ванне. Лучшим цементатором частиц алмаза является никель. Усилие отрыва из последнего обычно в 1,5—2 раза больше, чем из меди или хрома, и [c.143]

Этот процесс ведется при весьма высоких температурах, особенно если для его осуществления выбран твердый цементатор (тонко-измельченный порошок чистого хрома или феррохрома). [c.364]

В настоящее время свыше 80 % мирового производства никеля и цинка и 10 % меди получают с использованием процессов цементации. Цементация как технологический процесс обладает рядом достоинств, из которых наиболее существенными являются 1) высокие скорости процесса 2) простота аппаратурного оформления 3) отсутствие загрязнения технологических растворов при их очистке от примесей. Высокую производительность процессов цементации можно проиллюстрировать на примере реакторов с кипящим слоем частиц металла-цементатора, используемых для очистки никелевых растворов от меди. Так, в реакторе одного из заводов за 0,24 ч из раствора осаждается около 330 кг меди. Сила тока в эквивалентном электролизере, необходимая для получения той же производительности по меди, составила бы свыше 1 10 А при условии полного использования тока в процессе. [c.3]

В данной книге впервые в отечественной и зарубежной литературе систематизированы и обобщены сведения о теорий и практике сложных электрохимических процессов цементации. Книга состоит из трех глав. Гл. I посвящена влиянию различных факторов (температуры, состава раствора, гидродинамического режима, состава металла-цементатора и др.) на скорость и полноту протекания процессов цементации. В гл. II приведены примеры практического применения процессов цементации и их аппаратурное оформление. В гл. III рассматриваются вопросы интенсификации процессов цементации в нестационарных силовых полях (акустических, электромагнитных) — нового перспективного направления в технологии получения цветных и редких металлов. [c.3]

ПРИРОДА И СОСТАВ МЕТАЛЛА-ЦЕМЕНТАТОРА [c.12]

При выборе металла-цементатора исходят прежде всего из положения его в ряду напряжений, а также его технологичности и стоимости. Так, при очистке растворов от примесей этот вопрос решается однозначно -в качестве металла-цементатора берут металл, одноименный с главным металлом очищаемого раствора. Для цинковых растворов, например, таким металлом является цинк, никелевых — никель, марганцевых — марганец и др. [c.12]

При небольшой величине э.д.с. в сочетании со значительным перенапряжением процесса ионизации металл-цементатора плотность тока оказывается низкой, а цементные осадки — плотными, малопористыми. В результате этого сопротивление электролита в порах цементного осадка становится главным лимитирующим фактором в процессе цементации. Образование подобных осадков чаще всего наблюдается на железе, никеле и кобальте (см. рис.1, д). Осадки на поверхности более активных металлов (цинк, марганец, алюминий) получаются рыхлыми. При этом осаждение металла сопровождается выделением водорода, который способствует разрыхлению осадка, а иногда и отслаиванию его от поверхности металла-цементатора. [c.13]

Выше было показано (см. рис. 1, а), что при цементации меди частицами железа радиус внутренней поверхности сферы, образованной цементным осадком, равен радиусу исходной частицы металла-цементатора. [c.14]

Правильнее было бы выражать активность порошков (с учетом расположения металла в ряду напряжений) через константу скорости цементации в стандартных условиях (концентрация, температура, скорость перемешивания), отнесенную к единице поверхности порошка. Активность порошков в известной мере определяется также их биографией . Так, например, активность никелевых порошков зависит не только от температуры и продолжительности восстановления закиси никеля до металла, но и от температуры и продолжительности окисления сульфида никеля до закиси. Более подробные сведения об активности конкретных порошков металла-цементатора приведены в гл. П. [c.16]

Концентрация осаждаемого металла в растворе наряду с природой металла-цементатора является одним из главных факторов, определяющих скорость цементации. Из уравнения (10) следует, что скорость [c.16]

Рис. 19. Схема цементационного элемента в условиях внутреннего электролиз А - анод из металла-цементатора - катодные участки на поверхности анода

Дня гетерогенной реакции ко = к о S, тт S - действующая поверх ность твердой фазы (металла-цементатора). [c.36]

Цементация нередко сопровождается протеканием побочных процессов, снижающих в целом ее скорость. Одним их таких процессов является вьщеление водорода при цементации металлов в водных растворах. Оно начинается при достижении потенциала разряда его ионов с учетом перенапряжения. Поскольку выделение водорода является процессом конкурирующим, то оно ведет к увеличению расхода металла-цементатора. Иногда это явление используют как средство контроля кинетики цементации в интегральных реакторах. [c.38]

Обе эти реакции особенно опасны, когда начинают протекать на фильтрах, отделяющих цементные осадки от очищенного раствора. Практической мерой, предотвращающей обратное растворение цементных осадков, является добавка в растворы перед фильтрацией некоторого количества металла-цементатора, играющего роль защитного металла. В рассматриваемом случае защитным металлом для кадмия будет являться металлический цинк, содержание которого в медно-кадмиевых кеках, по данным практики, должно быть не менее 10 %. [c.39]

Имеется значительное число работ, подтверждающих первый порядок процессов цементации. Особенно это касается процессов цементации металлов из разбавленных растворов либо процессов, связанных с участием металла-цементатора большой активности, например цинка. Вместе с тем имеется немало экспериментальных данных, не подчиняющихся закономерностям реакции первого порядка. Одним из признаков неадекватности уравнений (57) и (58) экспериментальным данным является нелинейная связь между In Сит (рис. 24). При этом могут наблюдаться отклонения от закономерностей реакции первого порядка как в отрицательную сторону (кривая 3, рис. 24), так и в положительную (кривая I). [c.41]

О роли природы металла-цементатора на кинетику процессов цементации было сказано в гл. I. Для цементации меди на практике чаще всего используют консервную жесть в виде отходов фабрик либо консервный лом, с поверхности которого предварительно удалено олово. Удаление олова производят путем растворения его в щелочи или нагревом до 400 - 600°С. Наиболее активным осадителем меди является губчатое железо, получаемое восстановлением окислов железа. Хорошее сырье для получения губчатого железа — пиритные огарки. Восстановление огарков можно вести как твердым, так и газообразным восстановителем, причем использование газа более предпочтительно, так как позволяет получать железо с высокой цементационной активностью. Восстановлению пиритных огарков твердым восстановителем посвящены работы [ 25, 95 - 98]. В этих работах восстановление рекомендуют производить при температурах не выше 900°С во избежание спекания губчатого железа и снижения его активности. [c.47]

Главными требованиями, предъявляемыми к аппаратуре для цементации (цементаторам), являются высокая производительность единичного аппарата по раствору при условии обеспечения необходимой степени осаждения из него металла, низкие трудовые и энергетические затраты, минимальные затраты по переделу (цеху). [c.76]

Из уравнения (57) следует, что остаточная концентрация извлекаемого металла зависит от величины удельной поверхности металла-цемента-тора в реакторе (5/Г), константы скорости (А ) и времени (т). Для реактора непрерьшного действия в качестве удельной поверхности метал-ла-цементатора можно принять отношение суммарной поверхности металла к производительности реактора по раствору 5уд = 5 т/Г = 5/v i (здесь V1 - производительность реактора, м /с). [c.76]

V 2 - линейная ая скорость движения раствора относительно частиц металла-цементатора, м/с. [c.76]

Уравнение (114) в общем виде выражает связь содержания извлекаемого металла в отходящем из реактора растворе с величиной площади поверхности металла-цементатора, производительностью реактора по раствору и интенсивностью перемешивания частиц в растворе.. Оно может быть использовано в первом приближении как критерий при выборе ап- [c.76]

Шаровые мельницы-цементаторы [c.79]

Основные образцы из сталей марок 10, 45, УХ, У10, 40Х, 35ХМЮА и ХГ. Состав цементатора 60% феррохрома, 35% белой глины и 5 /о соляной кислоты (уд. в. 1.19). Химический состав феррохрома С 0.427о, Сг 67.15"% остальное Ре. Состав глины А120а 39.7"/о1 8102 36.0%, РеаОз 1.6"/ . [c.366]

Сейчас уже трудно сказать, кто и когда впервые открыл явление цементации. Скорее всего это произошло на примере вытеснения меди из ее растворов железом - явления эффективного, но не такого простого, каким оно кажется вначале. Древние алхимики процесс цементации называли трансмутацией. Начало исследований по цементации благородных металлов цинком относят к первой половине Х1Хв. [ 5,6]. Так, в августе 1843 г. в журнале Отечественные записки была помещена статья А.Ф.Грекова с сообщением о разработанном им способе . .. золочения, серебрения и платинирования электрохимическим путем без гальванического снаряда или батарей . В частности, в статье отмечалось, что цинковая пластина, опущенная в цианистый раствор золота, покрывалась слоем металлического золота. Позднее, в 1865 г., Н.Н.Бекетов, предложивший впервые ряд напряжений металлов, заложил научные основы электрохимической природы процессов цементации. В настоящее время наиболее распространенной является коррозионная модель процесса цементации [ 7-10]. Согласно этой теории, процесс цементации рассматривают как аналог короткозамкнутого коррозионного гальванического элемента, при работе которого анодные участки металла растворяются, а на катодных участках происходит разряд ионов извлекаемого металла. На рис. 1 показаны два варианта структуры цементационных элементов для различных металлов-цементаторов, отличающихся друг от друга активностью. Так, например, в процессе цементации меди железом происходит растворение железа на анодных участках и осаждение меди на катодных участках. При этом масса и размер частиц металла-цементатора уменьшаются, а толщина слоя меди увеличивается. [c.4]

Режим предельного тока в процессах цементации наблюдается наиболее часто, режим сверхпредельного тока соответствует совместному выделению металла и водорода и наблюдается при низкой концентрации осаждаемого металла в растворе либо при больщой активности металла-цементатора (левее цинка в ряду напряжений). Максимальное [c.8]

При естественной конвекции на поверхность вертикальной пластины из метапла-цементатора [ 14] [c.11]

На практике в качестве металла-цементатора нередко используют сплавы. Чаще всего они состоят из твердых растворов металла-примеси в металле-цементаторе. При этом стандартный потенциал примеси может быть положительнее (например, медь в никеле) либо отрицательнее стандартного потенциала металла-цементатора (например, марганец в ШШке). Потенциал сплава является функцией концентрации в нем при меси, причем примеси с более положительным потенциалом сдвигают потенциал сплава в положительную сторону, а металлы с отрицательным потенциалом - в отрицательную. Зависимость потенциала сплавов на никелевой основе от концентрации в них меди и марганца, а также температуры и pH раствора исследована в работе [13]. Раствор имел следующий состав, кг/м 200 NiS04 7Н2 О 40 Na2 SO4 20 Н3ВО3. Математическая обработка указанных экспериментальных данных позволила получить следующие уравнения регрессии (обработка наша) [c.13]

Из уравнений (19) и (20) следует, что если марганец смещает потенциал сплава в отрицательную сторону при любых содержаниях его в сплаве, то при содержании меди более 4,45 % сплав меняет свой знак с отрицательного на положительный. В работе [ 19] показано, что никель, содержащий 15 % Си, практически не цементирует медь даже в хлористых растворах. Из уравнешм (22) следует, что увеличение температуры раствора существенно смещает потенциал сплава в отрицательную сторону. В отдельных случаях в состав металла-цементатора вводят примеси, являющиеся деполяризаторами для ионов, разряд которых протекает с химической поляризацией. Так, при цементационной очистке цинковых растворов от кобальта цинком такими деполяризаторами являются мьпиьяк, сурьма и свинец . [c.14]

Нередко окислы на поверхности металла-цементатора являются причиной образования плотных малопористых цементных осадков. При значительной величине сопротивления пленки окислов (Лок на рис. сила тока в цементационном элементе и соответственно плотность тока на катодных участках его становятся настолько малыми, что процесс разряда ионов начинает идти в режиме допредельного тока, а образующиеся осадки являются плотными, малопористыми. Пленки окислов на поверхности некоторых металлов оказываются настолько плотными и прочными, что такие металлы, несмотря на наличие у них электроотрицательного потенциала, практически совсем не вытесняют более положительные металлы из их растворов. Так, например, алюминий,может Длительное время находаться при комнатной температуре в нейтральном или слабокислом растворе медного купороса без изменений. Еще большей стойкостью обладают окислы на поверхности титана. [c.15]

Активность металла-цементатора является одной из его важнейших технологических характеристик. В литературе имеется различный подход к понятию активности металла-цементатора. Так, в работе [ 24] за активность цинковой пыли принимают количество железа, которое может восстановить определенная навеска пыли в растворе железоаммонийных (окисных) квасцов. В работе [ 25] активностьгубчатого железа определяли по количеству меди, которое может вытеснить определенная навеска порошка из раствора. В работе [ 26] предложена следующая формула для определения коэффициента использования никелевого порошка [c.16]

Пористость цементных осадков определяли двумя методами методом искусственной коррозии и методом повторной цементации [ 30]. Искусственную коррозию осуществляли путем наложения на железную пластину с цементной медью фильтровальной бумаги, пропитанной раствором КзРе ( N)e + Na l [ 32]. Количественной характеристикой пористости цементного осадка в этом случае служило число пятен турнбу-левой сини на поверхности бумаги. Метод повторной цементации заключается в вытеснении меди из стандартного раствора металпом-цементато-ром, на поверхности которого уже имеется слой цементной меди, полученной при первичной цементации в исследуемом растворе. Скорость повторной цементации при постоянном значении количества цементной меди на единице поверхности металла-цементатора пропорциональна пористости цементного осадка. [c.19]

При pH = 2,5 -ь 3,0 возможно выпадение основных солей Fe (III), которые могут пассивировать поверхность мегалла-цементатора и снижать скорость цементации. Отрицательная роль ионов Fe (III) показана в работах [ 39, 47, 48]. Вместе с тем известно [ 49], что цементация меди железом может протекать с достаточно большой скоростью в растворах со значительной концентрацией ионов Fe (III). В одном из патентов добавка Fe l 3 в раствор увеличивает извлечение меди и никеля цементацией их цинковой или алюминиевой стружкой. По-видимому, положи- [c.24]

В работах [ 54, 55] исследовано влияние серной и соляной кислот на кинетику цементации меди и серебра железом в широком диапазоне концентраций (О - 500 кг/м H2SO4 0-80 кг/м НС1). Как для серной, так и для соляной кислот максимум скорости цементации наблюдали в диапазоне концентраций 7 - 10 кг/м (рис. 15). Авторы указанных работ объясняют отрицательное влияние кислоты при высоких ее концентрациях попутным вьщелением водорода, который блокирует поверхность металла-цементатора. Из приведенных данных трудно сделать обобщающие выводы о роли кислоты в процессе цементации, так как исследования в большинстве случаев были проведены для частных значений концентраций меди в растворах, сильное влияние которой было показано выше. Результаты планируемого эксперимента по выяснению совместного влияния меди и серной кислоты на кинетику цементации были приведены выше [ см. уравнение 25]. [c.25]

Имеется ряд причин, обусловливающих псевдокинетический режим процессов цементации. Одна из них - зависимость структуры цементных осадков и их пористости от температуры. Чем выше температура раствора, тем более пористым является цементный осадок. Другой причиной является наличие окисных пленок на поверхности металла-цементатора, скорость растворения которых является нелинейной функцией температуры. При изучении процессов цементации металлов в ультразвуковом поле было установлено, что на процесс выделения металла накладывается процесс вьщеления водорода, скорость которого является сложной Функцией температуры раствора, интенсивности ультразвука и состоя- [c.33]

Попытки получить методами цементации металлические порошки с необходимыми физико-химическими свойствами предпринимали неоднократно. Наибольшее число работ посвящено получению медных порошков. Так, была изучена [ 112] зависимость состава и физических свойств медных порошков, получаемых цементацией железом, от состава раствора, температуры и способа цементации. Наилучшие результаты бьши получены в растворах, кг/м 4 - 7 Си < 12Fe <7Н 2SO4 при непрерывном осаждении меди в барабанном цементаторе чистым железом. Очистку порошка от железа проводили доработкой его в растворах с содержанием меди 20 кг/м при pH = 1,8 2,5 и г = 50°С. Наиболее чистый порошок имел содержание меди 99,8 %. Получению медных порошков цементацией железом посвящены также работы [ 40, с. 34 60, с. 4, 113 - 115]. Было установлено, что дисперсность получаемых порошков тем выше, чем отрицательнее значение стандартного потенциала металла-цвментатора, чем ниже концентрация меди и серной кислоты в растворе и чем выше температура. На дисперсность порошков и их физические свойства существенное влияние оказывают ПАВ. Присутствие иона хио-ра в растворах приводит к образованию губчатых некачественных порошков [ 39]. В работе [ 116] получение медных порошков цементацией проводили в ультразвуковом поле. Получению медных порошков цементацией цинком посвящены работы [ 117 - 119]. В них показана возможность получения кондиционных порошков. Следует отметить, что получение порошков с заданными свойствами способом цементации является задачей весьма сложной. При ее решении исследователь сталкивается зачастую с непреодолимыми препятствиями, легко устранимыми при электролитическом способе получения порошков. По этой причине цементационные способы получения порошков пока не нашли широкого применения в промышленности. [c.49]

Из уравнений (104) и рис. 29 следует, что при постоянной температуре увеличение pH вызывает вначале рост степени превращения кобальта, а затем снижение его. При pH < 3,92 снижение степени превращения кобальта, по-видимому, связано с увеличением скорости конкурирующего процесса разряда ионов водорода. При pH > 3,92 замедление процесса осаждения кобальта связано с процессами образования гидратных пленок на поверхности частиц металла-цементатора. Влияние температуры на степень превращения кобальта также является экстремальным. При t < 73,3°С степень превращения кобальта растет с увеличением температуры, а при t > 73,3 С - падает. Последнее обстоятельство, по-видимому, связано с увеличением скорости обратного растворения кобальта при высоких температурах. Следует также учитьшать и тот факт, что закономерности процессов деполяризации разряда ионов кобальта и водорода при повьпыенных температурах являются разными. [c.64]

Аппараты колонного типа представляют собой вертикальные трубы, колонны, шахты, в которых находится металл-цементатор, через слой которого пропускают раствор. В одаом из патентов цементацию висмута предлагают проводить в вертикальной трубе высотой 2,0 м и диаметром 0,1 м, в которую помещают 28 кг стальной стружки. Сбоку в трубу подают воздух, при барботаже которого осадок висмута сдирается с поверхности железа. В другом из патентов также предлагают колонный цементатор (два или более последовательно соединенных), в котором цементацию металлов осуществляют цинковой пылью, смешанной с клеем и нанесенной на поверхность керамики или кварцевого песка. Вертикальная шахта с высотой столба железного скрапа 19,8 м обеспечивает время контакта 40 - 50 мин и осаждение меди от 2,4 до 0,01 кг/м [ 275]. Предложено устройство, состоящее из вертикальной трубы, на которой смонтированы реакционные камеры, заполненные губчатым железом. Пульпа подается в центральную трубу и проходит все камеры. Предложена также вертикальная башня с железным скрапом, в которую раствор поступает снизу. Цементная медь из башни выгружается также снизу при открывании люка В башню загружают отходы железа, алюминия и магния, которые предварительно активируют раствором соляной кислоты или трихлорэтила для удаления масел с поверхности ме-талла-цементатора. Раствор в башню подают снизу, а цементную медь выгружают эпизодически. [c.78]

Цементаторы барабанного типа являются довольно распространенными в практике осаждения меди из рудных растворов. Размеры барабанов диаметр 1 - 3 м, длина 5 - 9 м, число оборотов в минуту 2 - 8. Из патентов, предложенных за последние 5 лет (1974 - 1978 гг.), следует отметить американский патент и патент ФРГ . В первом из них цементацию предлагают проводить в барабане чугунными гранулами диаметром 1,65 м при достаточно большой скорости вращения барабана с тем, чтобы осадок меди с поверхности гранул в процессе цементации сдирался. Во втором патенте цементацию предлагают вести в барабане кусками железа. Барабан встряхивают с помощью вибропривода. При этом осадок меди отделяется от железа и вьшосится раствором из барабана. Расчет размеров барабанных цементаторов приведен в работе [ 276]. Для расчета кри- [c.78]

Пульсационные цеменгаторы представляют собой аппараты колонного типа, в которых раствор пульсирует, как в отсадочных машинах. Раз[и-ботаны конструкщ1Я и принщт работы пульсационного цементатора, в котором осуществляется очистка цинковых растворов от меди, кадмия и таллия цинковыми гранулами. Сделан вывод [ 277], что максимальная скорость движения раствора относительно твердых частиц может быть достигнута лишь в аппаратах с вертикальными пульсациями, переменными по направлению и скорости. Показано [ 278], что наибольшая скорость цементации наблюдается в пульсационной колонне. Схематически пульсационный цементатор изображен на рис. 32. [c.79]

Шаровые мельницы являются эффективным аппаратом для цементации. Главное преимущество их заключается в постоянном обновлении поверхности частиц металла-цементатора в процессе цементации. Кроме того, как было указано в гл. I, процесс цементации в шаровой мельнице интенсифицируется еще и за счет механо-химического (трибогальванического) эффекта, возникающего при разрушении частиц металла или их деформации. В одном из патентов цементацию предлагают проводить в шаровой мельнице порошковым металлом-цементатором. Цементацию ртути стальной или чугунной стружкой в шаровой мельнице предлагают вести в другом патенте Главным недостатком шаровых мельниц-це-ментаторов является большой расход энергии. [c.79]

Вибрационные цементаторы представляют собой емкости с вибропереме. шивающим органом - вертикальным штоком (штоками), на который насажены перфорированные диски (рис. 33). Оптимальное соотношение между диаметрами диска и корпуса аппарата, обеспечивающее интенсивное перемешивание, составляет 0,3 - 0,4 [ 281]. В настоящее время раз-работаны и эксплуатируются виброагитаторы с полезным объемом 20 с тремя электромагнитными виброприводами [281]. Технологическая эффективность виброцементато юв приведена в гл.111. Недостатком виб- [c.80]

Реакторы-цементаторы с затопленными турбулентными струями были впервые предложены И.И. Дэлиевым. Конструкция цементаторов поз- [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...