Цементация ионная

ИОННО-ПЛАЗМЕННАЯ ЦЕМЕНТАЦИЯ ТРУБ [c.242]

Наиболее распространенным способом очистки сточных вод горнодобывающих предприятий от тяжелых металлов является их осаждение в реакционных камерах дозированием в обрабатываемую воду растворов извести, едкого натра и соды. Кислые сточные воды очищают методом цементации с последующей обработкой раствором извести. Применяют также установки, работающие по принципу ионного обмена, электродиализа, дистилляции. [c.25]

Остаточная концентрация ионов металла Me 2 в растворе после цементации его металлом Mei может быть рассчитана, исходя из равенства их потенциалов в реальных растворах с учетом поляризационных явлений [c.7]

Однако в конечном итоге решающее значение в процессах цементации приобретает диффузия разряжающихся ионов к катодным участкам цементационных элементов. Если химическая поляризация довольно легко устраняется путем повышения температуры раствора, то для устранения концентрационной поляризации эта мера воздействия оказывается недостаточной. [c.9]

Рис. 10. Зависимость скорости цементации меди цинком от концентрации цинка в растворе 1) и от ионной силы раствора (2)

Влияние индифферентных ионов на процессы цементации меди железом рассмотрено в работе [39]. При этом показано, что ионы Fe , Ai [c.20]

В работе [ 41] отмечается, что ионы Na" , и при низких концентрациях их в растворе (1,5 - 3,0 кг/м ) способствуют увеличению скорости цементации меди железом. По-видимому, это связано с низкой электропроводностью исходного раствора, которая увеличивается при [c.21]

В работе [ 43] сделана попытка объяснить влияние индифферентных ионов на процессы цементации с позиций электрохимической макрокинетики. Было изучено влияние ионов Li" , Ма, Rb" , s на кинетику процесса цементации меди железом из сульфатных растворов, содержащих 1,0 - 5,0 кг/м Си при pH = 1,1 4,5 и температуре растворов от 20 до 50°С. Концентрацию индифферентных ионов меняли в пределах от [c.21]

На рис. 12 приведена зависимость остаточной концентрации меди при цементации ее железом от ионной силы раствора, содержащего ионы л, Na и Li. В отличие от процесса цементации меди цинком (см. рис. 10) здесь зависимость скорости процесса -уЛТ оказалась нелинейной. Из поляризационных кривых, снятых в растворах, содержащих 5,0 кг/м Сии 0,2 кмоль/м индифферентных ионов при рН= 1,5,следует, что катодная поляризация возрастает в ряду Li" , Na" , Rb" , s (рис. 13). Предельные плотности тока для указанных ионов в условиях естественной конвекции на вертикальном катоде оказались равными 58, 55, 49, 47 и 44 А/м . Предельный ток в растворе, не содержащем индифферентных ионов, составил 68 А/м . [c.22]

Из полученных зкспериментальных данных следует, что ионная сила растворов однозначно не определяет характера влияния индифферентных ионов на кинетику процессов цементации, что важ 1ую роль в зтом играет природа самих ионов. Для количественной оценки влияния природы индифферентных ионов на кинетику цементации предложено использовать козффициент поляризации ионов, являющийся количественной характеристикой деформируемости ионов в злектрическом поле. [c.22]

Рис. 14. Влияние коэффициента поляризации ионов а на относительную пористость цементных осадков П (I), остаточное содержание меди в растворах после цементации = 2,0 т = 30 мин) (2), предельный ток на катоде (3). Концентрация индифферентных ионов 0,2 моль/л

Ции меди в растворе после цементации (кривая 2) от коэффициента поляризации индифферентных ионов. Экспериментальные данные были аппроксимированы следующими уравнениями регрессии [c.23]

Значения i, по данным работы [ 46], составляют для Li" , Na Rb" , s" соответственно 0,03 0,190 0,890 1,490 и 2,550. Цементные осадки, полученные в указанных растворах, существенно отличались друг от друга по внешнему виду. Если в растворе, не содержащем индифферентных ионов, осадок имел темно-бурый цвет и был рыхлым, то в растворах, содержащих индифферентные ионы, осадки имели розовый цвет и были плотными. Исследование осадков на пористость позволило обнаружить связь между природой ионов и пористостью. Из рис. 14 (кривая 1) следует, что относительная пористость осадков цементной меди тем меньше, чем больше коэффициент поляризации индифферентных ионов, на фоне которых протекала цементация, или иначе, остаточная концентрация ионов меди в растворе тем меньше, чем больше пористость осадков. На пористость исследовали цементные осадки, полученные на вращающемся железном диске с площадью 5,0 10 м и скоростью вращения 4,0 об/с. Количество осажденной меди во всех случаях было одним и тем же и составляло 0,01 кг/м . Пористость осадков, полученных в растворе, не содержащем индифферентных ионов, была принята за 100%. [c.24]

Своеобразную роль в процессах цементации играют ионы F е (III), являющиеся, с одной стороны, индифферентными ионами, с другой стороны - ионами, участвующими в катодных процессах непосредственно [c.24]

В работе [56] показано влияние pH на скорость цементации меди на вращающемся железном диске в ацетатных комплексных растворах. Условия опытов были следующими состав раствора, кг/м 110 Zn, 1,0 Си температура 20°С площадь поверхности диска 15,0 10" м скорость вращения 5,5 об/с время цементации 10 мин. При pH = 3,42- 4,80 наблюдается экспоненциальное увеличение скорости цементации с ростом этого показателя. Авторы работы [ 56] объясняют этот факт увеличением концентрации комплексных ионов меди, облегчающих процесс передачи электронов в гальванических микроэлементах. [c.25]

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) по своему влиянию на процессы цементации занимают особое место. Само название ПАВ свидетельствует о том, что активность этих веществ проявляется лишь после адсорбции их на поверхности одной из реагирующих фаз. В данном случае имеется в виду адсорбция ПАВ на поверхности цементационных элементов. В понятие ПАВ входит широкий круг веществ как неорганического, так и органического происхождения. Поверхностно-активными могут быть как ионы, так и недиссоциированные молекулы. Значительная часть индифферентных ионов, рассмотренных выше, обладает поверхностно-активными свойствами. Ингибиторы коррозии также в большинстве случаев относятся к ПАВ. [c.26]

Роль ПАВ в процессах цементации в основном сводится к торможению процесса осаждения металла на катодных участках цементационных элементов. Молекулы или -ионы ПАВ, адсорбируясь на поверхности цементного осадка, создают дополнительное сопротивление в электрической цепи гальванического микроэлемента и снижают, таким образом, величину тока в нем и, следовательно, скорость цементации Поэтому, если главной целью технологии является высокая скорость процесса цементации и максимально возможное извлечение металла из растворов, наличие в них ПАВ является нежелательным. [c.28]

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]

Выше было показано, чт о одной из причин торможения процессов цементации являются индифферентные ионы. Причиной же ускорения процесса может служить изменение величины поверхности катодных участков цементационных элементов во времени. В работе [ 29] было отмечено, что поверхность цементного осадка является тем более развитой, чем ниже концентрация осаждаемого металла в растворе [c.43]

По данным работы [ 120], лимитирующей стадией процесса цементации золота цинком является разряд ионов [ Аи ( N)2] на катодных участках цементационных элементов. Расход цинковой пыли на цементацию составляет 0,015 - 0,05 кг/м раствора и зависит в основном от качества пыли и состава руды. Дня богатых серебряных растворов расход цинковой пыли возрастает до 0,1 - 0,3 кг/м [ 121]. Расход цинковой пыли может быть снижен путем добавки в растворы синтетических водорастворимых полимеров, например солей щелочных металлов ак- [c.49]

В работе [ 123] показана иная роль цианида в процессе цементации золота из цианистых растворов в присутствии значительных количеств меди. Если золото в цианистых растворах находится главным образом в виде комплексного аниона [ Аи ( N)2]", то медь в зависимости от содержания свободного цианида может находиться в растворах в виде следующих анионов [ u( N)2] . [ Си(СМ)з] ". [ u( N)4] ". Стандартные потенциалы разряда зтих ионов приведены в табл. 2. Иначе говоря, путем увеличения концентрации свободного цианида в растворе можно сместить потенциал разряда медных комплексов в отрицательную сторону на 0,1 В. В результате этого медные ионы становятся менее конкурентоспособными в процессе совместного разряда их с ионами золота. В то же время увеличение отрицательного заряда ионов меди ведет к снижению их концентрации в прикатодных участках цементационных элементов и, таким образом, к снижению эффективности образуемого ими энергетического барьера, препятствующего подходу золотых комплексных ионов к катодным участкам. Согласно работе [ 124, с. 257], вредное влияние [c.50]

Контроль глубины цементации производится следующим образом. В цементац ионном ящике просверливают 2—3 отверстия. [c.183]

Как известно, некоторые органические соединения, являясь ингибиторами растворения меди и свинца, замедляют в то же время цементацию ионов этих металлов более отрицательными металла-ми Так, например, фенилуксусная кислота и трибензиламин уменьшают скорость цементации меди металлическим железом из сернокислого раствора. ОП-10, Р-нафтохинолин и некаль замедляют цементацию свинца металлическим цинком из раствора комплексона III. [c.106]

К термодиффузионным способам можно отнести известные разновидности химико-термической обработки — цементацию, азотирование, цианирование и относительно новые — ионное азотирование и карбонитрацию. Общая черта этих процессов — насыщение поверхностных слоев деталей и инструмента различными элементами за счет диффузии из окружающей среды при повышенных температурах с образованием насыщенных твердых растворов и износостойких химических соединений диффундируемого элемента с основным компонентом сплава. [c.11]

Для защиты труб водяного экономайзера Днепроэнерго и Запорожским машиностроительным институтом разработаны метод и оборудование химико-термической обработки (цементация) длинномерных труб. Цементация труб производится в ионно-плазменной установке при атмосферном давлении. Перед цементацией трубы из стали 20 очищаются от коррозии на иглофрезерном станке. После цементации трубы режутся на заго- [c.242]

ТОВ1СИ, а затем подвергаются отжигу при температуре 740—760 в течение 60 мин. Гибку заготовок производят холодным способом на станках. Гибы закаливают с температуры 780—80Р °С с последующим отпуском при температуре 400 в течение 90 мин. Распределение углерода по глубине диффузионного слоя трубы после ионно-плазменной и обычной газовой цементации представлено на рис. 6.1. [c.243]

После ионно-плазменной цементации увеличивается заэвтек-тоидная зона и соответственно сокращается переходная зона диффузионного слоя по сравнению с газовой цементацией. Такое распределение углерода по глубине повыщает износостойкость труб (рис. 6.2). Ионно-плазменная цементация позволяет получить скорость насыщения 40—50 мкм/мин. [c.243]

Химико-термические методы упрочнения поверхности для повышения износостойкости за счет увеличения поверхностной твердости (цементация, азотирование, цианирование, борирование и др. процессы) весьма эффективны для повышения сопротивления абразивному изнашиванию. Для улучшения противозадирных свойств создаются (посредством сульфиди-рования, сульфо-цианирования, селенирования, азотирования) тонкие поверхностные слои, обогащенные химическими соединениями, предотвращающими схватывание и задир при трении.. Большой эффект получается при использовании метода карбонитрации. Широко применяются электрохимические методы нанесения покрытий А1, РЬ, Sn, Ag, Au и др. При восстановлении деталей (в ремонте) используется электролитическое хромирование, никелирование, железнение и др. Значительная часть технологических задач, связанных с необходимостью повышения износостойкости, коррозионной стойкости, жаропрочности, восстановительного ремонта и др. решается при использовании методов металлизации напылением, включающих газоплазменную металлизацию, электродуговую, плазменную, высокочастотную индукционную металлизацию и детонационное напыление покрытий - наносятся металлы и сплавы, оксиды, карбиды, бориды, стекло, фосфор, органические материалы. Плазменное напыление используют для нанесения тугоплавких покрытий окиси алюминия, вольфрама, молибдена, ниобия, интерметаллидов, силицидов, карбидов, боридов и др. Детонационное напыление имеет преимущество в связи с незначительным нагревом покрываемой детали и распыляемых частиц. В последнее время активно развиваются методы нанесения износостойких покрытий в вакууме катодное распыление, термическое напыление, ионное осаждение. В зависимости от реакционной способности газовой среды методы напыления [c.199]

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]

В соответствии с диаграммой на рис.З возможны три режима выделения металла на катодных участках цементационных элементов-р1азряд ионов в режиме допредельного, предельного и сверхпредельного токов. Режим допредельного тока при цементации возможен в случае высокой концентрации разряжающихся ионов, высокой скорости циркуляции раствора и низкого значения э.д.с. гальванического элемента. Все указанные случаи имеют одну общую характерную черту — низкую диффузионную поляризацию на катодных участках. [c.8]

Метод коррозионных диаграмм сыграл большую роль в изучении процессов цементации. Вместе с тем он оказался недостаточно корректным при изучении кинетики процессов цементации. Различие процессов коррозии и цементации прежде всего заключается в величине токов, протекающих в элементах. Плотность тока на катодных участках цементационных элементоэ на несколько порядков превосходит плотность тока в коррозионных элементах. Кроме того, в отличие от коррозионных элементов, работающих в почти стационарном режиме, работа цементационных элементов протекает в условиях нестационарной диффузии разряжающихся ионов к катодным участкам, величина поверхности которых существенно изменяется во времени. На различия процессов коррозии и цементации было указано также в работе [13]. [c.11]

Индифферентные ионы, называемые иначе посторонними ионами, могут оказывать существенное влияние на скорость и результаты процесса цементации. Индифферентными называют ионы, участвующие в переносе электрического тока в растворе, но не принимающие прямого участия в электродных процессах.Качественной характеристикой силы влияния индифферентных ионов на скорость процессов цементации может служить следующий факт добавка в раствор ионов NOj, NOi, IO3 даже в небольших количествах может совершенно прекратить цементацию меди железом из сульфатных растворов. Изучению влияния ионов цинка на скорость цементации кадмия цинком посвящены работы [ 33, 34]. В работах [ 35, 36] показано влияние Na и других ионов на процесс цементации меди и кадмия цинком. Во всех указанных случаях индифферентные ионы оказывают тормозящее действие на процесс цементации. На рис. 10 показана зависимость скорости цементации меди на вращающемся цинковом диске (1,5 10" м , 5,5 об/с) [c.20]

Тормозящее влияние ионов цинка на скорость цементации индия амальгамой цинка показано в работе [37]. При этом установлено, что хлористый натрий устраняет вредное влияние ионов цинка. В работе [ 38] исследовано влияние целого ряда катионов и анионов на кинетику цементации индия амальгамой цинка [ 1 % (по массе) ] из перхйоратных растворов, содержащих 1 М H IO4 и 0,01 М In. Анионы и катионы ранжировали по их тормозящему действию на скорость цементации. Сделано предположение, что 1тормозящее действие ионов обусловлено силами электростатического отталкивания. В работе [ 20, с. 262] показано отрицательное влияние ионов никеля на скорость цементации меди никелем в хлоридных растворах. [c.20]

Влияние ионов хлора на скорость цементации зависит в свою очередь от величины pH растворов при pH = 3,0 - 3,2 скорость цементации увеличивается, а при pH = 4,0 4,5 снижается. Снижение скорости цементации меди железом в присутствии Na2S04 [40] объясняется главным образом сниже 1ием величины миграционного тока на катодных участках. [c.21]

Из полученных экспериментальных данных следует, что влияние индифферентных ионов на скорость цементации в основном сказывается через структуру цементных осадков. Индифферентаые ионы, создавая дополнительное сопротивление в цементационных гальванических элементах, выводят их из режима предельного тока в режим допредельного тока, что ведет к образованию плотных осадков меди. В свою очередь образование малопористых осадков вызывает значительное снижение скорости цементации. [c.24]

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]

Имеется значительное число работ, посвященных изучению влияния ПАВ органического происхождения на кинетику процессов цементации. При этом во всех работах отмечается, что ПАВ тормозят процесс цементации. Характерной в этом отношении является работа [ 57], в которой показано, что тиомочевина может в десятки раз снизить скорость цементации меди. В некоторых работах это обстоятельство использовано для улучшения отдельных показателей процесса цементации. Так, в работах [ 58, 59] сообщается об использовании ПАВ в процессе прямого меднения стальных изделий трибензиламина (0,1 кг/м ) и тиомочевины (0,005 кг/м ) [ 58] и ингибитора кислотной коррозии (ПБ) [ 59]. В ра- те [ 60] показано, что ПАВ (тиомочевина, желатина и хлор-ионы) позволяют регулировать физические свойства медных порошков, получаемых цементацией. [c.27]

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]

При цементационном осаждении благородных металлов из цианистых растворов цинковую пыль предварительно освинцовывают путем цементации свинца из азотаокислого или уксуснокислого свинца. Свинцовые соли могут быть поданы непосредственно в цианистые растворы. Свинец, осаждаясь на поверхности цинковых зерен, значительно увеличивает площадь поверхности катодных участков цементационных элементов, увеличивая тем самым скорость цементации. Свинец способствует увели-чегаю скорости осаждения золота еще и потому, что разряд ионов золота на свинце протекает с деполяризацией вследствие образования сплава свинец - золото. В связи с этим свинцовые соли целесообразно вводить в цианйстые растворы в процессе цементации непрерывно. Расход свинцовых солей составляет обычно около 10 % от массы цинковой пыли. По данным работы [ 125], оптимальная концентрация соли свинца в растворе составляет 0,01 %. Положительная роль свинца в растворе в процессе цементации золота цинковой пылью из цианистых растворов, содержащих кремнекислоту, показана в работе [ 126]. [c.51]

Значительно большей, чем на свинце, является деполяризация при разряде ионов золота на ртути, с которой золото образует амальгаму. В работе [ 127] для цеменвации золота была использована амальгама цинка, содержащая 60 % Zn. Амальгаму, с целью извлечения из нее золота, Предварительно обрабатывали серной кислотой, в результате чего из нее удалялась большая часть цинка, а затем отгоняли ртуть и остатки цинка. езультаты исследований процесса цементации золота и серебра амальгамой цинка приведены также в работах [ 128,129]. В первой из них было установлено, что положительное действие ртути при цементации отме- ется уже при атомном отношении золота к ртути 1 1. В одном из патентов осаждение золота из цианистых растворов предлагают вести Н1Уамой натрия (0,2 - 0,6 % Na ). [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...