Mis elektrolitida (180 g/L H₂SO₄, 45 g/L Cu) 50 graduslik titaniumli suv isitgichi uchun misning halokatli cho'kishining oldini olish uchun anoddan xavfsiz masofa qanday?

Misni elektroyutish uchun elektrolit 150-200 g/l sulfat kislota va 40-50 g/l mis ionlari 40-50 daraja. Anodlar qo'rg'oshin qotishmasidan yoki o'lchovli barqaror materialdan va zanglamaydigan po'latdan yasalgan katodlardan yoki 50-100 mm gacha ajratilgan mis boshlang'ich plitalardan iborat. Anodga juda yaqin o'rnatilgan titan immersion isitgich elektr maydoni tomonidan misni cho'ktirish uchun katod vazifasini bajaradi. Titan qobig'idagi mis plitalar va isitgichni izolyatsiya qiladigan va mahalliy qizib ketishga olib keladigan qo'pol, nodulyar konni hosil qiladi. Eng muhimi, titan mis konining orqasida galvanik reaktsiyalar yoki xlorid hujumi tufayli emirilishi mumkin. Anoddan xavfsiz masofa titan yuzasida mahalliy oqim zichligi taxminan 0,5 mA / sm² mis yadrolari chegarasidan kamroq bo'lgan eng kichik masofadir. 300 A/m2 oqim zichligi va 80 mm anod-katod oralig'iga ega bo'lgan an'anaviy elektr qozonli hujayralar uchun xavfsiz masofa 300 mm.

Elektr yutish xujayralaridagi titanga mis cho'ktirish mexanizmi

Elektrolitdagi potentsial gradient anod va katod o'rtasidagi elektr maydoni tomonidan o'rnatiladi. Ushbu maydonga botgan har qanday Supero'tkazuvchilar sirt oraliq potentsialga qutblanadi. Titanli isitgich anodga katod bo'lib, katodga qaraganda anodga yaqinroqdir. Titan yuzasida katodik oqim zichligi, ic, 1 / r 2 ga proportsionaldir, bu erda r - anoddan masofa. i_c 0,5 mA/sm2 dan yuqori bo‘lganda, elektrolitdagi mis ionlari Cu2+ + 2e- → Cu0 reaksiyasi orqali titan yuzasida metall misga aylanadi. Mis koni tez o'sib, qo'pol va dendritik holga keladi. Mis yotqizilganda u katod vazifasini bajaradi va ochiq titan mahalliy korroziyani tezlashtiradigan anodga aylanadi.

Anoddan masofaga nisbatan misning miqdoriy cho'kishi.

80 mm anod{1}}ajralish va 300 A/m2 oqim zichligiga ega bo'lgan elektromagnit xujayrada laboratoriya nazorati ostida olib borilgan tadqiqotlar anoddan turli masofalarda 2-darajali titaniumda misning cho'kish tezligini aniqladi. Mahalliy katodik oqim zichligi 50 mm da 5-10 mA / sm 2, mis cho'kma tezligi soatiga 0,5-1,0 mm. Jiddiy nodulyar rivojlanish 24 soat ichida sodir bo'ladi. Odatda katod pozitsiyasi 100 mm va katod oqimining zichligi 2-5 mA / sm ^ 2 ni tashkil qiladi. Cho'kma tezligi soatiga 0,2-0,5 mm va og'ir mis plastinka 48 soat ichida hosil bo'ladi. 200 mm da katod oqimining zichligi 0,5-1,5 mA / sm2, cho'kish tezligi 0,05-0,15 mm / soat, ko'rinadigan mis 100-200 soatdan keyin ko'rinadi. 300 mm da katodik oqim zichligi 0,2-0,5 mA / sm2, yadrolanish chegarasidan past. Misning barqaror cho'kishi sodir bo'lmaydi, ammo yolg'iz mis kristallari paydo bo'lishi va parchalanishi mumkin. 400 mm masofada katodik oqim zichligi 0,2 mA / sm² dan pastga tushadi va mis cho'kmaydi, shuning uchun bu masofa cheksiz ishlash uchun xavfsizdir.

Hujayra oqimi zichligi va anod-katod masofasining xavfsiz masofaga ta'siri

Hujayra oqimining zichligi anoddan xavfsiz masofani oshiradi va anod{0}}katod bo'shlig'i xavfsiz masofani oshiradi. Minimal xavfsiz masofa 200 A / m 2 oqim zichligi va 100 mm ajratish bilan 0,4 mA / sm 2 isitgichda oqim zichligi bilan 250 mm. 80 mm va 300 A / m 2 ni ajratishda minimal xavfsiz masofa 300 mm. Oqim zichligi 0,3 mA/sm 2. 400 A/m 2 da, 80 mm oraliqda xavfsiz masofa 0,4 mA/sm oqim zichligida 350 mm 2 . 2. 500 A/m² oraliqda 100 mm da xavfsiz masofa 0,3 m² / sm 2 oqim bilan 400 mm. 0,3 mA / sm 2 oqim zichligida, 300 A / m 2 da xavfsiz masofa 350 mm, kengligi 120 mm. Anod va katod o'rtasidagi kengroq masofa kamroq maydon gradyanini va isitgichlarni yaqinroq joylashtirishni anglatadi.

Electrowinning isitgichlari uchun xavfsiz masofalarni tanlash bo'yicha qo'llanma

Quyidagi jadvalda hujayra oqimining zichligi va anod{2}}katod oralig'iga qarab 50 graduslik mis elektrolitida 2-darajali titanli suvga cho'mdiruvchi isitgichlar uchun anoddan tavsiya etilgan xavfsiz masofalar ko'rsatilgan.

Hujayra oqimining zichligi (A/m2) Anod-to{2}}katodgacha boʻlgan masofa (mm) Anoddan minimal xavfsiz masofa (mm) Isitgichdagi xavfsiz masofa oqim zichligi (mA/sm2)Isitgich joylashuvi - Tavsiya etiladi
200 100 250 0.4 Katod orqasida (uzoq tomon) 300 80 300 0.3 Katod orqasida (uzoq tomon) 300 120 350 0.3 Hujayra oxirida, qarama-qarshi anodlar
400 80 350 0.4 Hujayra pastki yaqinida, markazda 500 100 400 0.3 Faqat katodlar orasida 300 80 (qayta jihozlash, cheklangan joy) 200 1.0 Plastik qalqon bilan, oylik tozalash
Xavfsiz masofani boshqarish muhandisligidan tashqari

Hujayra shaklining chegaralari tufayli xavfsiz masofani olishning iloji bo'lmasa, isitgich atrofida PTFE yoki polipropilenning teshilgan plastik qalqoni o'rnatilishi mumkin. 50 foiz ochiq maydonga ega qalqon issiqlik uzatishga sezilarli ta'sir ko'rsatmasdan, mahalliy oqim zichligini 70-80 foizga kamaytiradi. Titanning darajasi misning cho'kishiga to'sqinlik qilmaydi, ammo 7-sinf yuqori korroziyaga chidamliligi tufayli mis konlari ostida uzoqroq turishi mumkin. Mis konlarini vaqti-vaqti bilan tozalash kerak. Isitgichni 20% sulfat kislotaga 50 daraja haroratda 30 daqiqaga botiring. Bu titanga zarar bermasdan misni eritadi. Devor qalinligi korroziyaga qarshi ruxsat beradi; Vaqti-vaqti bilan mis cho'kmasi bo'lgan 2,0 mm devor 1,2 mm devorga qaraganda tozalash davrlaridan yaxshiroq omon qolishi mumkin.

Axborotlashtirilgan spetsifikatsiyani birlashtirish (insonlashtirilgan)

50 graduslik mis elektromagnit xujayrasidagi titaniumli suv isitgichi uchun oqim zichligi 300 A/m² va 80 mm bo'shliqqa ega bo'lgan hujayralar uchun isitgichni eng yaqin anoddan kamida 300 mm masofada joylashtiring. Yuqori oqim zichligi yoki yaqinroq masofaga ega bo'lgan hujayralar uchun xavfsiz masofani oshiring. Mavjud joy uni 300 mm dan yaqinroq joylashtirishni talab qilsa, isitgich atrofida 5 mm teshiklari va 50% ochiq maydoni bo'lgan 3 mm qalinlikdagi teshilgan PTFE qalqoni o'rnatilishi kerak. Isitgichni har oy 20% sulfat kislota bilan tozalash kerak. Ishga tushirish vaqtida titanli isitgichning mis-mis sulfat mos yozuvlar elektrodiga nisbatan ochiq tutashuv potentsialini o'lchang; CSEga nisbatan +0.2 V dan kattaroq salbiy potentsial mis cho‘kishi xavfini va joylashuvni o‘zgartirishni talab qiladi. Muhandis anoddan xavfsiz masofaga rioya qilinishiga ishonch hosil qiladi va shuning uchun misni elektrowinning xizmatida titaniumli suv isitgichlarida zararli mis cho'kishining oldini oladi.