11 _ Діафрагма

Як наслідок під час електролізу буде відбуватись збільшення концентрації солей металів і відповідне зменшення кількості кислоти. Окрім того, можливе також розчинення металу в електроліті за реакцією

Cu + 1/2O_{2 +} H₂SO₄ = CuSO₄ +H₂O,

що також буде сприяти збільшенню концентрації електроліту. Поряд з цим унаслідок розчинення анодів в електроліт будуть попадати іони інших елементів.

Таким чином, для отримання порошків металів електролізом розчинів їх солей актуальним є підтримання складу електроліту в заданих межах. Тільки у цьому випадку можливе отримання порошків із заданими властивостями. Підтримання складу електроліту в заданих межах забезбечують за допомогою системи циркуляції та регенерації електроліту (рис. 5.11.), яка дозволяє відводити його з електролізної ванни та коригувати склад введенням відповідної кількості кислоти та води.

Рис. 5.11. Схема циркуляції та регенерації електроліту:

1 –розподільна труба; 2 – розвідна труба; 3 – приймальний карман;

4 – ванна електролізера; 5 – зливний лоток; 6, 13 – введення відпрацьованого електроліту; 7 – бак кондиціювання електроліту; 8 – насос; 9 – теплообмінник;

10 – напірний бак; 11 – зливна труба; 12 – магістраль підведення відкоригованого електроліта; 14 – підведення технологічної води; 15 – підведення кислоти

Можливе також коригування складу електроліту електрохімічним способом , який дозволяє очистити електроліт від надлишку металу та регенерувати кислоту. У цьому разі система має вигляд:

Me|CuSO₄, H₂SO₄, H₂O|Me⁺ ,

де Me⁺ – нерозчинний анод.

У цій системі перебігає реакція

CuSO₄ + H₂O + 2е = Cu + 1/2O₂ + H₂SO₄,

унаслідок якої з розчину виділяється метал, а на катоді – кислота. При цьому у процесі може виділятися як порошкоподібний метал, так і компактний.

Умови отримання порошків деяких металів наведено в табл. 5.5. Отриманий електролізом осад порошку по нахиленому чи конусному дну електролізера попадає у відстійники і після вивантаження з них промивається гарячою водою. Для цього можна використовувати

Таблиця 5.5

Режими отримання порошків деяких металів електролізом водних розчинів

Порошок	Склад електроліту, г/л	Катодна густина струму, А/м2	Температура, С	Катод	Анод
Міді	CuSO4 (Cu2+) 22 …32 (9-12) H2SO4 – 120 … 180	1800 ... 3250	48…50	Титан Мідь	Мідь
Заліза	FeSO4 – 75; K2SO4 – 50; NH4SO4 – 40; pH – 3,0 … 3,5	2500	20 ... 25	Алюміній Сталь	Залізо Свинець
Компак-тний осад заліза	FeSO4 – 75; K2SO4 – 50; NH4SO4 – 40; pH – 3,0 … 3,5	400 ... 500	50 ... 54	Неіржавіюча сталь	Мало вуглецева сталь
Нікелю	NiSO4 – 48; NH4Cl – 50; NaCl – 200; pH – 6,2 … 6,5	2500 ... 3000	50 ... 55	Неіржавіюча сталь	Нікель
Срібла	AgNO3 – 20; NaNO3 – 50; HNO3 – 10; pH = 1	2000	25	Неіржавіюча сталь	Срібло

спеціальні нутчфільтри, у яких порошок розміщується на перфарованому днищі. Зазвичай на промивання однієї тонни порошку витрачається 10 м³ води.

Для запобігання корозії порошку, спричиненої великою питомою поверхнею, після промивання водою його стабілізують обробленням розчинами (350...400 г/м³) органічних речовин – милом, милонафтою, бензотризолом. Витрати розчину цих речовин становлять 5...6 м³/т порошку. Після цього порошок промивають холодною водою та зневоднюють. Зневоднювати можна різними способами (випарюванням, продуванням стисненим повітрям), але найбільш прийнятний спосіб – використання центрофуг. У цьому разі вміст вологи в порошку після зневоднення не перевищує декількох відсотків. Отриманий таким чином порошок сушать, запобігаючи при цьому його окисненню. Сушіння можна провадити у вакуумних сушильних шафах, сушильних котлах, а також розпиленням або в киплячому прошарку шихти в середовищі відновлювального газу.

Якщо порошок отримано електролізом водних розчинів і він має підвищений вміст кисню (наприклад, порошки заліза), застосовують його відновлювальний відпал з використовуванням технологічних способів (методи отримання порошків відновленням їх оксидів та солей металів газами відновниками розглянуто в розділі 4).

Отримані за допомогою електролізу порошки мають розвинену поверхню, малу насипну щільність, відносно високу питому поверхню, високу формовність і пресованість.