Вариант 1
1.Напишите уравнения реакций: а) получения цинка из оксида цинка путем восстановления углём; б) получения кобальта из оксида кобальта (II) путем восстановления водородом; в) получения титана из хлорида титана (IV) магний термическим способом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) расплава хлорида калия; б) раствора бромида цинка; в) раствора сульфата железа (II).
3.В чем заключается сущность коррозии металлов? Какие виды коррозии вам известны?
Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.
4.На стальной крышке поставлена медная заклёпка. Что раньше разрушится – крышка или заклёпка? Почему?
Стальная крышка, поскольку она включает в себя железо, а железо более активный металл, чем медь и будет скорее коррозировать. Также железо с медью образуют гальваническую пару, где железо – анод, и разрушается скорее, в медь – катод, остается нетронутым.
Вариант 2
1.Напишите уравнения реакций: а) получения железа из оксида железа (III) алюминотермическим способом; б) получения меди из оксида меди (II) путём восстановления углём; в) получения вольфрама из его высшего оксида путем восстановления водородом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) раствора бромида меди (II); б) раствора иодида натрия; в) раствора нитрата свинца (II).
3.Какие факторы приводят к усилению коррозии металлов?
4.Почему лужённый (покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?
Также железо с оловом образуют гальванический элемент, где железо – анод, и разрушается скорее, а олово – катод, остается нетронутым.
Вариант 3
1.Напишите уравнения реакций: а)получения меди из оксида меди (II) путём восстановления водородом; б) получения железа из оксида железа (III) путем восстановления оксидом углерода (II); в) получения ванадия из оксида ванадия (V) кальцийтермическим способом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) расплава хлорида кальция; б) раствора бромида калия; в) раствора сульфата цинка.
3.Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?
-Нейтрализация или обескислороживание коррозионных сред, а также применение различного рода ингибиторов коррозии;
-Устранения из металла или сплава примесей, ускоряющих коррозионный процесс (устранение железа из магниевых или алюминиевых сплавов, серы из железных сплавов).
-Исключение неблагоприятных металлических контактов или их изоляция, устранение щелей и зазоров в конструкции, устранение зон застоя влаги.
4. Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются: а) медь и цинк; б) алюминий и железо? Почему?
Быстрее разрушаться будет более активный металл из данной пары
а) цинк более активный металл, чем медь;
б) алюминий более активный металл, чем железо.
Вариант 4
1.Напишите уравнения реакций: а)получения молибдена из его высшего оксида путем восстановления водородом; б)получения хрома из оксида хрома (III) алюминотермическим способом; в) получения никеля из оксида никеля (II) путем восстановления углем. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а)раствора хлорида меди (II); б) раствора иодида натрия; в) раствора нитрата никеля (II).
3.Перечислите способы борьбы с коррозией металлов.
4.Почему на оцинкованном баке на месте царапины цинк разрушается, а железо не ржавеет?
Цинк более активный металл, чем железо. Также железо с цинком образуют гальванический элемент, где цинк – анод, и разрушается скорее, а железо – катод, остается нетронутым.
Создание железа (читай — чугуна и стали) электролизом, а не обычным плавлением могло бы предотвратить эмиссию миллиарда тонн углекислого газа в атмосферу каждый год. Так говорит Дональд Сэдовей (Donald Sadoway) из Массачусетского технологического института (MIT), который разработал и опробовал «зелёный» способ производства железа электролизом его оксидов.
Если процесс, продемонстрированный в условиях лаборатории, будет масштабирован, он смог бы устранить потребность в обычной выплавке, которая выпускает в атмосферу почти тонну углекислого газа на каждую тонну произведённой стали.
При обычной технологии железную руду соединяют с коксом. Кокс реагирует с железом, производя CO 2 и угарный газ, и оставляя сплав железа с углеродом — чугун, который потом можно переплавить в сталь.
В методе Сэдовея железную руду смешивают с растворителем — диоксидом кремния и негашёной известью — при температуре 1600 градусов по Цельсию — и пропускают через эту смесь электрический ток.
Отрицательно заряженные ионы кислорода мигрируют к положительно заряженному аноду, откуда кислород уходит прочь. Положительно заряженные ионы железа мигрируют к отрицательно заряженному катоду, где они восстанавливаются до железа, которое собирается у основания ячейки и откачивается.
Подобный процесс используется в производстве алюминия (и требует приличного расхода электроэнергии), оксид которого настолько устойчив, что не может быть фактически восстановлен при помощи углерода в доменной печи, в которой, к примеру, производят чугун. И понятно, что сталелитейная промышленность никогда не имела никакой причины переходить на электролиз железной руды, так как она легко восстанавливается углеродом.
Но если правительства разных стран начнут налагать большие налоги на эмиссию парниковых газов — углекислого, в частности, то новый метод производства чугуна мог бы стать более привлекательным. Правда, от лабораторных установок такого рода до установок промышленных, как оценивают учёные, пройдёт 10-15 лет.
Автор работы говорит, что самое большое препятствие — найти практичный материал для анода. В экспериментах он использовал анод, сделанный из графита. Но, к сожалению, углерод реагирует с кислородом, выбрасывая столь же большое количество углекислого газа в воздух, как при обычной выплавки чугуна.
Идеальные платиновые аноды, к примеру, слишком дороги для крупномасштабного производства. Но выход, возможно, есть — в подборе неких стойких металлических сплавов, которые формируют оксидную плёнку на своей внешней поверхности, но всё ещё проводят электричество. Также можно использовать проводящую керамику.
Другая проблема состоит в том, что новый процесс использует много электричества – приблизительно 2 тысячи киловатт-часов на тонну полученного железа. Так что экономический и даже экологический смысл в новом способе производства чугуна появится лишь при условии, что электроэнергия эта будет выработана каким-либо экологическим, и при этом дешёвым, способом, без эмиссии углекислого газа. Это признаёт и сам автор метода.
При прохождении электрического тока через металлы (проводники 1-го рода) химические реакции не происходят, и металлы остаются неизменными. Если же электрический ток проходит через расплав или раствор электролита (проводники 2-го рода), на границе электролит - металлический проводник (электрод) происходят различные химические реакции (электролиз) и образуются новые соединения.
Электролизом называется совокупность процессов, происходящих при прохождении электрического тока через электрохимическую систему, состоящую из двух электродов и расплава или раствора электролита.
При электролизе катионы перемещаются к отрицательному электроду (катоду), а анионы - к положительному электроду (аноду). При этом, однако, не всегда катионы и анионы электролита разряжаются, принимая или отдавая электроны. Часто в реакциях электролиза принимает участие растворитель-электролит, например, вода.
Принципиальное различие между реакциями в гальваническом элементе и электролизере заключается только в их направлении и самопроизвольности. В замкнутой цепи гальванического элемента электрохимическая реакция протекает самопроизвольно, а в электролизере - только под воздействием электрического тока внешнего источника.
Следует обратить внимание на название электродов: в гальваническом элементе отрицательный электрод - анод, а положительный - катод; в электролизере, наоборот, отрицательный электрод - катод, а положительный - анод.
При этом следует помнить, что термины «отрицательный» и «положительный» всегда относятся к полюсам источника тока, именно так они и обозначают электроды электролизера. Общее в этих процессах состоит в том, что как в гальваническом элементе, так и в электролизере на отрицательном электроде создается избыток электронов, а на положительном - их недостаток. На катоде ионы или молекулы восстанавливаются под действием электронов, на аноде частицы окисляются, отдавая свои электроны электроду.
В электролизере катионы (М n +) перемещаются к катоду (–), а анионы (А n –) - к аноду (+).
Напряжением разложения электролита при электролизе называется минимальное напряжение (внешняя ЭДС), которое нужно приложить к электродам. Например, для раствора хлорида цинка при стандартных условиях:
Zn 2+ + 2ē = Zn φ° = – 0,76 B,
Cl 2 + 2ē = 2Cl – φ° = + 1,36 В,
и напряжение разложения равно (по абсолютной величине) сумме стандартных электродных потенциалов обоих электродов: 0,76 + 1,36 = 2,12 В, т.е. напряжение разложения не может быть ниже ЭДС соответствующего гальванического элемента.
Напряжение разложения составляется из потенциалов двух электродов - потенциалов разряжения ионов.
Потенциал разряжения катиона иногда называют потенциалом осаждения металла. Это тот минимальный потенциал, который должен быть приложен к электроду для того, чтобы катион потерял заряд и произошло осаждение металла. Для некоторых ионов (Cu 2+ , Ag + , Cd 2+) потенциал осаждения близок к электродному потенциалу, для других же ионов (Fe 2 + , Co 2 + , Ni 2 +) потенциалы осаждения значительно превышают электродные потенциалы металлов - для электролиза необходимо определенное перенапряжение.
Различают электролиз растворов и электролиз расплавов . Электролиз растворов подразделяют на электролиз с инертными электродами и электролиз с растворимым анодом . Инертными могут быть металлические (Pt, Au) и неметаллические (графит) электроды. В качестве растворимых используют аноды из Cr, Ni, Cd, Zn, Ag, Cu и др.
Некоторые металлы практически не растворяются из-за высокой анодной поляризации, например Ni и Fe в щелочном растворе, Pb в H 2 SO 4 .
Электролиз растворов с инертными электродами. При электролизе водных растворов электролитов часто вместо металла на катоде выделяется не металл, а водород. В кислотных средах водород образуется по реакции:
2H + + 2ē = H 2 .
В нейтральных и щелочных средах водород образуется по реакции с участием молекул воды:
2H 2 O + 2ē = H 2 + OH – .
Такие катионы, как Na + или К + , в водном растворе вообще не разряжаются, а выделяется водород.
Катионы могут быть сгруппированы по способности разряжаться в ряд от неразряжающихся до легко разряжающихся. При этом изменяются и продукты электролиза. Для некоторых катионов возможно одновременное образование металла и водорода.
Ниже даны катионы в порядке понижения трудности их разряжения и продукты электролиза:
Катионы Продукты электролиза
Li + , K + , Na + , Mg 2+ , Al 3+ , H + (перенапр.) H 2
Mn 2+ , Zn 2+ , Cr 3 + , Fe 2 + , H + (рН 7) M + H 2
Co 2+ , Ni 2+ , Sr 2+ , Рb 2+ , Н + (рН 0) M + H 2
Cu 2+ , Ag + , Au 3 + M
Различное положение водорода в этом ряду объясняется следующими причинами. Положение водорода между свинцом и медью соответствует численным значениям стандартных электродных потенциалов при С M n + = С H + = 1 моль/л, т.е. при рН=0. Положение водорода между железом и кобальтом соответствует электродному потенциалу водорода в воде при рН=7 (φº H 2 / H + = –0,414 В). При этих условиях из растворов могут быть осаждены все металлы, значение φ° которых больше, чем –0,414 В. Однако на практике кроме кобальта, никеля, олова и свинца удается из водных растворов осадить также цинк, хром и железо. Это объясняется тем, что выделение на катоде газообразного водорода затрудняется перенапряжением водорода.
Таким образом, в ряду катионов от Li + до А1 3+ металл не образуется, а при электролизе выделяется водород за счет восстановления воды. В ряду катионов от Мn 2+ до Рb 2+ при электролизе образуются одновременно металл и водород, и, наконец, в ряду Cu 2+ - Au 3+ образуется только металл .
Следовательно, чем левее (ближе к началу) стоит металл в ряду стандартных электродных потенциалов (ряд напряжений), тем труднее выделить этот металл электролизом водного раствора.
Если к раствору, содержащему несколько катионов, приложить постепенно возрастающее напряжение, то электролиз начинается тогда, когда достигается потенциал осаждения катиона с самым высоким электродным потенциалом (наиболее положительным). При электролизе раствора, содержащего ионы цинка (φ°= –0,76 В) и меди (φ° = +0,34 В), на катоде вначале выделяется медь, и лишь после того, как почти все ионы Сu 2+ разрядятся, начнет выделяться цинк. Таким образом, если в растворе одновременно содержатся различные катионы, то при электролизе их можно выделить последовательно в соответствии со значениями их электродных потенциалов . При этом предполагается, что перенапряжение выделения металлов для них примерно одинаково (и невелико).
Что касается потенциалов разряжения анионов , то здесь картина намного сложнее из-за способности воды участвовать в процессе электролиза. В общем случае можно сказать, что на аноде сначала разряжаются анионы с самым низким потенциалом (наименее положительные). Если раствор содержит ионы Сl – (φº=1,36 В), Вr – (φ° = 1,09 В) и I – (φº = 0,54 В), то сначала будет образовываться йод, затем бром и, наконец, хлор. Фторид-ионы в водном растворе вообще разряжаться не могут (φ° = 2,87 В).
Большинство кислородсодержащих анионов (кроме ацетат-иона) в водном растворе не разряжаются, вместо них в кислотных и нейтральных растворах происходит разложение воды:
2Н 2 О – 4ē = О 2 + 4Н + ,
а в щелочных растворах - разрядка гидроксид-ионов:
2OH – – 2 ē = 1 / 2 O 2 + H 2 O.
Анионы по их способности разряжаться при электролизе водных растворов располагаются в следующем ряду от неразряжающихся в водном растворе анионов кислородсодержащих кислот типа SO 4 2– , NO 3 – до легкоразряжающихся:
Анионы Продукты электролиза
SO 4 2– , NO 3 – и т. п., ОН – O 2
Сl – , Вr – , I – Cl 2 (ClO – , ClO 3 –), Br 2 , I 2 (+O 2)
S 2– S, SO 2 (+ O 2)
Таким образом, можно сформулировать следующие основные правила электролиза водных растворов электролитов с нерастворимыми электродами :
1. Из анионов электролитов в первую очередь разряжаются на аноде анионы бескислородных кислот (Cl – , Br – , S 2– и т.д.).
2. Анионы кислородсодержащих кислот (SO 4 2– , NO 3 – , CO 3 2– и т.д.) в присутствии воды не разряжаются, вместо них окисляется вода по реакции:
2H 2 O – 4ē = O 2 + 4H + .
3. Активные металлы, расположенные в ряду напряжений до Al (включительно) на катоде не восстанавливаются, вместо них восстанавливается вода:
2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH – .
4. Металлы, расположенные в ряду напряжений после алюминия, но до водорода, восстанавливаются на катоде наравне с молекулами воды:
К: 1) Zn 2+ + 2ē = Zn
2) 2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH – .
5. Металлы, имеющие положительное значение электродного потенциала восстанавливаются на катоде в первую очередь:
Cu 2+ + 2ē = Cu
Например, при электролизе серной кислоты (графитовые электроды) происходят следующие процессы:
на катоде 2Н + + 2ē = Н 2 ,
на аноде 2Н 2 О – 4ē = О 2 + Н + .
Суммарное уравнение:
2H 2 O = 2H 2 + O 2 ,
т.е. при электролизе раствора серной кислоты водород и кислород выделяются за счет разложения молекул воды. Продукты электролиза: водород и кислород.
Электролиз раствора сульфата меди:
на катоде Сu 2 + + 2ē = Сu,
на аноде 2Н 2 О – 4ē = O 2 + 4H +
Суммарное уравнение:
2Cu 2+ + 2H 2 O = 2Cu + O 2 + 4H +
2CuSO 4 + 2Н 2 О = 2Сu + О 2 + 2H 2 SO 4 .
Продукты электролиза: медь, кислород, серная кислота.
Возможность разряжения аниона зависит от его концентрации. Так, продукты электролиза концентрированного и разбавленного растворов NaCl - хлор и кислород соответственно.
Электролиз разбавленного раствора хлорида натрия проходит без разряжения ионов Сl – (и соответственно ионов Na +), т.е. происходит разложение воды. По мере повышения концентрации соли на аноде вместе с кислородом начинается выделение хлора, и в концентрированных растворах образуется хлор (с примесью кислорода):
на катоде 2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH –
на аноде 2Сl – – 2ē = Cl 2 .
Суммарное уравнение:
2Cl – + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2OH –
2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH.
Продукты электролиза: водород, хлор и гидроксид натрия.
В случае выделения хлора при электролизе растворов хлоридов на основной процесс образования хлора накладываются реакции взаимодействия хлора с водой (гидролиз) и последующих превращений образующихся веществ. Гидролиз хлора проходит с образованием слабой хлорноватистой кислоты и хлорид-ионов (соляная кислота):
Сl 2 + Н 2 О = Н + + Сl – + НС1О.
Хлорноватистая кислота с образующейся при электролизе щелочью (точнее, Na + +OH –) дает в качестве продукта гипохлорит натрия NaClO. В щелочной среде суммарное уравнение реакции имеет вид:
Сl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + Н 2 О.
При повышенных температурах (кипение воды) гидролиз хлора проходит с образованием хлорат-иона. Возможные уравнения реакций:
3Cl 2 + 3H 2 O = ClO 3 – + 5 Cl – + 6H + ,
3НСlO = СlO 3 – + 2Сl – + 3Н + ,
3СlО – = СlO 3 – + 2Сl – .
В щелочной среде суммарное уравнение имеет вид
3Сl 2 + 6NaOH = NaClO 3 + 5NaCl + 3Н 2 О.
Электролиз с диафрагмой. При электролизе разбавленного раствора хлорида натрия к катоду перемещаются ионы Na + , но выделяется водород:
2Н 2 О+2ē = Н 2 + ОН –
и концентрируется раствор гидроксида натрия.
К аноду перемещаются хлорид-ионы, но из-за их низкой концентрации в основном образуется не хлор, а кислород:
2H 2 O – 4ē = O 2 + 4H +
и концентрируется раствор соляной кислоты.
Если электролиз проводится в химическом стакане или другом подобном сосуде, растворы щелочи и кислоты смешиваются и электролиз сводится к образованию водорода и кислорода за счет разложения воды. Если же анодное и катодное пространства разделить перегородкой (диафрагмой), пропускающей ионы-переносчики тока, но препятствующей смешению приэлектродных растворов, то можно в качестве продуктов электролиза получить растворы кислоты и щелочи.
При электролизе раствора хлорида натрия гидроксид-ионы, образовавшиеся на катоде по реакции:
2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH –
сразу же начинают участвовать в переносе электричества и вместе с ионами С1 – перемещаются к аноду, где оба иона разряжаются и образуется смесь кислорода и хлора. Поэтому выход хлора падает. Если анод изготовлен из угля (графита), то он окисляется кислородом и образуются оксиды углерода СО и СО 2 , загрязняющие хлор. Далее хлор, образующийся на аноде, взаимодействует с гидроксид-ионами:
С1 2 + ОН – = Н + + Сl – + ОСl – .
Образование гипохлорит-ионов - также нежелательный процесс (если получение раствора гипохлорита натрия не является целью). Всех этих нежелательных последствий удается избежать, если пользоваться диафрагмой, разделяющей катодное и анодное пространства и задерживающей ионы ОН – , но пропускающей ионы Сl – . Наконец, диафрагма препятствует диффузии газов и позволяет получить более чистый водород.
Если в растворе содержится несколько анионов, предсказать последовательность их разряжения на аноде сложнее, чем катионов, но, вообще говоря, соблюдается правило, что в первую очередь разряжается анион, характеризующийся самым низким значением потенциала (или самым высоким отрицательным значением электродного потенциала реакции, проходящей на аноде).
Электролиз растворов с растворимым анодом. Электролиз с растворимым анодом возможен тогда, когда металл легче отдает электроны, чем ионы Сl – , ОН – или молекулы воды. Например, на медном аноде в растворе хлорида или сульфата меди хлор или кислород не выделяются, а происходит переход в раствор ионов Сu 2+ . Одновременно на катоде те же ионы разряжаются и осаждается металлическая медь. Таким образом, электролиз с растворимым анодом сводится к переносу меди с анода на катод.
Реакция на аноде в большинстве случаев усложняется многочисленными побочными и часто нежелательными процессами. Например, образующиеся ионы могут образовывать оксиды, гидроксиды и их пленки:
М 2+ + 2ОН – = МО + Н 2 О.
На аноде возможно также выделение кислорода:
2H 2 O – 4ē = O 2 + 4H + ,
который может участвовать в самых различных реакциях электролитической системы.
При образовании газообразных продуктов, особенно кислорода, в большинстве случаев потенциалы разложения не соответствуют электродным потенциалам из-за высоких значений перенапряжения. Перенапряжением называют разность между реальным напряжением разложения и теоретически рассчитанным из электродных потенциалов ЭДС соответствующей реакции . Особенно сильно влияют на величину перенапряжения природа выделяющегося вещества (для хлора, брома и йода перенапряжение очень незначительно) и материал электрода. Ниже приведены данные по перенапряжению при выделении водорода и кислорода на различных катодах и анодах.
Электрод Перенапряжение, В
Водород Кислород
Pt черненая 0,00 0,2–0,3
Pt блестящая 0,1 0,4–0,5
Fe 0.1–0,2 0,2–0,3
Ni 0,1–0,2 0,1–0,3
Сu 0,2 0,2–0,3
Pb 0,4–0,6 0,2–0,3
Перенапряжение зависит также от формы электродов, состояния их поверхности, плотности тока, температуры раствора, интенсивности перемешивания раствора и других факторов.
Перенапряжение водорода на железе равно ~ 0,1 В, а кислорода на том же материале ~ 0,3 В. Следовательно, перенапряжение при электролизе на железных электродах составит 0,1 + 0,3 = 0,4 В. Сумма этого значения и теоретически вычисленного составит минимальное значение напряжения разряжения соответствующего электролита.
Отношение к перенапряжению - двойственное. С одной стороны, перенапряжение приводит к повышенному расходу электроэнергии, с другой стороны, благодаря перенапряжению удается осаждать из водных растворов многие металлы, которые по значениям их стандартных электродных потенциалов осаждаться не должны. Это Fe, Pb, Sn, Ni, Co, Zn, Cr. Именно благодаря перенапряжению, а также влиянию концентрации раствора на электродный потенциал возможны электролитическое хромирование и никелирование железных изделий, а на ртутном электроде удается получить из водного раствора даже натрий.
Разряжение в водном растворе ионов Сl – , а не ОН – в растворах с высокой концентрацией электролита также объясняется перенапряжением кислорода. Однако этого перенапряжения оказывается недостаточно, чтобы произошло разряжение ионов F – и выделение свободного фтора.
На величину перенапряжения влияют многие другие кинетические факторы - скорости переноса частиц к электродам и отвода продуктов электролиза, скорость процесса разрушения гидратных и других оболочек разряжающихся ионов, скорость соединения атомов в двухатомные газовые молекулы и т. п.
Союз Советскиз
Социалистическиз
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 11Л1!.1964 (№ 886625/22-2) Кл. 40с, Зоо с присоединением заявки №.МПК С 22d
УДК 669.174: 669.177.035.
45 (088.8) Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР
Заявитель Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии имени И. П. Бардина
СПОСОБ ПОЛУ!ЕНИЯ ЖЕЛЕЗА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ
РАСПЛАВЛЕННЪ|Х СОЛЕЙ С РАСТВОРИМЪ!МИ АНОДАМИ
Предмет изобретения
Подписная группа ¹ 1бО
Известны способы получения железа и других металлов в водных растворах и в расплавленных солях, Предложенный способ получения железа электролизом расплавленных солей с растворимыми анодами из чугуна или продуктов внедоменного восстановления железорудного материала отличается от известных тем, что для получения железа повышенной чистоты электролиз проводят в расплавленном хлористом натрии с добавкой хлорида железа в количестве не более 10 ", по весу, в расчете на железо, при 850 — 900 С и анодной и катодной плотности тока соответственно до 0,4 и 10 а/см- .
По предлагаемому спосооу исходные железосодержащие материалы в виде кусков, брикетов, гранул, стружки или пластин загружают в электролизную вынну, например с керамической футеровкой, и подвергают электрическому рафинированию при 850 — 900 С в атмосфере азота или другого инертного газа.
Порошкообразное чистое железо, осаждающееся на катоде, периодически выгружают из ванны и измельчают для отделения воздушной сепарацией части электролита, возвращаемого в ванну. Остаточный электролит отделяют от железа вакуумной сепарацией при 900 — 950 С или гидрометаллургической обработкой.
Преимуществом предлагаемого способа является повышенная чистота железа с содержанием основного элемента до 99,995%. и
Способ получения железа электролизом расплавленных солей с растворимыми анода15 ми из чугуна или продуктов внедоменного восстановления железорудного материала, отличающийся тем, что, с целью получения железа повышенной чистоты, электролиз проводят в расплавленном хлористом натрии с
20 добавкой хлорида железа в количестве не более 10% по весу, в расчете на железо, при
850 †9 С и анодной и катодной плотности тока соответственно до 0,4 и 10 а/сл -.
Похожие патенты:
Изобретение относится к области электрохимического получения порошков металлов платиновой группы и может применяться для катализа в химической промышленности, электрохимической энергетике, микроэлектронике