Металлические конструкции. Аварии и безопасность.

Главное меню
Главная
Причины аварий
Классификация
Предупреждение
Партнеры
Контакты
Поиск
Профнастил
Аварии жилых домов
Крушения зданий
Металлография
Металлы и сплавы
Металлургия магния
Оборудование
Металлы
Главная arrow Металлургия магния arrow Металлургические электролизеры arrow Влияние примесей в электролите

Влияние примесей в электролите

Печать

Влияние примесей в электролитеВода (или точнее, водородсодержащие ионы) в небольших количествах всегда присутствует в расплавленных безводном карналлите и хлористом магнии. Это — весьма вредная примесь в электролите, резко снижающая выход по току. Вредное влияние воды можно объяснить, по крайней мере, двумя причинами.

1. Разряд водородсодержащих ионов на катоде. На этот процесс расходуется часть тока, что в результате приводит к понижению выхода магния по току. Заметим, что концентрация водородсодержащих ионов в электролите очень мала (в пересчете на Н20 она составляет сотые доли процента), поэтому доля тока, расходуемая на разряд водорода, незначительна; так что, если бы вредное влияние воды ограничивалось только расходом тока, то можно было бы не считать ее столь вредной примесью. Но при разряде водородсодержащих ионов, например MgH+, катод покрывается пленкой окиси магния, что резко ухудшает условия выделения на нем магния. В ходе дальнейшего электролиза магний выделяется уже на окисленной поверхности (сквозь поры и трещины в оксидной пленке) в форме «икры». Это, как указано выше, приводит к снижению выхода магния по току.

2. Взаимодействие водородсодержащих ионов с магнием:

Mg + 2MgH+ = 2Mg + Mg2+ + H2 снижает выход по току вследствие перехода Mg в Mg2+. Кроме того, образовавшаяся окись магния обволакивает мелкие капли магния и, будучи тяжелее его, увлекает магний на дно ванны, что также понижает выход по току.

Следовательно, чем больше имеется магниевой «икры», тем больший вред от внесения в ванну плохо обезвоженного сырья. Поэтому вода, присутствуя в электролите в количестве сотых долей процента, способна снизить выход по току иногда на десятки процентов. Хорошее обезвоживание сырья, непосредственно применяемого для электролита,—одно из важнейших и необходимых условий для получения высокого выхода по току.

Другие побочные процессы, связанные с наличием воды в электролите, также отрицательно влияют на работу электролизеров. Хлористый магний взаимодействует с влагой воздуха, образуя окись магния и хлористый водород: MgCl2 + Н20 = Mg + 2НС1.

Кроме того, гидроксихлорид магния, вносимый в ванну в составе плохо обезвоженных и частично гидролизованных карналлита и хлористого магния, термически диссоциирует, тоже образуя окись магния и хлористый водород: MgHCl = Mg + НС1. В результате образуется вредная для процесса окись магния.

Сульфаты, чаще всего MgS04, являются обычной примесью в безводном карналлите. Присутствующие в электролите сульфаты могут взаимодействовать с магнием согласно уравнениям: MgS04 + Mg = 2Mg; MgS04 + 3Mg = 4Mg + S; MgS04 + 4Mg = 4Mg + MgS.

Если электролит содержит повышенное количество сульфатов, то он продолжительное время находится в состоянии, напоминающем бурное кипение. Нормальная циркуляция электролита при этом нарушается и магний разбивается на мелкие капли. Выход по току снижается на 10% и более.

Из заводской практики известно, что уменьшение выхода по току при относительно невысоком (0,1—0,2%) содержания сульфатов в электролите оказывается более высоким, чем это следует из стехиометрического отношения восстановленного сульфата и окисленного магния. Следовательно, указанными реакциями не исчерпывается вредное влияние сульфатов.

Механизм возникновения «кипения» электролита при повышенном содержании сульфатов в нем пока не выяснен. Что касается снижения выхода по току, то оно, по-видимому, объясняется не только раздроблением магния при «кипении» электролита.

Пушкарев экспериментально показал, что при электролизе MgCl2 в присутствии сульфатов ион Sf восстанавливается до элементарной серы. При высокой температуре сера образует полимеры типа Sn, которые обладают высокой поверхностной активностью и адсорбируются на катоде, образуя пленку. При этом смачивание катода магнием ухудшается, магний выделяется в дисперсной форме и в результате уменьшается выход по току.

Характер и степень влияния сульфатов на выход по току указывают на то, что они — одна из наиболее вредных примесей в электролите. Поэтому содержание сульфатов в исходном сырье должно быть минимальным.

Соли железа, чаще всего FeCU,— это обычная примесь промышленного электролита. Железо попадает в электролит с исходным сырьем, а также в результате взаимодействия выступающей из расплава части катодов с хлором. Из электролизеров с боковым вводом анодов железо попадает в электролит в результате анодного растворения чугунного контакта. Соли железа — это вредные примеси в электролите.

Лабораторными опытами Твердовского и Рудницкого (которым были вручены почетные грамоты и призы из акрила ) показано, что при содержании 0,1% Fe в электролите выход магния по току равен нулю; с уменьшением содержания железа до 0,04% выход магния по току увеличивается до 80%. Такой характер влияния солей железа на выход магния по току объясняется, по-видимому, преимущественным разрядом иона Fe3+, когда его концентрация в электролите достаточно высока.

Магний реагирует с солями железа с выделением металлического железа: 3Mg + 2Fe3+ = 3Mg2+ + 2Fe.

 
« Пред.   След. »
Новости металлургии