Sianistli va fosfatli elektrolitlar

MA’RUZA № 10.


SIANISTLI VA FOSFATLI ELEKTROLITLAR
RЕJА:

1. 
   Sianistli va fosfatli elektrolitlar
   
2. 
   Elektrolitlarning fizik-kimyoviy xossalari.
   
3. 
   Sianistli va fosfatli elektrolitlarning sanoatda qo’llanilishi
   

Sianidli elektrolitlar. Sianidli elektrolitlar yuqori yoyuvchanlik qobiliyati va mining mayda kristall strukturasi bilan ajralib turadi.
Shunga ko‘ra sianidli elektrolitlardan misni cho‘ktirish kislotali elektrolitlarga nisbatan ularda, tok bo‘yicha chiqish 70% dan oshmasada ikki marta katta bo‘ladi. Sianidli elektrolitlardan misni bevosita po‘lat sirtiga cho‘ktirish mumkin. Shuning uchun detallarni vannaga osishni tokni o‘chirilgan holatda ham amalga oshirish mumkin. Mis sianid mavjud bo‘lsa elektrolitni tayyorlash unchalik qiyin bo‘lmaydi va bunda mis sianid, natriy sianidning konsentrlangan eritmasiga 60-70⁰S da aralashtirilgan holda asta sekin qo‘shib borish bilan tayyorlanadi. Misning kompleks tuzi eritmasi hosil bo‘lgandan keyin vannaga alohida eritilgan boshqa komponentlar ham qo‘shiladi. Shundan keyin elektrolit vannaning ishchi sathigacha suv qo‘shib suyultiriladi va undan bevosita to‘g‘ridan to‘g‘ri foydalanish mumkin bo‘ladi. Agar tayyor mis sianidi bo‘lmasa uning kompleks sianidli tuzi asosida mis karbonatdan yoki Shevrel tuzidan tayyorlanadi. Komplepks sianidli tuzni olish uchun ko‘mir misli asosli tuzdan hisoblangan miqdorda mis kuporosi eritiladi va eritma 40-50⁰С gacha qizdirilib, unga qizdirilgan kalsinatsiyalangan sodadan eritma rangsizlangunga qadar quyib turiladi. Cho‘ktirilgan yashil rangdagi ko‘mir misli tuzning cho‘kmasi dekontatsiyalash yo‘li bilan ajratib olinadi, natriy sulfit Na₂SO₃·7H₂O eritmasi bilan misni ikki valentidan bir valentiga o‘tkazish uchun ishlov beriladi va qaytadan suv bilan yuviladi. Olingan cho‘kma natriy sianid bilan eritma, shundan keyin suv bilan vannaning ishchi sathigacha suyultiriladi, elektroliz tahlil qilinadi va erkin natriy sianid konsentratsiyasi bo‘yicha korrektirovkalanadi va undan foydalanishga kirishiladi.
Formulasi CuSO₃·Cu₂SO₃·2H₂O bo‘lgan Shevrel tuzi asosida elektrolitni tayyorlash uchun mis kuporosining natriy sulfitni qizdirilgan eritmasiga ishlov berish yo‘li bilan hosil qilinadi. Har ikki eritmadagi tuzlarning miqdori hisoblash yo‘li bilan olinadi. Sulfit eritmasi eritma rangsizlangunga qadar quyiladi. Shevrel tuzi cho‘kmasini hosil qilish reaksiyasi quyidagi tenglama bo‘yicha sodir bo‘ladi:
3CuSO₄ + 3Na₂SO₃+3H₂O = CuSO₃∙2H₂O+3Na₂SO₄+H₂SO₄
Shevrel tuzining g‘ishtsimon cho‘kmasi tindirilgandan keyin eritma dekontatsiyalanadi, cho‘kma esa bir necha marta yuviladi va so‘ngra natriy sianidda eritiladi. Uning konsentratsiyasi 200-300 g/l ni tashkil etadi.
Natriy sianid eritmasini osongina kaustik soda bilan reaksiyada ajralib chiqayotgan ditsianni bog‘lash uchun ishqorlanadi.
Hosil bo‘lgan kompleks sianidli tuz eritmasi vannaning ishchi sathigacha yuqoridagi aytilgan tartibda suyultiriladi, anodlar tushiriladi va ishga kirishiladi.
Quyida elektrolitning qabul qilingan oddiy tarkibi va undan foydalanish rejimi ko‘rsatilgan:

NaCu(CN)2 ning kompleks tuzi . . . . . . . . . . . (yoki metalga qayta hisoblanganda). . . . . . . . . .	40-50 g/l 18-22 g/l
Erkin holdagi natriy sianid NaCN. . . . . . . . .	10-20 g/l
Ishchi temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15-25^0C
Tok zichligi Dk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,5-1,0 a/dm^2
Tok bo‘yicha chiqish ηk . . . . . . . . . . . . . . . .	60-70 %

Anodlar yuzasining qoplanayotgan detallar yuzasiga nisbati 2/1 nisbatdan kam bo‘lmaganda bu elektrolitni korrektirovkalash ma’lum chegarada erkin natriy sianid konsentratsiyasini sistematik ravishda ushlab turishdan iborat bo‘ladi.
Detallarda kuchli gaz ajralib chiqishi va mis qatlamining hosil bo‘lish tezligi kichik bo‘lganda, ba’zan qoplamaning umuman bo‘lmasligi erkin holdagi natriy sianidning ortiqcha miqdorda mavjudligini ko‘rsatadi. Elektrolitdagi mis konsentratsiyasining tezda pasayishi, anodlarda oq yoki havorang plyonkaning hosil bo‘lishi va anodlar atrofida elektrolit rangining havorangga o‘tishi erkin natriy sianidning past konsentratsiyasi tufayli anodlarning passivlanishini ko‘rsatadi.
Sianidli elektrolitlardan uzoq vaqt foydalanilganda natriy sianidning karbonatli tuzlarga o‘tishi tufayli asta-sekin parchalanishini kuzatish mukin. Ularning elektrolitda to‘planib borishi bilan misni cho‘ktirish sharoiti yomonlashadi, tok bo‘yicha chiqish kamayadi, tokning ruxsat etilgan zichligi ham kamayib boradi. Karbonatlarning konsentrauiyasi 100 g/l dan oshsa, passivlanish hodisasi va karbonatlarning anodlarda, detallarda va vanna devorlarida elektrolit sathi bo‘yicha kristallanishi sodir bo‘ladi.
Karbonatlarni yo‘qotishning sanoat usullari hozircha etarli darajada ishlab chiqilmagan. Ularni qisman yo‘qotish uchun bug‘latiladi, so‘ngra imkoni boricha sovutiladi. Bunda karbonatlar oq kristall massa ko‘rinishida ajralib chiqadi. Karbonatlarning yo‘qolishi bilan elektrolitlarda ham bir muncha yo‘qotishlar yuz yueradi.
Quyilgan yoki ishlov berilgan sianidli elektrolitlarni yog‘sizlantirish tarkibida 10 % temir sulfat va 5% so‘ndirilgan ohak bo‘lgan eritma bilan ishqorlash yo‘li bilan olib boriladi.
Bunda temirning sianidli tuzlarining hosil bo‘lishi hisobiga eritma o‘ziga xos qizil rangga bo‘yaladi. Mislash jarayonini tezlashtirish va silliq, g‘ovaksiz qoplama olish uchun vanna shinalaridan o‘zgarmas tokning reversivlash usulidan foydalaniladi.
Sianidli elektrolitlardan tarkibida anodlarning passivlanishini yo‘qotish uchun qo‘shilgan segnetli tuzli elektrolitni ham tavsiya etish mumkin. Uning tarkibi va ish tartibi quyida ko‘rsatilgan:

NaCu(CN)2 ning kompleks tuzi . . . . . . . . . . . . (yoki metalga qayta hisoblanganda). . . . . . . . . .	45-50 g/l 18-20 g/l
Erkin holdagi natriy sianid NaCN. . . . . . . . . . . .	15-20 g/l
Segnet tuzi KNaC4H4O6 . . . . . . . . . . . . . . . .	40-60 g/l
Ishchi temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	40-50 ^0С
Tok zichligi Dk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	2 a/dm^2
Tok bo‘yicha chiqish ηk . . . . . . . . . . . . . . . . .	60-70 %

Misning konsentratsiyasining ortishi va erkin KCN miqdorining kamayishi bilan mis hosil bo‘lish jarayoni bir muncha tezlashadi. Buning uchun elektrolitning quyidagi tarkibi va cho‘ktirish tartibi tavsiya etiladi:

KCu(CN)2 ning kompleks tuzi. . . . . . . . . . . . (yoki metalga qayta hisoblanganda) . . . . . . . . . .	120-130 g/l 50-55 g/l
Erkin holdagi natriy sianid KCN. . . . . . . . . . . .	3-5 g/l
Kaustik soda NaOH. . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8-15 g/l
Segnet tuzi KNaC4H4O6 . . . . . . . . . . . . . . . .	60-75 g/l
Ishchi temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	50-60^0С
Tok zichligi Dk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	5-7 a/dm^2
Tok bo‘yicha chiqish ηk . . . . . . . . . . . . . . . .	60-70 %

Elektrolitni mexanik aralashtirish yoki katodli shtanglarni harakatga keltirish maqsadga muvofiq.

Erkin holdagi natriy sianidni kaliy rodanid bilan almashtirilganda misning hosil bo‘lish tezligini ortishini kuzatish mumkin. Bu elektrolit rangli metallar va oltin instituti tomonidan yaratilgan. Uning uchun quyidagi tarkib va ish tartibini tavsiya etish mumkin:

NaCu(CN)2 ning kompleks tuzi. . . . . . . . . . . . (yoki metalga qayta hisoblanganda) . . . . . . . . . .	185-200 g/l 85-90 g/l
Erkin holdagi natriy sianid NaCN. . . . . . . . . . . .	3,7-4 g/l
Kaliy rodanit KCNS. . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15-17 g/l
Kaustik soda NaOH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30-35 g/l
Ishchi temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70-75^0С
Tok zichligi Dk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	10 a/dm^2
Tok bo‘yicha chiqish ηk . . . . . . . . . . . . . . . .	95-100 %

Elektrolitni intensiv ravishda mexanik aralashtirish parametrlari tavsiya etiladi. Yaltiroq misli qoplamalar olish uchun elektrolitni quyidagi tarkibi va cho‘ktirish tartibi ishlab chiqilgan:

NaCu(CN)2 ning kompleks tuzi. . . . . . . . . . . . . (yoki metalga qayta hisoblanganda) . . . . . . . . . . .	120-180 g/l 55-80 g/l
Erkin holdagi natriy sianid NaCN. . . . . . . . . . . .	15-25 g/l
Ammoniy rodanit NH4CNS. . . . . . . . . . . . . . . .	8-12 g/l
Vinokislotasining natriyli tuzi Na2C4H4O6. . . . . . . .	10-15 g/l
Kaustik soda NaOH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	20-30 g/l
Yaltiroqlik hosil qiluvchi. . . . . . . . . . . . . . . . .	0,03-0,05 g/l
Ishchi temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	55-65^0С
Tok zichligi Dk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,5-3 a/dm^2

Elektrolit uzluksiz ravishda aktivlangan ko‘mirli filtr orqali o‘tkaziladi. Rusumi M1 bo‘lgan misli anodlar vannada g‘iloflarga solingan holda osib qo‘yiladi. Anodlarning yuzasi qoplanayotgan detall yuzasida 2-3 marta katta bo‘lishi kerak. Vanna katodli shtanglarni daqiqasiga 20-30 marta tebratuvchi qurilma bilan jihozlanadi. Vanna shinalarida katodli tok bilan 40 sek., va anodli tok bilan 10 sek.davomida reversivlash amalga oshiriladi. Yaltiroqlik hosil qiluvchi aralashma alohida quyidagi komponentlardan tarkib topadi:

Vino kislotasi H2C4H4O6. . . . . . . . . . . . . . . . . .	40 g/l
Marganets sulfat MnSO4·5H2O . . . . . . . . . . . . . . .	50 g/l

Vinokislotasining natriyli tuzi va kaustik soda o‘rniga mislash elektroliti tarkibiga natriy gidrofosfatdan Na₂HPO₄·12H₂O 10-12 g/l qo‘shilsa elektrolit narxi birmuncha arzonlashadi.

Natriy sianidni kaliy sianidning KCN 20-25 g/l eritmasi bilan almashtirish mumkin.
Elektrolitning muhim kamchiliklariga qoplamaning yaxshi yaltiroq emasligi kiradi. Bunga quyidagilar sabab bo‘lishi mumkin. Komponentlar konsentratsiyasining elektrolitning berilgan tarkibiga mos kelmasligi, yaltiroqlik hosil qiluvchining etarli emasligi tok zichligi va temperaturaning berilgan tartibga mos emasligi va shtangni harakatlantirishning xarakatlanish chastotasining kichik ekanligi sabab bo‘lishi mumkin.
Qoplamaning notekis va pittingni paydo bo‘lishi aktivlangan ko‘mirli filtrning nosozligi bilan bog‘liq. Nihoyat, misli qoplamaning po‘lat bilan yomon birikishi odatdagi sianidli elektrolitlardagi kabi qoplanayotgan buyum sirtining yaxshi tayyorlanmanganligi yoki erkin natriy sianidning etarli miqdorda emasligi bilan tushintiriladi. Sianidli elektrolitlar quyiladigan mislash vannalari temir listdan payvandlash yo‘li bilan tayyorlanadi va bug‘ bilan ishlov berish qismlari va shamollatish moslamalari bilan ta’minlanadi.