Информация о документе

Цена 50000UZS
Размер 1.2MB
Покупки 0
Дата загрузки 19 Июль 2024
Расширение docx
Раздел Курсовые работы
Предмет Металлургия

Продавец

Javohirbek igamberdiyev

Дата регистрации 23 Февраль 2024

7 Продаж

Kadmiy metalini ishlatilishi Kurs ishi

Купить
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY TA’LIM, FAN VA INOVATSIYALAR VAZIRLIGI TOSHKENT KIMYO TEXNOLOGIYALARI INSTITUTI “ KIMYOVIY MODDALAR TEXNOLOGIYASI ” FAKULTELI Silikat materiallar va nodir metallar kimyoviy texnologiyasi kafedrasi Noyob, Tarqoq va Nodir Metallar Kimyoviy Texnologiyasi fanidan KURS ISHI Mavzu: __________________________________ ________________________________________ Guruh:__________________ Bajardi: _________________ Qabul qildi :______________ MUNDARIJA 1 Kirish 2 Kadmiyning ishlatilishi 3. Kadmiyning xususiyatlari va qo'llanilishi 4. Kadmiy xom ashyosining tarkibi. 5. Mis-kadmiyli changlarni gidrometallurgik qayta ishlash. 6. Kadmiyning elektrolitik vanalarda ishlab chiqarilishi. 7. Kadmiy o’z ichiga olgan changlarni qayta ishlash. 8. Kadmiy ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalari. 9. Kadmiy qoplama jarayoni maxsus vannalarda yuzaga keladigan murakkab elektrokimyoviy reaktsiyasi. 10. Elektroliz jarayonlari. 5 Hulosa 6 Foydalanilgan adabiyotlar 1 KIRISH Kadmiy – bu batareyalar va ko’plab mahsulotlarda ishlatiladigan metall. Biz kundalik hayotda foydalanadigan ob’ektlarni ishlab chiqarishdagi afzalliklarni inkor etib bo’lmaydi; ammo tanganing ikkinchi tomoni umuman yurakni quvontirmaydi. Kadmiy eng xavfli og’ir metallar qatoriga kiradi . Biz oziq- ovqat zanjiridan, suvdan , sigaretadan, havodan va oziq-ovqat uchun ishlatiladigan idishlardan kadmiyga duch kelishimiz mumkin. Zaharli kadmiy ko’plab kasalliklarni, ayniqsa suyak tizimining mo’rtligini keltirib chiqarishi mumkin. Bu tanadagi kaltsiy muvozanatini buzadi va foydali oqsillarni chiqarilishiga olib keladi. Oddiy moddaning ko’rinishi Yumshoq, egiluvchan, kumush-kulrang metall Atom xossalari Nomi, belgi, raqami ——————-→ Kadmiy (Cd), 48 Atom massasi ——————-→ 112.411 m.a.b. (g/mol) Elektron konfiguratsiyasi ——————-→ [Kr] 4d 10 5s 2 Atom radiusi ——————-→ 154 pm 2 Kimyoviy xossalari Kovalent radius ——————-→ 148 pm Ion radiusi ——————-→ (+2e) 97 pm Elektrmanfiyligi ——————-→ 1.69 (poling shkalasi bo‘yicha) Oksidlanish darajasi ——————-→ 2, 0 Ionlanish energiyasi ——————-→ 867,2 kJ/mol; (8.99 eV) Oddiy moddaning termodinamik xususiyatlari Termodinamik faza ——————-→ Qattiq modda Zichlik ( n.sh. da ) ——————-→ 8.65 g / sm³ Erish harorati ——————-→ 594,1 K (321 °C) Qaynatish harorati ——————-→ 1038 K (764,85 °C) Solishtirma erish issiqligi ——————-→ 6.11 kJ/mol; Solishtirma buglanish issiqligi ——————-→ 59,1 kJ/mol; Molyar issiqlikgi ——————-→ 26.0 kJ/(K∙mol); Molyar hajmi ——————-→ 13.1 mol/sm 3 ; 3 Oddiy moddaning kristall panjarasi Panjara tuzilishi ——————-→ olti burchakli Panjara parametrlari ——————-→ a = 2.979 c = 5.618 Å Boshqa xususiyatlar Issiqlik o’tkazuvchanligi ——————-→ (300 K) 96,9 Vt / (m ∙ K) CAS raqami ——————-→ 7440-43-9 Kadmiy – 1800-yillarning boshlarida topilgan element. Germaniyaning Gannover shahridagi ba’zi farmatsevtlar rux karbonatining «kadmia» deb nomlangan tabiiy shaklini qizdirib, rux oksidi olishdi. Ayni paytda, olingan moddaning rangsiz bo’lib qolganligi sezildi. 1817 yilda Göttingen universiteti kimyogari Fridrix Stromeyer ushbu muammoni o’rganib chiqdi va rang o’zgarishiga noaniq modda sabab bo’lganligini aniqladi. Stromeyer, kalamin deb ham ataladigan rudadagi namunalarni o’rganib, ba’zi namunalar sariq rangda yonayotganini, boshqalari esa yo’qligini payqadi. U ushbu moddani jigarrang oksid sifatida ajratib, uglerod qobig’i bilan qizdirib, ko’k-kulrang metall hosil qildi. U ushbu metalni «kadmiy» deb atagan. Bir yil o’tgach, Stromeyerning kashfiyoti tasqidlandi va kadmiyning xususiyatlari tushuntirildi. Fizik va kimyoviy xossalari Kadmiyning kimyoviy belgisi « Cd » dir. Uning atom raqami 48, vazni esa 112,41. Bu davriy tizimning 2-B guruhidagi metall element. Uning erish nuqtasi 321 °C, qaynash harorati 767 °C. Uning zichligi 8,65 g/cm³. Kumush oq va mavimsi rangga ega, tamsiz va hidsiz. Bu pichoq bilan chizish uchun etarlicha 4 yumshoq oraliq metallidir. Uning kristall tuzilishi olti burchakli. Bu kimyoviy xususiyatlar bo’yicha rux va simob o’rtasidagi o’xshashliklarni ko’rsatadi. Ba’zi birikmalar fosforesans va lyuminestsentsiya xususiyatlarini ko’rsatadi. U ishqalanish va oksidlanishga yuqori qarshilikka va yuqori elektrmanfiylikga ega. Uning birikmalarida «2+» qiymatga ega. Havoda qizdirilsa, u qizil alanga bilan yonadi va quyuq tutun va kadmiy peroksid hosil qiladi. Nam havoda asta oksidlanadi. Oksid qatlami metallni to’liq qoplaydi. Uning bug’lari monatomik va to’q sariq rangga ega. U asoslarda erimaydi. U kislotalar bilan tezda reaksiyaga kirishadi va tuzlar hosil qiladi. Ba’zi sulfatlar bilan qo’sh tuzlar hosil qiladi. Xlorid , nitrat va sulfat tuzlari suvda eriydi. Kadmiy sulfidi suvda erimaydi. Arsenat, fosfat, ferrotsianid va oksalat tuzlari ham suvda erimaydi. Ushbu tuzlar amin kompleksi beradigan ammiak bilan eriydi. Galogenlar issiqda kadmiy bilan birikmalar hosil qilishi mumkin. Ammo kadmiy vodorod va azot bilan birikmaydi. Uni tabiatda sof holda topish mumkin emas. Odatda minerallarda rux bilan bo’lgan birikmalarda mavjud. Asosiy kadmiy minerallari mavjud emasligiga qaramay, grinokit (CdS) deb nomlangan rux sulfidli mineral tarkibida kadmiy miqdori 0,5 dan 2 foizgacha. Shuningdek, u oz miqdorda sfalerit mineralida uchraydi. Uni qo’rg’oshin va mis minerallarida rux bilan birga topish mumkin. U ruda metallarni ishlab chiqarish jarayonida yon mahsulot sifatida olinadi. Kadmiy oksidi yuqori toza kadmiyni olish uchun ishlatiladi. U tabiatda 8 ta barqaror izotoplar aralashmasi sifatida mavjud. Ushbu izotoplardan Kadmiy-113 va Kadmiy-116 izotoplari radioaktivdir . Uning izotoplari yaxshi neytron yutuvchilardir. 2. Kadmiyning ishlatilishi 5 Kadmiy, asosan oksidlanishga chidamliligi va sanoatda oson qoplanishi tufayli po’lat qoplamada ishlatiladi. Korroziyaga chidamliligini oshirish uchun temir , mis va rux ham kadmiy bilan qoplanadi. Bug’ yoki elektroliz qoplamasi qo’llanilishi mumkin. Bu eritish darajasining pastligi sababli qotishmalarning muhim tarkibiy qismidir. Ishqalanish qarshiligini talab qiladigan joylar, masalan rulman, kadmiy bilan qoplanadi. Uning nikel bilan qotishmasi ba’zi batareyalarda ishlatiladi. Shuning uchun yaxshi neytron yutuvchisi bo’lgan kadmiy yadro reaktorlarida regulyator tayoqchalarida hamda retarderlarda ishlatiladi. Eritish darajasi past bo’lgan dazmollar tarkibida kadmiy mavjud. Kadmiy oksidi qoplama vannalarida ishlatiladigan yaxshi katalizator hisoblanadi. Uning birikmalarining katta qismi sariq va qizil pigmentlar sifatida ishlatiladi. Masalan; kadmiy nitrat ko’zoynaklarga qizg’ish sariq rang beradi. Kadmiy sulfidi keramikalarga sariq rang beradigan pigmentlarda ishlatiladi. Kadmiy sulfat tibbiyotda engil antiseptik sifatida ishlatiladigan moddadir. Kadmiy xloridi paxtani bo’yash, elektroplastika va fotosuratlarda ishlatiladigan ajralmas birikma. Kadmiy elektro yordamida ishlab chiqarilgan batareyalar qo’rg’oshinli batareyalarga qaraganda uzoqroq ishlaydi. Kadmiy, qotishmalar va birikmalar ishlatiladigan ba’zi mahsulotlar: quyma qotishmalar, batareyalar , PVX, qayta zaryadlanadigan va qayta zaryadlanmaydigan batareyalar, neft komponentlari, televizorlarda va boshqalar. 3. Kadmiyning xususiyatlari va qo'llanilishi D.I.Mendeleyev davriy sistemasining II guruhi kimyoviy elementi bo lib, seriyaʻ raqami 48, atom og irligi 112,41. Yer qobig'idagi kadmiy miqdori 1,35 ∙10 ʻ -5 % massa, dengiz va okeanlar suvlarida 0,00011 mg/l. Kadmiy - kumushsimon oq rangli, yaltiraydigan ko'k metall bo'lib, u himoya oksidi plyonkalarining hosil bo'lishi tufayli sirtda o'chadi. Kadmiyning erish nuqtasi 321 o C, qaynash nuqtasi 770 o S. Qattiq kadmiyning zichligi 8,65 g/sm 3 , suyuqlikning erish nuqtasida 8,016 g/sm 3 . 6 Sof kadmiy tayog'i egilganida xuddi qalay kabi xirillagan tovush chiqaradi, ammo metalldagi har qanday aralashmalar bu ta'sirni yo'q qiladi. Xona haroratida kadmiy yumshoq metall bo'lib, uni pichoq bilan kesish mumkin. Bu qalaydan qattiqroq, lekin sinkdan yumshoqroq. Biroq, 80 o C dan yuqori qizdirilganda kadmiy o'zining elastikligini shunchalik yo'qotadiki, uni maydalash mumkin. Kadmiyning standart elektrod potensiali 0,403 V ni tashkil qiladi, standart potentsiallar qatorida u vodoroddan oldin joylashgan. Quruq atmosferada kadmiy barqaror, nam muhitda u asta-sekin sirtdan CdO oksidi va asosiy tuzlarning ingichka qatlamlari bilan qoplanadi, bu esa uning keyingi oksidlanishiga to'sqinlik qiladi. Erish nuqtasidan yuqorida kadmiy havoda yonib, jigarrang oksidi CdO hosil qiladi : Cd + O 2 = 2CdO (3.1) Kadmiy bug'i suv bug'i bilan reaksiyaga kirishib, vodorod hosil qiladi: Cd + H 2 O = CdO + H 2 (3.2) Guruh qo'shnisi sink bilan solishtirganda, kadmiy kislotalar bilan sekinroq reaksiyaga kirishadi: Cd + 2HCl = CdCl 2 + H 2 (3.3) Reaksiya eng oson nitrat kislota bilan sodir bo'ladi: 3Cd + 8HNO 3 = 3Cd(NO 3 ) 2 + 2NO↑ + 4H 2 O (3.4) Kadmiy ishqorlar bilan kimyoviy reaksiyaga kirishmaydi. Konsentrlangan tuz eritmalarida u ammiakli selitrani NH 4 NO 2 nitritigacha kamaytirishga qodir : NH 4 NO 3 + Cd = NH 4 NO 2 + CdO. (3.5) Cu(II) yoki Fe(III) tuzlari eritmalarida oson oksidlanadi: Cd + CuCl 2 = Cu + CdCl 2 (3.6) 2FeCl 3 + Cd = 2FeCl 2 + CdCl 2 (3.7) 7 Erish nuqtasidan yuqori bo'lgan kadmiy galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, galogenidlarni hosil qiladi: Cd + Cl 2 = CdCl 2 (3,8) Oltingugurt va boshqa xalkogenlar bilan xalkogenidlar hosil qiladi: Cd + S = CdS. (3.9) BILAN H 2 , N , C , Si va B kadmiy reaksiyaga kirishmaydi. Cd 3 N 2 nitridi va CdH 2 gidridi bilvosita olinadi. Suvli eritmalarda kadmiy ionlari Cd 2+ akvakomplekslarni [Cd(H 2 O) 4 ] 2+ va [Cd(H 2 O) 6 ] 2+ hosil qiladi . Kadmiy gidroksidi Cd(OH) 2 kadmiy tuzi eritmasiga ishqor qo'shib olinadi: dSO 4 + 2NaOH bilan = Na 2 SO 4 + Cd(OH) 2 (3.10) CdO oksidi va kadmiy gidroksid Cd(OH) 2 ning amfoter xossalari tegishli sink birikmalariga qaraganda ancha kam aniqlanadi . Juda konsentrlangan ishqor eritmalarida uzoq vaqt qaynatishda gidroksid komplekslari [Cd(OH) 6 ] 4- hosil bo'lishi qayd etilgan . Murakkab hosil bo'lishi tufayli kadmiy gidroksid Cd (OH) 2 ammiak NH 3 ning suvli eritmalarida osongina eriydi. Cd(OH) 2 + 6NH 3 = [Cd(NH 3 ) 6 ](OH) 2 . (3.11) Olingan kadmiyning 40% ga yaqini oson zanglagan metallarga korroziyaga qarshi qoplamalarni qo'llash uchun ishlatiladi. nikel-kadmiy va kumush-kadmiy ), oddiy Weston xujayralari va zaxira batareyalarda ( qo'rg'oshin-kadmiy xujayrasi , simob-kadmiy xujayrasi ) ishlatiladigan kadmiy elektrodlarini ishlab chiqarishda ishlatiladi . 8 sulfidlar va selenidlar, aralash tuzlar, masalan, kadmiy sulfid - kadmiy sitrik) ishlab chiqarish uchun, qattiq lehimlarning (kumush, mis, rux asosidagi qotishmalar) tarkibiy qismi sifatida ishlatiladi. erish nuqtasi, yarimo'tkazgichlar va fosforlar . qotishmalarni ishlab chiqarishga sarflanadi . samaradorlik bilan kino quyosh xujayralari ishlab chiqarish uchun ishlatiladitaxminan 10 - 16%, shuningdek, juda yaxshi termoelektrik material sifatida. Kadmiy termal neytronlarni ushlashda juda yaxshi va yadro sanoatida yadro reaktorlari uchun boshqaruv novdalarini ishlab chiqarish uchun, shuningdek, neytronlarni himoya qilish uchun ishlatiladi. Kadmiy floroborat alyuminiy va boshqa metallarni lehimlash uchun ishlatiladigan muhim oqimdir. Barcha metallar orasida kadmiy mutlaq nolga yaqin eng yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Bu xususiyat kriyojenik texnologiyada qo'llanilishini topdi. Mis-kadmiyni tozalashning o'rtacha mahsulotlari mis-kadmiyli keklardir. Mis- kadmiyli keklar tarkibi bilan tavsiflanadi, %: 2,5 – 12,0 S d ; 4,0-17,0 Cu ; 35,0- 60,0 Zn ; 0,05-2,0 Fe ; 0,05-0,2 kabi . Keklarni shartli ravishda 3 guruhga bo'lish mumkin: kambag'al (2-5% Cd ) , o'rtacha (5-8% Cd ) va boy (8-12% Cd ) . Mis miqdori past bo'lgan boy keklar xorijiy zavodlarda qayta ishlanadi. Mahalliy fabrikalar mis keklarini qayta ishlashadi, ular qayta ishlash jarayonida ko'p miqdordagi texnologik operatsiyalarni talab qiladi. Qo'rg'oshin kontsentratlarining aglomeratsiyasidan chang, shaxta qo'rg'oshin eritish changi, qo'rg'oshin eritish shlakining Vaelts jarayonidagi chang, shuningdek rux olishning pirometallurgiya usulida sink konsentratlarini sinterlash changlari ham ishlab chiqarish uchun sanoat ahamiyatiga ega. changdan kadiy. 9 Jarayonning tabiatiga qarab, chang tarkibidagi kadmiy turli xil shakllarda bo'lishi mumkin. Qo'rg'oshin kontsentratlarini va qo'rg'oshin eritishdan olingan vaelz shlaklarini oksidlovchi aglomeratsiyali qovurish changlarida kadmiy asosan oksidlar va sulfatlar shaklida bo'ladi. Bunday materiallarni sulfat kislotaning kuchsiz eritmasi bilan yuvish orqali oldindan tayyorlanmasdan qayta ishlash mumkin. Qo'rg'oshin eritish changida kadmiy asosan sulfid shaklida bo'lib, u suyultirilgan sulfat kislotada deyarli erimaydi. Qo'rg'oshin ishlab chiqarishdan olinadigan kadmiyli changlarning taxminiy tarkibi 3.1-jadvalda keltirilgan. 3.1-jadval – Qo'rg'oshin ishlab chiqarish changlarining tarkibi Chang Murakkab, % CD Zn Pb Fe Sifatid a Tl S Cu Kon qo'rg'oshin eritish 3-10 5-10 30- 50 1-2 2-10 0,2 - 1,0 5- 10 2-5 Qo'rg'oshin konsentratlarini sinter bilan qovurish 0,4- 1,0 2,5- 10 48- 60 5-6 0,05- 0,5 - 6- 12 0,3 - 1,4 5. Mis-kadmiyli changlarni gidrometallurgik qayta ishlash. 10 Mis-kadmiyli keklarni yuvish Mis-kadmiyli keklarni gidrometallurgik qayta ishlashning asosiy operatsiyalaridan biri yuvishdir. Yuvishning maqsadi eritmaga imkon qadar ko'proq sink va kadmiy va minimal miqdordagi aralashmalarni o'tkazishdir. Keklarni yuvish uchun sink ishlab chiqarishdan chiqindi elektrolitlar ishlatiladi. Yuvish jarayonida eritmaga avval rux, keyin kadmiy kiradi. Eritma jarayoni reaksiyalarga muvofiq davom etadi Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 (3.12) ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O (3.13) Cd + H 2 SO 4 = CdSO 4 + H 2 (3.14) CdO + H 2 SO 4 = CdSO 4 + H 2 O (3.15) Kekdagi sink va kadmiy konsentratsiyasining sezilarli darajada pasayishi bilan eritma jarayoni boshlanadi - misni eritish jarayoni. CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (3.16) 11 Rux va kadmiyning erishi to'liqligi eritmada mis ionlarining paydo bo'lishi bilan baholanadi. Kadmiy bilan bir vaqtda pirojnoe tarkibidagi nikel, kobalt, indiy, talliy va boshqalar kabi mikroifratlar eritma ichiga o'tadi.Bu aralashmalarning eritmaga o'tishi istalmagan, chunki ular keyinchalik elektrodepozitsiya va tozalash jarayonlarini murakkablashtiradi. kadmiy. Biroq, bu aralashmalarning eritmaga o'tishidan qochish mumkin emas. Elektromanfiy elementlar sifatida ular eritma ichiga kirib, sementlash reaksiyalari orqali mis ionlarini eritmadan siqib chiqaradi. Ni + Cu 2+ = Ni 2+ + Cu (3.18) Co + Cu 2+ = Co 2+ + Cu (3.19) Yuvish jarayoniga bir qator omillar ta'sir qiladi: sulfat kislota konsentratsiyasi, harorat va oksidlovchi moddalar mavjudligi. Sulfat kislota kontsentratsiyasining oshishi va haroratning oshishi bilan jarayonning tezligi oshadi. Oksidlovchi moddalar ishtirokida metallar oksidlarga aylanadi, ular metallarga qaraganda faolroq eriydi. Bunday holda, vodorod hosil bo'lmaydi. Shuning uchun, ishlab chiqarish amaliyotida ular keklarni oksidlovchi olovga solishga harakat qilishdi. Biroq, kadmiyning erishi kuchayishi bilan birga, kobalt va nikelning eruvchanligi oshadi, bu eritmaning ifloslanishiga olib keladi. Keklarni ochiq havoda maxsus platformalarda qaritib, oksidlanishdan o'tkazish maqsadga muvofiq bo'lib chiqdi. Ushbu maqsadlar uchun keklar beton platformaga joylashtiriladi, soyabon bilan qoplangan, yon tomonlari balandlikdagi qatlamda 0,5 12 м. Atmosfera kislorodi ta'sirida tsement metallari oksidlanadi. Keklarning tarkibiga qarab oksidlanish davomiyligi bir necha kundan bir necha haftagacha. 3.4.2 Kadmiy shimgichni tayyorlash Yuvish jarayonidan so'ng kadmiy keki eritmadan ajratiladi. Kadmiyni eritmadan chiqarish sementlash jarayoni bilan amalga oshiriladi. Sink changi sementleme agenti sifatida ishlatiladi . Sementlash jarayoni kimyoviy reaksiyaga asoslangan CDSO4+ Zn = Cd + ZnSO 4 (3.20) Tsementlash jarayonida barcha mishyak birikmalari mishyak vodorodining hosil bo'lishi bilan kamayadi. AsO 33− + 3Zn + 9H + = 3Zn 2+ + 3H 2 O + AsH 3 (3.21) AsO 43− + 4Zn + 11H + = 4Zn 2+ + 4H 2 O + AsH 3 (3.22) Shuning uchun sementlash jarayoni intensiv shamollatish bilan amalga oshiriladi, shuning uchun arsenik vodorod ustaxona atmosferasiga kirmaydi. 3.4.3 Kadmiy shimgichni eritish Tsementlash jarayonida kadmiyning katta qismi va nikel ionlarining bir qismi kadmiy shimgichga o'tadi. Kobaltning asosiy miqdori eritmada qoladi. Olingan shimgichli tsement loy eritmasidan ajratiladi va eritish jarayoniga duchor bo'ladi. 13 Kadmiy shimgichni eritish sink yoki kadmiy ishlab chiqarishdan sarflangan elektrolitlar bilan amalga oshiriladi. o S haroratda eritmani havo bilan aeratsiyalash yoki mayda maydalangan marganets dioksidi yoki elektrolit vannalaridan marganets loyini qo'shish bilan amalga oshiriladi. Olingan eritma talliydan tozalanadi, buning uchun kaliy permanganat yoki kaliy dixromat bilan ishlov beriladi. Tl 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7 = K 2 SO 4 + Tl 2 Cr 2 O 7 (3.23) 3Tl + + 2MnO 4 - + OH - + 6H 2\ O = 3Tl(OH) 3 + 2MnO(OH) 2 (3.24) Olingan talliy tuzlari erimaydigan birikmalar bo'lib, eritmadan ajratilgandan so'ng talliy ekstraktsiyasiga yuboriladi. Mis-kadmiyli keklarni oraliq mahsulotlar bilan qayta ishlash jarayonida boshqa aralashmalar chiqariladi: qayta ishlangan sink eritmalari bilan kobalt va mishyak atmosferaga chiqariladi. 3.4.4 Mis-kadmiyli keklarni qayta ishlashning texnologik sxemalari Mis-kadmiyli keklarni yuvish uchun turli xil texnologik sxemalar mavjud. Ishlatilgan sink elektrolitlari bilan bir bosqichli yuvishning texnologik sxemalari mavjud. Bu sxema kadmiyni tanlab eritishni, kadmiy shimgichni cho'ktirishni va kadmiy shimgichni elektrolitik ishlab chiqarishdan so'ng kadmiy shimgichni sarflangan elektrolit bilan eritib, keyingi elektroliz uchun kadmiy elektrolitini olishni nazarda tutadi.Ushbu sxema bo'yicha zavodlar ishlaydi. tarkibida 8-12% kadmiy bo'lgan mis-kadmiyga boy keklarni qayta ishlash. 14 o S haroratda eritmada mis ionlari paydo bo'lguncha amalga oshiriladi. Yuvish jarayoni tugagandan so'ng, qoldiq kislota ohak bilan neytrallanadi va mis ionlari faol sink changining qat'iy hisoblangan miqdori bilan eritmadan cho'ktiriladi. Bunday holda, eritma sinkdan ko'ra ko'proq elektromusbat aralashmalardan va birinchi navbatda, qo'rg'oshindan tozalanadi. Tsementlash jarayonida kadmiyning kichik qismi ham cho'kindiga o'tadi. Misdan tozalangan eritma tarkibida g/l: Zn - 100-120, Cd -15-20, Cu -2-3. Olingan mis keki tarkibida,%: Zn -5-8; Cd -1-1,5; Cu - 50% gacha. Yuvish jarayonida kadmiyning eritmaga aylanishi 98% ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, mis-kadmiyli keklarni sarflangan rux elektrolitlari bilan bir bosqichli yuvishning texnologik sxemalari mavjud bo'lib, ular bo'yicha 5-8% kadmiyli kekslar qayta ishlanadi. Oldingi texnologik sxemadan farqli o'laroq, bu kadmiy va misni birgalikda eritishni, so'ngra mis eritmasidan qat'iy dozalangan miqdordagi sink changini cho'ktirishni ta'minlaydi. yoki kadmiy shimgichni kadmiyni sarflangan kadmiy elektrolitlari bilan oraliq tanlab eritish bilan ikki marta cho'ktirish. Bunda elektrolit ikkinchi kadmiy shimgichni sulfat kislotada eritib tayyorlanadi. Bunda mis-kadmiyni yuvish sarflangan rux elektrolitlari bilan sulfat kislota to'liq neytrallashguncha va eritmadagi mis miqdori 2-3 g/l gacha ko'tarilguncha amalga oshiriladi. Eritmadagi mis eritmadagi mis konsentratsiyasi 0,3-0,8 g/l gacha kamayguncha yangi mis-kadmiyli kek bilan cho'ktiriladi. Olingan pulpa qalinlashuv jarayonidan o'tadi. Pulpaning pastki qismi sink eritmasini xlordan tozalash uchun ketadi va quyuqlashtiruvchi moddalarning yuqori oqimi kadmiy shimgichni cho'ktirishga ketadi. Olingan birinchi kadmiy shimgich sarflangan kadmiy elektrolitida kadmiyni iloji boricha eritmaga o'tkazadigan tarzda eritiladi. Bunday holda, eritmadagi mis miqdori iz darajasida ruxsat etiladi. Kadmiyni eritgandan so'ng mis qoldig'i yuvish uchun jarayonning boshiga yuboriladi. Kadmiyni o'z ichiga olgan eritma kadmiy 15 shimgichni ikkinchi cho'ktirishga yuboriladi. Kadmiy shimgichni cho'ktirish sink changi bilan amalga oshiriladi. Kadmiyli yog'ingarchilikdan so'ng kambag'al eritma sink ishlab chiqarishga yuboriladi. Olingan shimgich sulfat kislotaning suyultirilgan eritmasida eritiladi. 200-300 g/l Cd va 0,2 g/l Cu gacha bo'lgan hosil bo'lgan eritma kadmiyni elektrolitik ajratish uchun yuboriladi. Yuvish jarayonida kadmiyning tiklanishi 93% ni tashkil qiladi. Nihoyat, ishlatilgan rux elektrolitida mis-kadmiyli tortni ikki bosqichli yuvish va bir yoki ikkita kadmiyli gubkalarni cho'ktirish orqali eritmani aralashmalardan tozalashni ta'minlaydigan texnologik sxemalar mavjud. Mis-kadmiy kekini yuvish 50-60 o S haroratda amalga oshiriladi. Yuvish muddati 5 dan 18 soatgacha. Ushbu sxema 2-5% kadmiyni o'z ichiga olgan kadmiyli keklarni qayta ishlash uchun ishlatilishi mumkin. Eritmaga kadmiyni yuvishdan keyin tiklanishi 97-98% ni tashkil qiladi. Keklarning tarkibidagi farqlar tufayli har bir alohida korxonada texnologik sxemalar ba'zi xususiyatlar va olingan oraliq mahsulotlarning turli xil tarkibi bilan tavsiflanadi. Biroq, barcha diagrammalar, tafsilotlardan tashqari, bir-biriga o'xshash va ular 3.1-rasmda keltirilgan asosiy texnologik diagramma shaklida taqdim etilishi mumkin. 16 17 3.1-rasm Mis-kadmiyli keklarni qayta ishlashning soddalashtirilgan texnologik sxemasi Kadmiy sexlarida mis-kadmiyli keklarni yuvish, eritilgandan keyin pulpani quyuqlash, suyuq va qattiq yuvish mahsulotlarini ajratish, erituvchi va tozalash eritmalari sink ishlab chiqarishda qo'llaniladigan uskunalardan deyarli farq qilmaydi. Bular mexanik va havo aralashtirgichli tanklar, quyuqlashtiruvchi moddalar, diskli vakuum filtrlari, ramka press filtrlari va Dieffenbach filtrlari. Kadmiyli keklarni qayta ishlash texnologik sxemasining deyarli barcha bosqichlarida (mis-kadmiyni yuvish, kadmiy shimgichni cho'ktirish, kadmiy shimgichni eritish) juda zaharli mishyak vodorodining chiqishi mumkin. Shuning uchun barcha qurilmalar qattiq qopqoqlarga ega va ularning ostidagi gazlar muxlislar tomonidan so'riladi. 6. Kadmiyning elektrolitik vanalarda ishlab chiqarilishi. Tarkibida 130-200 g/l Cd , 35-80 g/l Zn , 0,35-1,3 g/l Fe , 0,3-0,8 g/l Ni , 0,8-1,7 mg/l Cu , 0,1-0,5 mg bo‘lgan tozalangan kadmiy eritmasi. / l As , 0,1-0,5 mg/l Sb , 20-40 mg/l Co , 500 mg/l Tl gacha va 200-250 mg / l Cl - kadmiyning elektrolitik ishlab chiqarishiga ketadi. Sanoat amaliyotida kadmiyni elektrolitik ishlab chiqarish uchun ikkita usul qo'llaniladi: davriy va doimiy. Davriy usul elektrolitni yo'qotish uchun elektrolizdir. U elektrolitlar aylanishisiz qattiq elektrodlari bo'lgan vannalarda amalga oshiriladi. Elektroliz jarayoni elektrolitda 20-60 g/l Cd bo'lguncha amalga oshiriladi . Elektroliz jarayonida sulfat kislota elektrolitda to'planadi. Sarflangan elektrolitda sulfat kislota konsentratsiyasi 150-200 g/l ni tashkil qiladi. Elektroliz jarayonida oqim zichligi 40-100 A / m 2 18 oralig'ida saqlanadi . Jarayon tugagandan so'ng, sarflangan elektrolitlar vannalardan chiqariladi va ularga yangi neytral kadmiy elektrolitlari quyiladi. Uzluksiz elektroliz jarayoni elektrolitning doimiy aylanishi bilan amalga oshiriladi. Uzluksiz elektroliz jarayonida elektrolitik vannalarda kadmiy va sulfat kislotaning doimiy konsentratsiyasi saqlanadi. Jarayon 110-200A / m2 oqim zichligida amalga oshiriladi . Uzluksiz elektroliz jarayoni yanada oqilona bo'lsa-da, uni amalga oshirish tükenme elektrolizini tashkil qilishdan ko'ra ancha murakkab. Shuning uchun amalda kadmiy sulfat eritmalarini yo'q qilish uchun elektroliz qilish jarayoni yanada keng tarqaldi. Elektrolitik vannalarda katod sifatida alyuminiy plitalar, anod sifatida 1% kumush qo'shilgan erimaydigan qo'rg'oshin anod ishlatiladi. Elektroliz jarayonida alyuminiy katodning yuzasi kadmiy qatlami bilan qoplangan. Shuning uchun statsionar jarayonda elektrolizatorning elektrokimyoviy elementi quyidagicha ifodalanishi mumkin: (-) Cd / CdSO 4 , ZnSO 4 ,H 2 SO 4 , H 2 O , organik qo'shimchalar / Pb (+) Elektroliz jarayonida katodda quyidagi asosiy reaksiya sodir bo'ladi C d 2+ + 2 e = Cd (3.19) Elektrolit tarkibida vodorod ionlari mavjud bo'lib, ularning chiqishi katodda kadmiyga qaraganda ko'proq elektromusbat potentsialda amalga oshiriladi. Mantiqan, bu ionlar birinchi navbatda katodda zaryadsizlanishi kerak 19 2N + + 2e = N 2 (3.20) Biroq, kadmiy elektrodida vodorod ionlarining chiqishi katta ortiqcha kuchlanish bilan sodir bo'ladi. Natijada, kadmiyni elektrolitik ishlab chiqarish sharoitida vodorod ionlarining haqiqiy zaryadsizlanish potentsiali kadmiy ionlarining tushirish potentsialiga qaraganda ko'proq elektronegativ bo'ladi. Shuning uchun elektroliz jarayonida reaksiya (20) biroz rivojlanadi. Eritmadagi rux ionlarining konsentratsiyasi ancha yuqori bo'lsa-da, bu ionlarning ajralishi kadmiy ionlarining konsentratsiyasi elektroliz sharoitida kuzatilmaydigan kichik qiymatga yetganda boshlanadi. Shuning uchun sink ionlari elektroliz jarayonida katodda deyarli ajralmaydi. Kadmiyni elektrolitik ishlab chiqarish jarayonida qo'rg'oshin anodining xatti- harakati sink sulfat eritmalarini elektroliz qilish paytidagi xatti-harakatlaridan farq qilmaydi. Elektrolizning dastlabki momentida anodning elektrokimyoviy erishi sodir bo'ladi, bu yomon eriydigan ko'k birikmalar, birinchi navbatda PbSO 4 va keyin PbO 2 hosil bo'lishi bilan birga keladi . Qo'rg'oshin anodining PbO 2 qatlami bilan qoplanishi bilanoq , unda kislorod evolyutsiyasi jarayoni boshlanadi. H 2 O – 2e = 2H + + 0,5O 2 (3,21) Shunday qilib, kadmiyni elektroliz qilish jarayonida elektrodlarda yuzaga keladigan asosiy elektrod reaktsiyalari (3.19) va (3.21) reaktsiyalaridir. Shuning uchun elektrolizatorda sodir bo'ladigan asosiy reaktsiyani quyidagicha yozish mumkin: 20 Cd 2+ + H 2 O = Cd + 2 H + + 0,5 O 2 (3,22) yoki CdSO 4 + H 2 O = Cd + H 2 SO 4 + 0,5O 2 (3,23) Elektroliz jarayonining asosiy xarakteristikalari - oqim chiqishi va katod konining sifati. Joriy samaradorlikka bir qator omillar ta'sir qiladi: harorat, elektrolitlar tarkibi, oqim zichligi va undagi aralashmalar mavjudligi. Haroratning oshishi bilan katoddagi vodorod ionlarining zaryadsizlanishining haddan tashqari kuchlanishi pasayadi, bu reaktsiyaning rivojlanishiga olib keladi (3.21). Bu istalmagan, chunki katodda vodorodning evolyutsiyasi kadmiy uchun oqim tezligini pasaytiradi. Shuning uchun elektroliz jarayoni 25-30 o S haroratda amalga oshiriladi. Joriy samaradorlikka elektrolitdagi kadmiy kontsentratsiyasi ta'sir qiladi. Eritmada kadmiy konsentratsiyasi kamayishi bilan oqim samaradorligi pasayadi. Bu, ayniqsa, kadmiy konsentratsiyasi 40-60 g / l dan pastga tushganda sezilarli bo'ladi. Bundan tashqari, elektrolitda kadmiy miqdori past bo'lsa, katod konida dendritlar hosil bo'ladi, bu esa katod konining sifatini pasaytiradi. Joriy samaradorlikka elektrolitdagi sulfat kislotaning dastlabki miqdori ta'sir qiladi. Hozirgi zichlik katod konining sifatiga katta ta'sir ko'rsatadi. Oqim zichligi oshishi bilan dendrid hosil bo'lishi kuchayadi. Shuning uchun elektroliz jarayoni 40-50 A / m 2 oqim zichligida amalga oshiriladi . Katod konining sifatiga konning silliq yuzasini olishga yordam beradigan sirt faol moddalar ta'sir qiladi. Yog'och elim sirt faol qo'shimcha sifatida ishlatiladi. Yelim iste'moli 3 кгhar bir tonna katod kadmiy uchun 2 ni tashkil qiladi. 21 Kadmiy elektrolitlari tarkibidagi aralashmalarni uch guruhga bo'lish mumkin. Birinchi guruh kadmiyga qaraganda ko'proq elektromanfiy potentsialga ega bo'lgan aralashmalardan iborat. Bularga Mg, Na, K, Al, Mn, Fe , Zn kiradi . Ikkinchi guruh kadmiyga qaraganda ko'proq elektromusbat potentsialga ega bo'lgan aralashmalardan iborat. Bularga Cu , Pb , Sn , Ni , Co , Tl va boshqalar kiradi. Nopoklarning uchinchi guruhi xlor, ftor, kremniy kislotasi va boshqalardan iborat. Birinchi guruhga kiruvchi elektron manfiy metallar elektroliz sharoitida katodda ajrala olmaydi va elektrolitda to'planadi. Elektrolitda bu aralashmalarning to'planishi uning elektr o'tkazuvchanligini pasaytiradi, bu esa oqim samaradorligiga salbiy ta'sir qiladi. Elektroliz sharoitida marganets ( II ) ionlari anodda oksidlanib, marganets dioksidini hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lib, u anod yuzasiga yotqizilib, uni korroziyadan himoya qiladi va qisman loyga aylanadi. Mn 2+ - 4 e + 2 H 2 O = MnO 2 + 4 H + (3.24) Katodda sink ionlarining chiqishi elektrolitlar kadmiydan sezilarli darajada kamaygan taqdirdagina mumkin. Shuning uchun sink katod konini biroz ifloslantiradi. Katod koniga o'tgan sinkning kichik bir qismi sinkning gidroksidi soda qatlami ostida keyingi erishi paytida osongina chiqariladi. Shu bilan birga, elektrolitdagi sink miqdorining oshishi katodda dendrid hosil bo'lish jarayoniga yordam beradi. Elektrolitda temirning mavjudligi temir ( II ) ionlarining oksidlanish jarayoni va katodda temir ( III ) ionlarining kamayishi tufayli oqim samaradorligini pasayishiga olib keladi. Elektrolitda talliyning bo`lishi anodda muqobil oksidlanish va katodda qaytarilish hisobiga tok samaradorligining pasayishiga olib keladi.Ammo eritmada rux bo`lganda talliyning zararli ta`siri kamayadi. 22 Nikel va kobalt deyarli butunlay elektrolitda qoladi va amalda oqim samaradorligini kamaytirmaydi. Eng zararli nopoklik misdir. Mis ionlari birinchi navbatda katodda chiqariladi va katod konini ifloslantiradi. Nostandart metall kadmiyni olishni oldini olish uchun elektrolitdagi mis miqdori 1 mg / l dan oshmasligi kerak. Xlor qo'rg'oshin anodlarining korroziyasini keltirib chiqaradi, bu esa qo'rg'oshinning eritmaga, natijada katod koniga o'tishiga yordam beradi, bu esa uning sifatini yomonlashtiradi. Silis kislotasi elektroliz jarayoniga zararli ta'sir ko'rsatmaydi. Kolloid holatda bo'lgani uchun u katod konining sifatiga foydali ta'sir ko'rsatadi. Kadmiyni elektrolitik ishlab chiqarish jarayonida elektr energiyasi iste'moli vannadagi kuchlanishga bog'liq. Kadmiy sulfatning nazariy parchalanish kuchlanishi taxminan (1,62) 2,03 V. Biroq, elektrodlarning qutblanish kuchi, elektrolitlarda, o'tkazgichlarda va kontaktlarda kuchlanish pasayishining mavjudligi taxminan 2,5 -3,0 V. Vannadagi kuchlanishdan iborat. quyidagi komponentlardan U van. = ph an. + ph cat + ∆ U el + ∆ U con + ∆ U shinalari (3.25) qaerda U van. - vannaning kuchlanishi, V; ph an. , ph cat – anod va katod potensiali, V; ∆ U el – elektrolitdagi kuchlanishning pasayishi, V; ∆ U con - kuchlanishning pasayishi, kontaktlarda, V; ∆ U shinalari - shina trubalarida kuchlanishning pasayishi, V. 23 Elektr energiyasi iste'moli 1 tonna metall uchun taxminan 1200-1500 kVt soatni tashkil qiladi. Elektroliz jarayonida oqim samaradorligi 85-90% atrofida o'zgarib turadi. Ko'pgina sanoat korxonalarida sinkni elektrolitik ishlab chiqarish jarayonida statsionar katodli to'rtburchaklar vannalar qo'llaniladi, ularda elektrolitni yo'qotish uchun elektroliz amalga oshiriladi. Vannalar temir-beton, po'lat po'lat yoki polimer betondan yasalgan qutilardir. Vannaning ichki qismi qo'rg'oshin, kauchuk, kislotaga chidamli plitkalar, vinil plastmassa va boshqalar bilan qoplangan. Elektrodlar orasidagi masofa 50 мм. Anodlarning chiziqli o'lchamlari 30 ммkatodlardan 20 marta kichikdir. Katodlar soni anodlar sonidan bitta kam. Katod o'sishining davomiyligi 24 soat, katod konining qalinligi taxminan 0,2- 0,3 мм. Aylanadigan diskli katodli vannalar ham ishlatiladi. Disk katodlarining aylanishi elektrolitni aralashtirishga va undagi kadmiy va sulfat kislota konsentratsiyasini tenglashtirishga yordam beradi. Bunday holda, katod yuzasining faqat uchdan bir qismi elektrolitga botiriladi. Katodda to'plangan cho'kma havo bilan yoki eritma bilan aloqa qiladi. Katodning aylanish tezligi 1,5 rpm. Natijada bir xil tuzilishga ega silliq cho'kindi hosil bo'ladi. Aylanadigan katodlardan foydalanish elektroliz jarayonini kuchaytirish va uni 300-300 A/m 2 tartibli yuqoriroq oqim zichligi bilan amalga oshirish imkonini beradi . Ushbu vannalar statsionar katodli vannalarga nisbatan bir qator afzalliklarga ega: yuqori mahsuldorlik, uzunroq katod o'sish davri, katod konining katta qalinligi. Shu bilan birga, vannalar dizaynining murakkabligi, katodlarni aylantirish uchun elektr energiyasining qo'shimcha sarflanishi va elektrolitlar tozaligiga qo'yiladigan talablarning ortishi ularni ishlatishni kamroq tavsiya qiladi. Shuning uchun, aylanuvchi katodli vannalar sanoat amaliyotida keng qo'llanilmaydi. Statsionar katodlarga kadmiyni chang shaklida joylashtirishning elektrolitik usuli mavjud. Kadmiyni yotqizish jarayoni 300-500 A/m 2 oqim zichligida , 25-35 o S haroratda amalga oshiriladi . Dastlabki elektrolitda kadmiy miqdori 200-250 g/l, 24 sarflanganida esa elektrolitlar 15-20 g/l. Hozirgi samaradorlik 80-90%, elektr energiyasi iste'moli 1 tonna metall uchun 1700-200 kVt / soat. Elektroliz tugagandan so'ng, kadmiy konlari sarflangan elektrolitlar bilan birgalikda vannalarning pastki teshiklari orqali umumiy xandaqqa chiqariladi, bu orqali pulpa umumiy yig'ish idishiga kiradi. Kadmiy kukuni elektrolitdan ajratiladi, yuviladi va keyin briketlanadi. Elektrolitik usulda olingan kadmiy elektr isitiladigan qozonlarda kaustik soda qatlami ostida eritiladi. Eritishdan oldin gidroksidi soda qozonga solinadi va 400- 450 o S ga qadar isitiladi. Shundan so'ng, katod plitalari yoki rulonga vidalangan briketlar qozonga yuklanadi. Qozonga ma'lum miqdordagi metall yuklangandan so'ng, aralashtirgich eritma ichiga tushiriladi va eritma aralashtiriladi, vaqti-vaqti bilan shlakni olib tashlaydi. Ishqoriy tozalash jarayonida kadmiy ruxdan tozalanadi, u erigan kadmiyda erimaydigan ishqor bilan sinkatlarni hosil qiladi va shpritsga o'tadi. Ishqor iste'moli 30- 50 кг/t kadmiyni tashkil qiladi. Agar kadmiy tarkibida talliy bo'lsa, u holda ishqoriy qorachiqni olib tashlagach, eritmaga ammoniy xlorid qo'shiladi. Talliy xloridlarni hosil qiladi, ular kadmiyda erimaydi va eritma yuzasiga suzadi, xlorid drosslarini hosil qiladi, ular eritma yuzasidan chiqariladi va talliyni ajratib olish uchun yuboriladi. Agar katod konida nikel bo'lsa, u holda talliy chiqarilgandan so'ng kadmiy nikeldan tozalanadi. Ushbu maqsadlar uchun eritmaning harorati 680 o C gacha oshiriladi. Keyin metall alyuminiy eritmaga yuklanadi va eritma 40 daqiqa davomida aralashtiriladi. Shundan so'ng, eritma harorati 350-380 o C gacha kamayadi. Alyuminiy kadmiy bilan o'zaro ta'sir qilmaydi, lekin nikel bilan bir qator intermetallik birikmalar hosil qiladi. Alyuminiyning kadmiy bilan intermetalik birikmalari yuqori erish nuqtasiga ega va kadmiyga nisbatan kamroq o'ziga xos tortishish kuchiga ega. Natijada, ularning kristallari eritma yuzasiga suzadi. Hosil bo'lgan shlakda 87,5% Cd , 3,4% Ni va 7% Al mavjud . 25 Eritmada qolgan alyuminiy qo'shimcha ishqoriy tozalash orqali chiqariladi. Qayta qilingan kadmiy cho'chqalarga quyiladi va iste'molchiga yuboriladi. Kadmiyni tozalash muddati 2-4 soat. Kadmiyning cho'chqa metalliga olinishi 96- 98% ni tashkil qiladi. 7. Kadmiy o'z ichiga olgan changlarni qayta ishlash. Changdan kadiy olish uchun eng katta sanoat ahamiyati qo'rg'oshin kontsentratlarining aglomeratsiyasi changlari, kon qo'rg'oshin eritish changlari, qo'rg'oshin eritish shlakining Waeltz jarayonining changlari, shuningdek, pirometallurgiya usulida rux konsentratlarini aglomeratsiya bilan qovurish natijasida hosil bo'lgan changdir. sink ishlab chiqaradi. Jarayonning tabiatiga qarab, chang tarkibidagi kadmiy turli xil shakllarda bo'lishi mumkin. Qo'rg'oshin kontsentratlarini va qo'rg'oshin eritishdan olingan vaelz shlaklarini oksidlovchi aglomeratsiyali qovurish changlarida kadmiy asosan oksidlar va sulfatlar shaklida bo'ladi. Bunday materiallarni sulfat kislotaning kuchsiz eritmasi bilan yuvish orqali oldindan tayyorlanmasdan qayta ishlash mumkin. Qo'rg'oshin eritish changida kadmiy asosan sulfid shaklida bo'lib, u suyultirilgan sulfat kislotada deyarli erimaydi. Qo'rg'oshin ishlab chiqarishdan olinadigan kadmiyli changlarning taxminiy tarkibi 3.1-jadvalda keltirilgan. 3.1-jadval – Qo'rg'oshin ishlab chiqarish changlarining tarkibi Chang Murakkab, % 26 CD Zn Pb Fe Sifatid a Tl S CVl Kon qo'rg'oshin eritish 3-10 5-10 30- 50 1-2 2-10 0,2 - 1,0 5- 10 2-5 Qo'rg'oshin konsentratlarini Agl j meration qovurish 0,4- 1,0 2,5- 10 48- 60 5-6 0,05- 0,5 - 6- 12 0,3 - 1,4 Kadmiy o'z ichiga olgan changni qayta ishlash quyidagi asosiy texnologik operatsiyalarni o'z ichiga oladi: - shaft yoki reverberli pechlarda changni boyitish; - boyitilgan changni oksidlovchi yoki sulfatlashtiruvchi qovurish; - shlakli yoki sulfatlangan changni yuvish; - eritmani aralashmalardan tozalash; - kadmiy shimgichni cho'ktirish; - kadmiyli briketlash; - kadmiy distillash; - kadmiyni eritish va tozalash. Qo'rg'oshin zavodlarining birlamchi changida kadmiy miqdori past va 0,3-1,0% ni tashkil qiladi. Shuning uchun chang boyitish jarayonidan o'tadi. Chang qayta-qayta sinterlash va milni eritish jarayonlariga qaytariladi. Ushbu jarayonlarda changning takroriy aylanishi bilan undagi kadmiy miqdori asta-sekin o'sib boradi. Chang tarkibidagi kadmiy miqdori 3,0-6,0% ga yetgandan so‘ng u jarayondan olib tashlanadi va boyitishning ikkinchi bosqichiga jo‘natiladi, bu esa kadmiy miqdori 27 yuqori bo‘lgan zaryadni maxsus eritish yoki reverber pechlarda eritish yo‘li bilan amalga oshirilishi mumkin. kvarts oqimi qo'shilishi bilan. Birinchi holda, cheklangan miqdordagi qo'rg'oshin kontsentrati, aylanmalar va oqimlar bilan aralashtirilgan chang aglomeratsiyalangan kuydirishga duchor bo'ladi. Olingan aglomerat milya pechida maxsus eritishga duchor bo'ladi, buning natijasida deyarli barcha kadmiy ketadigan qo'rg'oshin, cüruf va sublimatlar olinadi. Sublimatlardagi kadmiy miqdori 15-25% ga yetishi mumkin. Shaftli pechda kamaytiruvchi atmosfera saqlanganligi sababli, chang tarkibidagi kadmiy asosan sulfid shaklida bo'ladi. Olingan chang oksidlovchi yoki sulfatlashtiruvchi kuydirishga duchor bo'ladi, buning natijasida kadmiy sulfid eruvchan birikmalarga aylanadi. Reverberli pechda eritish natijasida 30% gacha kadmiy bo'lishi mumkin bo'lgan qo'rg'oshin silikati, shlak va chang olinadi. Reflektor erituvchi chang tarkibidagi kadmiy eriydigan shaklda bo'ladi. Shuning uchun bu chang darhol yuvish uchun yuboriladi. Changni yuvish sulfat kislotaning kuchsiz eritmasi bilan amalga oshiriladi. Yuvishdan olingan tort qo'rg'oshin ishlab chiqarishga yuboriladi va tiniqlangan eritma rux sulfat eritmalarini tozalash texnologiyasidan foydalangan holda aralashmalardan tozalanadi. Tozalangan eritmadan kadmiy shimgichni cho'ktirish sink kukuni yoki sink plitalari bilan amalga oshiriladi. Rux kukuni bilan cho’ktirish tarkibida 4,5-5,0 g/l sulfat kislota bo’lgan eritmalardan amalga oshiriladi.Eritmada erkin sulfat kislotaning bo’lishi jarayonni kuchaytiradi va kadmiy shimgichni sifatini yomonlashtiradigan asosiy rux tuzlarining cho’kishiga yo’l qo’ymaydi. Sulfat kislota konsentratsiyasi 0,5 g/l ga tushganda sementlash jarayoni tugallanadi. Shimgich filtrlanadi va briketlanadi. Kadmiy taxminan 1,0-2,0 g / l sulfat kislotasi bo'lgan eritmalardan rux plitalari ustiga cho'kadi. Tsementlash jarayoni 30 o S haroratda amalga oshiriladi. Bu usul 28 yuqori sifatli shimgichni olish imkonini beradi, lekin ko'proq mehnat talab qiladi va unumdor emas. Briketlangan kadmiy shimgichi kirlarni olib tashlash uchun distillash jarayonidan o'tadi. Distillash kadmiy va aralashmalar orasidagi bug 'bosimidagi farqga asoslangan. 3.32-jadvalda haroratga qarab kadmiy va aralashmalarning erish va qaynash nuqtalari ko'rsatilgan. 3.2-jadval Ayrim metallarning erish va qaynash temperaturalari Metall C d Zn Pb Tl Cu Ni Co t pl ., o C 320 420 327 303 1083 1453 1492 t qaynatiladi., o C 767 906 1750 1460 2750 2910 2900 850-900 о С haroratda amalga oshiriladi. Eng uchuvchan komponentlar kadmiy va sinkdir. Distillash jarayonida faqat kadmiy va oz miqdordagi rux, qo'rg'oshin va talliy amalda gaz fazasiga o'tadi. Qolgan komponentlar deyarli ko'zga tashlanmaydi. Distillash grafit yoki quyma temir retortalarda amalga oshiriladi. Kadmiy bug'i retortdan chiqib, cho'yan kondensatorida kondensatsiyalanadi. Distillash jarayonining davomiyligi yukning massasiga va haroratga qarab 18-24 soatni tashkil qiladi. Kondensatsiyalangan suyuq kadmiy kondanserdan temir qoliplarga chiqariladi. Retortdan kadmiy qoldiqlari kadmiy shimgichni yuvishga qaytariladi va kondensatordan qolgan qoldiqlar distillash jarayonining boshiga qaytariladi. Distillash jarayonidan keyin kadmiy 0,05% Zn ni o'z ichiga oladi ; 0,035 Pb ; 0,18% Tl . Bundan tashqari, metall oz miqdorda mishyak va nikelni o'z ichiga oladi. Raimovka tarkibida 3% Cd ; 18% Zn ; 0,6% Pb . Ruxning 93,0% ga yaqini qo pol metallga olinadi.ʻ 29 Distillash jarayonida olingan kadmiy xom ashyosi qayta ishlanadi. Xom kadmiyni qayta ishlash quvvati 3-5 tonna bo'lgan quyma temir yoki po'lat qozonlarda amalga oshiriladi. Qozonxonalar tabiiy gaz, ko'mir chang yoki elektr energiyasini yoqish orqali isitiladi. Qayta ishlash 400-500 o S haroratda amalga oshiriladi. Kadmiy qozonga yuklanadi va kaustik soda qatlami ostida eritiladi. Soda qatlami metallni atmosfera kislorodi bilan oksidlanishdan himoya qiladi. Soda, shuningdek, kadmiy metallida erimaydigan sinklarning hosil bo'lishi tufayli kadmiydan sinkni olib tashlashga yordam beradi. Qozonni eritilgan metall bilan to'ldirgandan so'ng , uning yuzasidan kaustik soda chiqariladi, mexanik aralashtirgich qozonga yuklanadi va ammoniy xlorid eritmaga 45 daqiqa davomida aralashtiriladi. Bu vaqtdan so'ng, eritma yuzasidan qoralama chiqariladi. Keyin eritma ichiga oz miqdorda kaustik soda kiritiladi va 15 daqiqa davomida aralashtiriladi. Ushbu operatsiyalar natijasida kadmiy asosan sink, mishyak va talliydan tozalanadi. Nikeldan tozalash nikeldan katod kadmiyni tozalash texnologiyasiga o'xshash texnologiya yordamida amalga oshiriladi. Keyin eritilgan metall bug 'bilan puflanadi va qoliplarga quyiladi. Qayta ishlash jarayonining umumiy davomiyligi 60-70 soat. 8. Kadmiy ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalari. Hozirgi vaqtda bir qator sanoat korxonalarida markazdan qochma separator reaktorida tozalangan kadmiy eritmasidan kadmiyni sementlash usuli joriy qilingan. Santrifüjli ajratuvchi reaktorning konstruktsiyasi 3.2-rasmda ko'rsatilgan 30 3.2-rasm Santrifüj reaktor - separatorning asosiy konstruktsiyasi 1- reaktor korpusi; 2- rotorli ish turbinasi; 3 – disklarni ajratish; 4- portlatish turbinasi; 5 – umumiy val Santrifüj rotor-separator po'lat silindrsimon korpusdan iborat bo'lib, uning uchlarida aylanuvchi mil uchun muhrlar bilan teshiklari mavjud bo'lgan qopqoqlar mavjud. Korpus ichida ishchi turbinasi, portlatish turbinasi va ichi bo'sh shaftaga o'rnatilgan ajratuvchi disklardan iborat rotor mavjud. Rotor elektr motor tomonidan boshqariladi. Rotorning aylanish tezligi 3000 rpm. Tozalangan kadmiy eritmasi va kukunli sinkdan tashkil topgan pulpa yuklash trubkasi orqali apparatga kiritiladi va darhol ishchi turbinaning bo'shlig'iga kiradi. Turbina bosim ostida reaktorga suyuqlik beradi. Ajratuvchi disklar turbina bilan birga aylanadi. Markazdan qochma kuchlar ta'sirida qattiq pulpa zarralari periferiyaga tashlanadi, ajratuvchi disklar atrofida halqa shaklida joylashadi va ular bilan birga aylanadi. Eritma doimiy ravishda qattiq zarrachalar qatlamidan o'tadi, bu kimyoviy jarayonlarning tez sodir bo'lishini ta'minlaydi. Reaksiyalangan eritma bosim ostida ajratuvchi 31 disklar orasidagi bo'shliq milga suriladi va apparatdan chiqariladi. Qattiq zarralar trubaga kirmaydi, chunki ular markazdan qochma kuch ta'sirida atrofga olib boriladi. CRS apparatida heterojen jarayonlarning paydo bo'lishi uchun maxsus sharoitlar undan kadmiy metallini to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish uchun tubdan yangi texnologik jarayon uchun foydalanishga imkon berdi. Markaziy qayta ishlash zavodida kadmiy metallini ishlab chiqarish texnologiyasi quyidagi asosiy texnologik operatsiyalardan iborat. 9. Kadmiy qoplama jarayoni maxsus vannalarda yuzaga keladigan murakkab elektrokimyoviy reaktsiyasi. Kadmiy ruxga qaraganda ancha egiluvchan, katta chiziqli deformatsiyalarga bardosh bera oladi, asosiy metallga kuchli yopishadi va agressiv kimyoviy birikmalarga juda chidamli. Qoplamalarni ishlab chiqarish texnologiyasi GOST 9. 305-84 qoidalari bilan tartibga solinadi . Metall kadmiy qoplamasi sintetik yoqilg'i moylari bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qiladigan qismlarga tavsiya etilmaydi, u doimiy havo namligi sharoitida yuzalarni tuzli buzadigan amallar va dengiz suvining salbiy ta'siridan himoya qilish uchun ishlatilishi mumkin. Kadmiy qoplama jarayoni maxsus vannalarda yuzaga keladigan murakkab elektrokimyoviy reaktsiya bo'lib, qoplamaning qalinligi qismlarning ish sharoitlariga qarab tanlanadi. 32 Kadmiyning korroziyasi paytida zaharli kimyoviy birikmalar hosil bo'ladi, shuning uchun oziq-ovqat bilan aloqa qiladigan qismlarning sirtini himoya qilish uchun kadmiydan foydalanish qat'iyan man etiladi. Kadmiy anodlarini quyish samarali shamollatish bilan amalga oshirilishi kerak va metallning +400 ° C dan yuqori qizib ketishiga yo'l qo'ymaslik kerak. Metallning yuqori narxi (sinkdan 50 barobar qimmatroq) kadmiy qoplamalaridan foydalanish doirasini sezilarli darajada cheklaydi. Ular qiyin sharoitlarda ishlaydigan eng muhim qismlarning sirtlarini himoya qilish uchun ishlatiladi: port inshootlari va dengiz kemalari qismlari, yuqori quvvatli buloqlar, muhim elektr kontaktlari va boshqalar . po'lat, mis, alyuminiy va ularning qotishmalarini qoplash uchun. Ishlash va jismoniy ishlashni yaxshilash uchun kadmiy qoplamasi qo'shimcha ravishda xromlangan bo'lishi mumkin . Qayta ishlashdan oldin qismlar yog 'va mexanik ifloslantiruvchi moddalardan tozalanishi kerak. Tozalash kimyoviy yoki mexanik usulda amalga oshiriladi . Muayyan qaror ifloslantiruvchi moddalarning darajasi va tabiatiga qarab qabul qilinadi. Amaldagi elektrolitlarning qisqacha tavsifi Kadmiy qoplamalari uchun ishlatiladigan elektrolitlar ikkita katta guruhga bo'linadi: Oddiy nordon. Sanoat ishlab chiqarishida keng qo'llaniladigan kadmiy qoplamasi sulfat, boroflorid va boshqa eritmalarda uchraydi . Kadmiyum qoplamali banyolara sirt faol moddalar qo'shilsa, qoniqarli natijalarga erishiladi . Ushbu komponentlar tufayli qoplamaning tuzilishi siyanid elektrolitlarida olingan tuzilishga yaqinlashadi. Elektrokaplama 100% oqim chiqishi bilan amalga oshiriladi, faqat katodda metall ionlarining chiqishi sodir bo'ladi. Kislotali elektrolitlar, birinchi navbatda, eritmaning past tarqalish qobiliyati tufayli oddiy konfiguratsiyaning kichik qismlarini qayta ishlash uchun ishlatiladi. Ba'zida yuqori dispersiya qobiliyatiga ega bo'lgan siyanid eritmalari qo'llaniladi, konfiguratsiyadan qat'i 33 nazar, po'lat tekis qatlamda qoplanadi. Hozirgi chiqish kislotali birikmalarga qaraganda kamroq, bu samaradorlikni biroz pasaytiradi. Murakkab kompleks. Ular ayniqsa zararli siyanid elektrolitlarini almashtirish uchun ishlatiladi , yuqori tarqalish qobiliyatiga ega va po'latning nozik taneli qoplamasini ta'minlaydi. Murakkab elektrolitlarning keng qo'llanilishi texnologik oqava suvlarni zararsizlantirish bilan bog'liq muammolar bilan to'sqinlik qiladi. Oddiy nordon elektrolitlar Sulfat. Asosiy komponent - kadmiy sulfat, konsentratsiyasi 40-400 g / l. Elektr o'tkazuvchanligini oshirish uchun eritmaga ammoniy sulfat yoki alyuminiy sulfat qo'shiladi. Bor ftorid . Tarkibi kadmiy borofloridni o'z ichiga oladi , bu esa yuqori oqimlarda mahkamlagichlarni kadmiy bilan qoplash imkonini beradi. 34 Sirt faol moddalar qo'shilgandan so'ng, katodik jarayonlar sezilarli darajada inhibe qilinadi va shu bilan nozik taneli qoplamalar shakllanishini oshiradi. OS-20 va DCU sirt faol moddalar sifatida ishlatiladi; bir nechta sirt faol moddalarni birlashtirish kadmiy qoplamalarining ish faoliyatini yaxshilaydi. Anodlar sof kadmiydan qilingan. Oddiy kislotali elektrolitlarni tayyorlash uchun barcha komponentlar iliq suvda alohida eritiladi, galvanik vannalar suv bilan yarmigacha to'ldiriladi, unga sulfat kislota ehtiyotkorlik bilan quyiladi, so'ngra tuz eritmalari qo'shiladi. Eritma sovutilgandan so'ng, sirt faol moddalar unga quyiladi, kislotalilik 3-5 oralig'ida saqlanadi. Kislotali elektrolitlarning nochorligi metall yuzasida turli shakldagi qora dog'lar paydo bo'lishi ehtimoli. siyanid elektrolitlar Asosiy komponent kadmiy siyanid tuzi bo'lib, kimyoviy reaksiyalar natijasida eritmada ma'lum miqdorda gidroksidi hosil bo'ladi. Kadmiy qoplamasi vodorodning chiqishi bilan davom etadi. Murakkab anionning barqarorligi tufayli po'lat yuzasida kuchli nozik taneli kadmiy strukturasi hosil bo'ladi. Elektrolitlar yuqori dissipatsiya bilan ajralib turadi, bu chuqur profilli sirtlarni qayta ishlashga imkon beradi , jarayon davlat standartlari talablariga javob beradi. Hozirgi samaradorlik 90-95% gacha kamayadi . Haqiqiy kontsentratsiya oqim zichligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi, jarayon eng yuqori samaradorlikka ega. 35 Katod polarizatsiya egri chiziqlari Metalldagi natriy siyanidining kontsentratsiyasi etarli bo'lmasa, anodlarning passivatsiyasi sodir bo'ladi, sirtlar passiv plyonka bilan qoplanadi, bu texnologiyada muammolarga olib kelishi mumkin va kadmiy qoplamasining sifati yomonlashadi. Salbiy hodisaning oqibatlarini minimallashtirish uchun eritmaga natriy gidroksid qo'shiladi. 36 Oqim chiqishining harorat va oqim zichligiga bog'liqligi Sanoatda eng ko'p ishlatiladigan elektrolitlar quyidagi tarkibga ega: Yaltiroq po'lat sirtini olish uchun quyidagi elektrolitlar tarkibi qo'llaniladi: Sianid bo'lmagan murakkab elektrolitlar Dissipatsiya qobiliyatiga ko'ra, ular siyanid va sulfat o'rtasidagi oraliq holatda joylashgan bo'lib, yuqori oqim o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi va aylanadigan qurilmalarda ishlatilishi mumkin. Komponentlarning eruvchanligi kislotali birikmalarga qaraganda yuqori. 37 Ammoniy elektrolitining kimyoviy tarkibi So'nggi paytlarda dissipativ xususiyatlari kuchaygan ammoniy-urotropin elektrolitlari keng tarqaldi. Ular nozik taneli kadmiy qoplamasini ta'minlaydi , kompozitsiyalar zararsizdir va aylanadigan o'rnatishlarda foydalanish mumkin. Cho'kma yuqori darajada katod polarizatsiyasini talab qiladi; kadmiy birikmalari sulfat va metenamin bilan hosil bo'ladi. Ammoniy-urotropin elektrolitining kimyoviy tarkibi Eritmaga xlor qo'shilishidan foydalanishning ma'lum holatlari mavjud. Ammoniy xlorid kadmiy qoplamasi mahkamlagichlarni qalinroq qatlam bilan qoplash uchun ishlatiladi. Xlor yordamida elektrolitlar kimyosi Omin hosilalari asosida elektrolitdagi kadmiy murakkab kationlar hosil qiladi , trilon va polietilenpoliamin koformerdir . Elektrolit metall yuzasida nozik taneli tuzilish hosil qiladi. Elektrolitlar etishmasligi yuqori toksiklik va ishlatilgan texnik birikmalar bilan bog'liq muammolardir. Amino hosilasi elektrolitlar tarkibi 38 Pirofosfat elektrolitlar kaliy pirofosfat va kadmiy tuzlaridan hosil bo'ladi . Pirofosfat elektrolitining tarkibi Trilon B qo'shilishi bilan galvanizatsiya yaxshi ishlaydi. Qo'shishdan oldin Trilon B iliq suvda eritiladi va eritmaga qo'shiladi; tayyorlangandan keyin kislotalilik darajasi alohida tartibga solinadi; kadmiy qoplamasi har qanday vannada amalga oshirilishi mumkin. Qoplamalarni tugatish Korroziya jarayonlariga qarshilikni oshirish uchun po'lat yuzalar xrom qatlami bilan qoplangan. Passivatsiyadan oldin mahkamlagichlar sulfat kislotasi bo'lgan eritmada tozalanadi. Po'latning egiluvchanligini oshirish uchun kadmiy qoplamasi issiqlik bilan ishlov berish bilan yakunlanishi mumkin. Kadmiy qoplama uskunalari Kadmiy qoplamasi uchun sanoat uskunalari hammom uchun maxsus tanklar va qo'shimcha qurilmalardan iborat. Nomenklatura va qismlar soniga qarab, galvanizatsiya har xil turdagi vannalarda amalga oshiriladi. Qo'ng'iroq vannasi. O'rta o'lchamdagi po'lat qismlarni qayta ishlash uchun ishlatiladi. Jarayon elektr o'lchash uskunalari nazorati ostida amalga oshiriladi va avtomatik rejimda ishlash mumkin. Suv osti yoki to'ldiruvchi qo'ng'iroq bo'lishi mumkin. Har bir mahkamlagich partiyasi uchun to'ldirish qo'ng'irog'i elektrolit bilan to'ldirilgan; yangi kadmiy qoplamasi elektrolitni almashtirishni talab qiladi. Chelik qismlar eritma bilan bir vaqtning o'zida tushiriladi. Suv osti qo'ng'irog'i doimo vannada bo'lgan elektrolitga botiriladi, jarayon elektrolitni doimiy almashtirishni talab qilmaydi. Ikkinchi yo'l hisobga oladi iqtisodiy jihatdan foydali. 39 Qo'ng'iroq vannasi Barabanli vanna. Teshilgan qo'ng'iroq aylanadigan baraban bilan almashtiriladi. Po'latni kadmiy bilan qoplash natijasida po'lat qismlarning yanada bir hil qoplamasi paydo bo'ladi, ular doimiy ravishda aylanadi, bu esa donadorlikni pasaytiradi va murakkab sirtlarni qoplash imkonini beradi. 40 Barabanli vanna Yorqin qoplamalar uchun vannalar. Po'lat elementlarning porloq qoplama jarayoni elektrolitning doimiy harakatini talab qiladi. Natijaga havosiz aralashtirish yoki doimiy chayqash usuli yordamida erishiladi. Yorqin kadmiy qoplamasi elektrolitni doimiy filtrlashni talab qiladi. Uskunada poyezdni harakatga keltiradigan maxsus mexanizmlar mavjud. Hammasi jarayon nazorat qilingan elektron qurilmalar . Agar texnologiya yuqori haroratni talab qilsa, u holda galvanik vannalarning sirtlari qo'shimcha ravishda polivinilxlorid plitalarining ayniqsa chidamli navlari bilan qoplanishi mumkin. Kadmiyum qoplama liniyalari po'lat sirtlarni kimyoviy tozalash va jarayon tugagandan so'ng qismlarni yuvish uchun alohida vannalarni o'z ichiga olishi mumkin. ELEKTROLIZ JARAYONLARI Kadmiyning elektrolitik cho'kishi Elektroliz - kadmiy xom ashyosini gidrometallurgik qayta ishlash jarayonidagi asosiy operatsiyalaridan biridir. Mis-kadmiy keklari, chang va oksidlangan 41 sublimatsiyalarni eritishdan olingan eritmalar elektrolizga qilinadi. Elektrolitlar odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi: 130.. .200 g/l kadmiy; 35...80 g/l rux; 0,35...1,3 g/l temir; 0,2...3,7 g/l marganets; 0,3...0,8 g / l nikel; 0,8...1,7 mg/l mis; 0,1 ...0,5 mg/l mishyak va surma; 44 mg/l gacha kobalt; 500 mg/l gacha talliy; 200...250 mg/l xlor. Kadmiyning elektroliz jarayoni ba'zi aralashmalar kontsentratsiyasiga va oqim zichligiga o’ta bog’liqdir: me'yordan chetga chiqish jarayonning buzilishiga olib kelishi mumkin. Kadmiy sulfat eritmalarining elektroliz jarayoni quyidagi tenglama bilan ifodalanishi mumkin CdSO 4 + H 2 O = Cd + H 2 SO 4 + 1/2 O 2 . Elektroliz paytida metall ionlarining harakati ularning tok o’tkazuvchanlik qobiliyati bilan belgilanadi. Elektr tokini yaxshi o’tkazuvchi metallar (qo'rg'oshin, mis va boshqalar) ruxsat etilganidan yuqori konsentratsiyalarda kadmiy bilan birga katodda cho'kadi, bu kadmiy sifatini va jarayonning texnik ko'rsatkichlarini yomonlashtiradi. Aralashma metallar katodda kadmiy cho'kgandan keyin yoki elektrolitning kuchli pasayishi bilan kristallanadi, uning potentsiali kamayadi. Amalda, elektrolizning ikki usuli qo'llaniladi: ular - davriy va uzluksiz Elektrolizning davriy jarayoni statsionar elektrodli vannalarda amalga oshiriladi va u eritmada 15-25 g/l kadmiy qolguncha davom ettiriladi. Bunday holda, kislota kontsentratsiyasi cho'ktirilgan kadmiy miqdoriga qarab ko'tariladi. Elektroliz jarayoni tugagandan so'ng, vannalardan chiqindi elektrolit pompalanadi, ularga yangi neytral elektrolit quyiladi va elektroliz jarayoni takrorlanadi. Ushbu usul tanlangan elektroliz deb ataladi. Doimiy elektroliz jarayoni boshlang'ich elektrolitni doimiy ravishda etkazib berish va chiqarib yuborish bilan davom etadi, shuning uchun vannalarda kadmiy va sulfat kislotaning konsentratsiyalari nazorat qilib turiladi. Vannaning ishlash tartibi 42 doimiy bo'lib qoladi, shuning uchun bunday elektroliz tanlangandan ko'ra maqsadga muvofiqdir. Biroq, birinchi usul elektrolizni amalga oshirish osonroq va shuning uchun tez-tez uchraydi. Katod jarayonlari Kadmiy eritmalarini elektroliz qilishda alyuminiy katodlar va qo'rg'oshin anodlari bo'lgan vannalar qo'llaniladi. Jarayonni boshlash paytida kadmiy elektrolitli vanna Al | CdSO4, H2SO4, ZnSO4, H2O| Pb elektrokimyoviy tizimdir. Katod kadmiy bilan qoplanganligi sababli tizimni Al |elektrolit| Pb deb hisoblash mumkin. Eritmadagi elektrolitning asosiy tarkibiy qismlari tenglamalar bo'yicha dissotsiatsiyalanadi CdSO 4 = Cd 2+ + SO 4 2 , ZnSO 4 = Zn 2+ + SO 4 2 ’, H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2- , H 2 O = H + +OH’. Katodda elektroliz paytida uchta jarayon sodir bo'lishi mumkin: Cd 2 + + 2e = Cd, 2n + + 2e = H 2 , Zn 2+ + le = Zn. Umumiy qoidaga ko'ra, katodda birinchi navbatda eng elektropozitiv ionlarning chiqishi bilan bog'liq jarayonlar sodir bo'ladi. Katoddagi rux ionlari elektrolitdagi kadmiy kontsentratsiyasi ahamiyatsiz miqdorga kamayguncha deyarli zaryadsizlanmaydi. Ammo bu deyarli sodir bo'lmaydi, shuning uchun katoddagi rux, qoida tariqasida, zaryadsizlanmaydi. Katodda ajralib chiqishi mumkin bo'lgan 43 oz miqdordagi rux kaustik soda qatlami ostida katod cho'kmasini eritganda osongina gazga aylanishi mumkin. Shunday qilib, katodda berilgan kuchlanishga muvofiq ikkita jarayon sodir bo'lishi mumkin: vodorod va kadmiy ionlarining chiqishi. Vodorod ajralib chiqmaydi, garchi u ko'proq elektropozitiv bo'lsa ham, chunki u chiqarilganda haddan tashqari ko’p kuchlanish paydo bo'ladi, bu esa vodorod potentsialini salbiy tomonga siljitadi. Tok ta’sirida katoddgi mahsulotlar Bu ko’rsatkich 85.. .92 %, ba'zi zavodlarda u 70% yoki undan kamroq bo’ladi. Mahsulot xajmi (MX) kadmiy va vodorod ionlarining kontsentratsiyasiga, oqim zichligiga, elektrolitlar haroratiga, katod yuzasining holatiga, aralashmalar kontsentratsiyasiga bog'liq. Elektrolitlar haroratining 40 °C gacha ko'tarilishi MX ga ijobiy ta'sir ko'rsatadi, ammo hech bir zavodda elektrolit isitilmaydi. Mahalliy fabrikalarda elektroliz 20°C...25 °C haroratda va katod tik sig’imi 35... 100 A/m 2 bo’lgan sharoitdaamalga oshiriladi. Elektrolizda elektrolitdagi kadmiyning oxirgi konsentratsiyasi muhim rol o'ynaydi, elektrolitda kadmiyning kamayishi bilan MX pasayadi va bu kadmiy konsentratsiyasi pastroq bo'lganda sezilarli bo'ladi Shuning uchun sanoatda elektroliz jarayonida elektrolitdagi kadmiyning konsentratsiyasi juda pasayib ketmasikga yo’l qo’ymaslik kerak ko’pgina korhonalarda elektroliz, eritmada 20-55 g/lt kadmiy qolguncha davom etadi. Qulaylik uchun elektrolizda kislotali muhitda olib boorish yaxshi samara beradi. elektrolitning boshlang'ich kislotaligi muhim omil hisoblanadi. Dastlabki kislotalikni 50 g/l sulfat kislotaga oshirish MH ni oshiradi. Yuqori boshlang'ich kislotalilik MH ga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi. Shu bilan birga, juda yuqori boshlang'ich kislotalilik eritmadagi kislotaning yakuniy konsentratsiyasini oshiradi, bu esa o'z navbatida MH ning pasayishiga olib keladi. Boshlang'ich 44 kislotaligi juda yuqori bo'lsa (10 g/l sulfat kislotadan kam), nafaqat MH kamayadi, balki katod cho'kmasining tuzilishi ham yomonlashadi. Anod jarayonlari Anodda elektroliz paytida quyidagi ionlarni chiqarish mumkin: 2 OH - -2e \ = H 2 O + 1/2O 2 , SO 4 2 " - 2e \ =SO 3 + 1/2O 2 ; SO 3 + H 2 O \ H 2 SO 4 , Pb-2e = Pb 2+ (PbSO 4 ), Pb 2+ -2e = Pb 4+ (Pb(SO 4 ) 2 ), Pb(SO 4 ) 2 + 2H 2 O = PbO 2 + 2H 2 SO 4 . Anodda hosil bo’layotgan qo'rg'oshin dioksidi qatlami qo'rg'oshinning yanada erib, yemrilib ketishini oldini oladi. Amalda anodlarni passivlash marganets dioksidi bilan ham amalga oshiriladi. Marganets dioksidi qatlamini anodga yotqizish uchun elektrolitda marganets kontsentratsiyasi 2...3 g / l bo’lishi kerak. Elektroliz paytida kuchlanish anod, katod potentsialidan, elektrolitdagi kuchlanish pasayishidan, o'tkazgichlardan, kontaktlardan iborat: F = F + F + F + F + F 1 1 ^ om 1 ^otgazgich 1 ^Kont* Kadmiy sulfatning nazariy parchalanish kuchlanishi 1,62 V ni tashkil qiladi, amalda esa u 2,5...3,0 V ga teng. Energiya sarfi nazariy jihatdan 968 kVt*soat/t kadmiy ga teng, deylik mahsulot hajmi=090% bo’lsa u 1400 kVt*soat/t gat eng bo’ladi, bunda energiyadan foydalanish koeffitsienti 70% ni tashkil qiladi. Demak 1 tonna kadmiy metallini elektroliz usulda olish uchun 1400 kVt*soat energiya sarflanadi. 45 Hulosa Kurs ishini bajarishdan maqsad Kadmiy metali ishlab chiqarish texnologiyasini o’rganishdan iborat. Organishlar natijasida shuni aniqladimki, kadmiy elektrolizi qo’rg’oshin bilan futerlangan temir beton vannalarda amalga oshiriladi. Anod – qo’rg’oshin kumush (1%) quymadan yasalgan, katod esa alyuminiydan. Har bir vannaga 33 katod va 34 ta anod joylashtiriladi. Anod va katodning oraliq masofasi 30 mm, tok zichligi 50-100 A/m2 . Cho’kma 24 soat davomida o’stiriladi. Elektrolitning optimal harorati 30-35 °C. bunday haroratda yuqori sifatli katod cho’kmasi paydo bo’ladi va tokdan foydalanish koeffitsienti yuqoridir. Tokdan foydalanish 70-92 %, elektr quvvati sarfi 1400-1700 kvt*s/t katodli kadmiyga. Vannadagi kuchlanish 2.5-2.6V. 46 Foydalanilgan adabiyotlar “Metallurgiyada ishlab chiqarish texnologiyasi” A. Yusupxodjayev, S. Xudoyarov. Cheminfo.uz Agmk.uz 47

1 Kirish

2 Kadmiyning ishlatilishi

3. Kadmiyning xususiyatlari va qo'llanilishi

4. Kadmiy xom ashyosining tarkibi.

5. Mis-kadmiyli changlarni gidrometallurgik qayta ishlash.

6. Kadmiyning elektrolitik vanalarda  ishlab chiqarilishi.

7. Kadmiy o’z ichiga olgan changlarni qayta ishlash.

8. Kadmiy ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalari.

9. Kadmiy qoplama jarayoni maxsus vannalarda yuzaga keladigan murakkab elektrokimyoviy reaktsiyasi.

10. Elektroliz jarayonlari.

5 Hulosa

6 Foydalanilgan adabiyotlar

Купить