ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Построена искусственная физическая модель, позволяющая контролировать процесс электролитического рафинирования (pb) свинца, содержащего bi (висмут) и (или) sb (сурьму).

В электролизере из органического стекла (рис.1) установлен анод и катод из чистого основного металла в электролите определенного состава. В ванну погружен третий электрод - сетка, выполненная из чистой электроположительной, относительно основного металла, примеси. Сетка полностью погружена в электролит и соответствует по форме и размерам погруженной части анода. Держатель сетки укреплен на салазках, позволяющих менять расстояние между анодом и сеткой. На салазках также установлен полуэлемент, составленный электродом из основного металла, погруженным в электролит состава рабочего электролита ванны. Выходная трубка полуэлемента расположена вплотную к сетке. Полуэлемент и сетка всегда перемещаются вместе, не изменяя взаимного расположения. Вывод электрода полуэлемента и анод подключены в измерительную схему для контроля падения напряжения в электролите между анодом и сеткой. До включения рабочего тока падение напряжения отсутствует при любом положении сетки - от соприкосновения с анодом до предельного удаления. Разность потенциалов между сеткой и анодом появляется после включения рабочего тока электролиза и может не исчезнуть при выключении, если ванна работала определенное время. достаточное для появления в ванне градиента концентраций. Для ослабления расслаивания электролита предусмотрено перемешивание посредством подачи пузырьков аргона в электролит на дно ванны у анода.

Растворение анода на установке воспроизводит анодный эффект промышленного электролиза - растворение основного металла под слоем шлама. Растворение сетки воспроизводит растворение электроположительной примеси из внешней поверхности слоя шлама под воздействием падения напряжения в электролите, пропитывающем шлам.

Проводится измерение силы тока сетки и величины падения напряжения между сеткой и анодом, определение массы растворившихся веществ, выхода по току катодного продукта, его массы и состава.

Анодами служат пластины свинца, изготовленные из свинца марки С0, толщиной 4-5 мм. Размер погруженной в электролит части анода - 30х42 мм ², вес -

65-85 г. В качестве катодов используют свинцовую ленту толщиной 3 мм и весом 7-8 г. Внешний слой анодного шлама моделируют сеткой, выполненной из сурьмы или висмута.

Висмутовую и сурьмяную сетку изготавливают из висмута и сурьмы высокой чистоты. Металлы расплавляют в графитовом тигле до температуры плавления под слоем древесного угля и затем выливают в специально изготовленную изложницу из графита. Сетки представляют собой решетки с размерами ячейки 4х4 мм и толщиной

2 мм.

Сетку укрепляют в держатель - стеклянную трубку, нижний конец которого, во избежание попадания электролита внутрь трубки, залит пицеином.

Результаты исследований с висмутовой сеткой представлены на рис.2 и рис.3, с сурьмяной сеткой на рис.4 и рис.5.

Рассмотренная модель позволяет проводить замеры при различных составах электролита, силе основного тока, расстояниях между электродами, осуществлять перемешивание электролита и использовать диафрагмы.