Электрохимические принципы электрорафинирования и электролиза

Электрохимические принципы электрорафинирования и электролиза

При электролитическом рафинировании пластины из сырого металла анодически растворяются в подходящем электролите, в то время как «чистый» металл осаждается на соседних катодах. Процессом, тесно связанным с электрорафинированием, является электролиз с нерастворимыми анодами. В этом процессе металл растворяется химически, например, путем выщелачивания кальцинированной руды и т. д. Затем чистый металл «электровона» с помощью нерастворимых анодов, например, свинцовых анодов, с образованием кислорода:
2H2 0 -+ O2 + 4H+ + 4e

Электрохимическая селективность

В идеальном процессе электрорафинирования металл должен растворяться «почти обратимо» на аноде и пластине «почти обратимо» на катоде. Примеси, которые являются более электроположительными (благородными), чем электрорафинируемый металл, не растворятся при этом потенциале и останутся в анодном шламе. Примеси, которые являются более электроотрицательными (обычными), чем рафинированный металл, растворяются анодно, но не осаждаются на катоде, отсюда и накопление в электролите.

Как и следовало ожидать, он достаточно хорошо отражает действительность только с металлами с низкими перенапряжениями растворения и осаждения (Ag, Cu, Pb) и с примесями, стандартные потенциалы которых существенно отличаются от потенциалов рафинированного металла.

Анодный процесс
Селективности анодного процесса часто способствует тугоплавкость некоторых примесейсодержащих соединений, присутствующих в анодном металле (Ag, Se, Te присутствуют в медных анодах в виде вполне тугоплавких селенидов и теллуридов серебра и меди). Несмотря на это, очень небольшое количество серебра все еще имеет тенденцию растворяться с медных анодов и пластин на катодах. Это частичное растворение подавляется поддержанием -30 мг/литр Cl-иона в электролите рафинирования меди таким образом, чтобы концентрация Ag+ в электролите не превышала значения, задаваемого продуктом растворимости AgCl.

The "common" impurities which normally dissolve from the anode can also be present in the anodes in a poorly soluble form. (Nickel is often present in copper anodes as the refractory form of NiO, thus appearing at least partially in the anode slime.) In sulfate-ion-containing electrolytes lead is insolubilized as PbS04 • One component which, is always found as a major component of anode slimes is the refined metal itself.