Электролиз меди – химические реакции, состав электролита, добавки, конечная продукция, показатели. (Решение → 34508)

Заказ №38774

Электролиз меди – химические реакции, состав электролита, добавки, конечная продукция, показатели.

Ответ:

Медь нашла свое широкое применение во многих сферах, а ее главным «козырем» является высокая электропроводность. Для ее получения необходимы природные руды, содержащие ее, которых в природе насчитывается более 30 видов. Электролиз меди – это один из этапов химико-физических процессов, которому подвергается руда. Интересно, что для получения 1 тонны данного метала, требуется переработать не менее 200 тонн медной руды. Сам процесс обработки руды является многоэтапным и очень сложным и состоит из 7 шагов, последним из которых является именно электролиз меди. Добытую руду подвергают дроблению в специальных машинах, после этого следует флотация, позволяющая получить концентрат с сохранением минералов меди, после этого следует обжиг при высоких температурах в специальных печах. Шихта, которая была получена при обжиге, помещается в печь для плавки, где она превращается в штейн, который подвергают конвертированию. На этом этапе уже говорят о так называемой черновой меди, где 2-3% составляют примеси. Эти примеси (цинк, железо, сера), удаляются путем окисления. После этого действия получают так называемую «красную» медь. Этот продукт содержит 99,7-99,9% Cu, то есть это еще не совсем «чистый» продукт. А как раз электролиз меди и делает из него максимально чистую медь. Для проведения электролиза меди необходимо специальное оборудование, то есть ванны, которые наполняются водным раствором сульфата меди со свободной серной кислотой. Результатом электролиза меди будет наличие осадка чистой меди на катодах. А все, что оказывается на дне 12 ванны, называют шламом и в дальнейшем извлекают из него благородные металлы. Электролитом является сульфат меди (II) CuSO4. На выход по току значительно влияет примесь железа, которое восстанавливается на катоде и окисляется на аноде. Перед электролизом железо, если его мало, осаждают известью, окисляя воздухом, по реакции. Большие осадки трудно промыть и с ними теряется медь. Когда концентрация железа (III) слишком высока, его восстанавливают при нагревании цементной медью в мешалках: 2Fe3+ + Сu = 2Fe2+ + Сu2+ , либо в башнях с насадкой — скрубберах сернистым газом (газами от обжига): 2Fe3+ + SO2+ 2Н2O =2Fe2+ + SO2 4 - + 4Н + . Оставшееся в электролите железо (II) окисляется на аноде вместо воды при меньшем потенциале и это выгодно: однако одновременно возникающие ионы Fe+3 достигают катода и, восстанавливаясь здесь, снижают выход меди по току. По мере истощения электролита на катоде вместе с медью осаждается СuО и выделяется водород, осадок становится черным, губчатым, он отрывается от катода и выпадает в шлам. Вследствие концентрационной поляризации ухудшается и чистота осадка. Чтобы избежать этого, электролиз заканчивают после снижения концентрации меди до 15—20 г/л, и отработанный электролит, в котором накопилась серная кислота, направляют в оборот на выщелачивание, частично подвергая цементации. Уравнения реакций 13 Электролиз раствора соли CuSO4 CuSO4 ↔ Cu2 + + SO4 2 - На катоде (–) Cu2+ + 2ē → Cu0 – процесс восстановления На аноде (+) 2H2O – 4ē → 4H+ + O2 ↑ - процесс окисления В растворе: H+ , SO4 2- Токообразующая реакция: 2Cu2+ + 2H2O → 2Cu0 + 4H+ + O2 Суммарное уравнение реакции электролиза: 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2 ↑ + 2H2SO4

Электролиз меди – химические реакции, состав электролита, добавки, конечная продукция, показатели.

Электролиз меди – химические реакции, состав электролита, добавки, конечная продукция, показатели.

Электролиз меди – химические реакции, состав электролита, добавки, конечная продукция, показатели.

Электролиз меди – химические реакции, состав электролита, добавки, конечная продукция, показатели.

Электролиз меди – химические реакции, состав электролита, добавки, конечная продукция, показатели.