Процессы цементации в цветной металлургии
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3 4 5... 55 56 57 58
|
|
|
|
Глава I ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА КИНЕТИКУ ПРОЦЕССОВ ЦЕМЕНТАЦИИ 1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ПРОЦЕССОВ ЦЕМЕЙТАЦИИ Цементация процесс контактного электрохимического вытеснения одних металлов другими из их соединений, находящихся в растворах или в расплавах. Сейчас уже трудно сказать, кто и когда впервые открыл явление цементации. Скорее всего это произошло на примере вытеснения меди из ее растворов железом явления эффективного, но не такого простого, каким оно кажется вначале. Древние алхимики процесс цементации называли трансмутацией. Начало исследований по цементации благородных металлов цинком относят к первой половине XIXв. [ 5,6]. Так, в августе 1843 г. в журнале "Отечественные записки" была помещена статья А.Ф. Грекова с сообщением о разработанном им способе " ... золочения, серебрения и платинирования электрохимическим путем без гальванического снаряда или батарей". В частности, в статье отмечалось, что цинковая пластина, опущенная в цианистый раствор золота, покрывалась слоем металлического золота. Позднее, в 1865 г., Н.Н.Бекетов', предложивший впервые ряд напряжений металлов, заложил научные основы электрохимической природы процессов цементации. В настоящее время наиболее распространенной является коррозионная модель процесса цементации [ 7-10]. Согласно этой теории, процесс цементации рассматривают как аналог короткозамкнутого коррозионного гальванического элемента, при работе которого анодные участки металла растворяются, а на катодных участках происходит разряд ионов извлекаемого металла. На рис. 1 показаны два варианта структуры цементационных элементов для различных металлов-цементаторов, отличающихся друг от друга активностью. Так, например, в процессе цементации меди железом происходит растворение железа на анодных участках и осаждение меди на катодных участках. При этом масса и размер частиц металла-цементатора уменьшаются, а толщина слоя меди увеличивается. Рис. 1. Схема цементационных элементов Fe Си (в) и Zn Си (б) : 1 эквивалентная пора в цементном осадке; 2 раствор внутри полости; г„ — начальный радиус частицы металла-цемента тора Бекеюв Н.Н. Исследования над явлениями вытеснения одних элементов другими. Харьков, 1865. 27 с. Процесс на анодных участках: Fe-2e = Fe^ + ; процессы на катодных участках: Cu^++2e = Cu; 2Н*+2е = Н2. Процесс выделения водорода является конкурирующим и возможен в определенных условиях лишь в водных растворах. Максимальная работа гальванического элемента, в данном случае цементационного элемента, может быть рассчитана с помощью известного уравнения Гиббса Гельмгольца: дА дТ 'Р-В обратимо работающем элементе A = zFE. Из уравнений (1) и (2) следует, что h дЯ г F дЕ дТ Z F дЕ дТ (1) (2) (3) где Qp тепловой эффект токообразующей реакции, Дж/моль; F число Фарадея [ 96487 Кл/г-экв]; Z ~ число молей электронов, участвующих в процессе; Т — температура, К; dEjd Т температурный коэффициент э.д.с. элемента, В . К"'. Если dEjd Г О (наиболее часто встречающийся случай), то AQp, или иначе, максимальная работа меньше теплового эффекта и элемент в процессеработы в адиабатических условиях будет нагреваться. К подобным элементам относятся: Fe~Cu, Zn~Cu, Zn-Cd, Ni-Cu идр. Если же дЕ/дТ0, то элемент в адиабатических условиях будет охлаждаться. Цементационные элементы, как правило, представляют собой необратимые . короткозамкнутые гальванические элементы, целиком находящиеся в реакционной среде, а производимая ими электрическая энергия целиком превращается в тепло, количество которого равно тепловому эффекту реакции . Для расчета э.д.с. гальванических элементов удобнее пользоваться разностью потенциалов электродов, образующих элемент: ^=Va-VK.(4) где потенциал более положительного электрода. В; ^Рк ~ потенциал менее положительного электрода, В. Равновесное значение потенциала электрода, находящегося в растворе собственных ионов, может быть рассчитано по уравнению R Т zF in ^red (5)
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3 4 5... 55 56 57 58
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
