Мырыш сульфаты ертіндісін электролизбен өңдеу парамертрлерін атап өтіп, өзара байланысын түсіндіріңіз

Мырышты электрлі экстракциялау кезінде қорғасын электроды (әдетте 1% күміс қоспалы) және алюминий катоды қолданылады. Электролит ретінде мырыш сульфаты мен күкірт қышқылының сулы ертіндісі қолданылады. Негізгі электродтардағы жүретін реакцияларды келесі теңдікпен өрнектейміз:

ZnSO₄ + Н₂О → Zn + Н₂SO₄ + 0,5О₂

Мырыштың стандартты бөліну потенциалы – 0,76 В құрайды, ал сутегінің мырыштағы бөлінуінің аса кернеуі өте жоғарғы мәндерге ие – мысалы кішкене ток тығыздығының өзінде.

Практикадан белгілісі ток тығыздығының төменгі мәндерінде мырыш пен сутегінің бірге бөлінетіндігі. Ток тығыздығын жоғарылату барысында мырыштың ток бойынша шығымы өседі, немесе сутегінің бөлінуіне оның мырыш беттігіндегі аса кернеуінің мәнінің өсуі процестің оңтайлануына алып келеді. Тәжірибеде мұндай жағдайдың қалыптасуы мырышты күкірт қышқылы бар электролиттерден жоғарғы ток шығымымен бөліп алуға мүмкіншілік тудырады, немесе технологиялық тұрғыда тиімді өтетін процестің жүруі орын алады.

Мырыш пен сутегі иондарының тотықсыздануының поляризациялық қисықтары:

Электролит құрамы электролиз барысында көп өзгеріске ұшырамайды. Мырыштың концентрациясының азаяуы цинк сульфатынымен толықтырылып отырады. Сол себепті қышқылдың концентрациясы теңестіріліп отырылады. Ваннадағы электролит үздіксіз араластырылып отырады (өнімдік газдар мен үздіксіз беріліп отыратын электролит ағымдары негізінде).

Электролиттің айналымы барысындағы жылдамдығы (скорость циркуляции) әдетте 5 л/мин.

Мырыштың ТБШ азайуы оның химиялық еруі әсері мен қоса сутегінің бөлінуімен түсіндіріледі. Сол себепті басты технологиялық параметрлерді ескерген жөн.

Негізгі электролизге әсер ететін параметрлер – кернеу, электролит кедергісі ж.б. кедергілер. Кернеу әдетте ток тығыздығымен байланыста. Термохимиялық жолмен есептелген мырыштың ыдырай кернеуі 25С, 0,35 В – қа тең. Әрине бұған оттегінің бөлінуінің аса кернеуі мен электролиттегі кедергі мәні қосылады. Температура өскен сайын кернеу төмендейтінін айта кету керек.

Күкірт қышқылының концентрациясы көбейген сайын электр энергиясының шығыны азаяды, сонымен қатар ток өскен сайын энергия шығыны өседі.

Әдетте оптималды параметрлер мәндері: С_H2SO4 = 40 - 80 г/л ; және Ток тығыздығы 100 А/м².

Қазіргі кезде электролизді D = 500-600 А/м², С_H2SO4 = 120÷150÷170 г/л, С_Zn = 50 г/л. Электрэнергиясының шығыны 3100÷3300 кВт/сағ •тонна.