4.2. Электролитическое рафинирование серебра

Электрорафинирование серебра осуществляют в нитратных растворах, используя хорошую растворимость нитрата серебра. Содержание серебра должно быть 15-25 г/л. Для повышения электропроводности электролита в него добавляют азотную кислоту, но в небольших количествах (<10 г/л), опасаясь протекания на катоде реакций:

NO₃^- + 2H⁺ + e = NО₂ + H₂О (4.8)

NO₃^- + 4H⁺ + 3e= NO + 2H₂О (4.9)

Первой реакции отвечает стандартный потенциал 0,88В, второй - 0,96 В. Прохождение этих реакций приводит к снижению выхода по току, отравляет атмосферу окислами азота.

Основным анодным процессом является ионизация серебра:

Ag – e=Ag⁺ (4.10)

Электроположительные элементы (Au, Se, Те) переходят в шлам. Для того чтобы не допустить его попадания в катодный продукт за счет электрофореза, аноды помещают в мешочки из плотной хлорвиниловой ткани.

Электроотрицательные элементы ведут себя двояко: Sb, Bi, Sn ионизируются на аноде, но переходят в шлам, образуя нерастворимые гидроксиды Sb(ОН)₃, Bi(ОН)₃ и метаоловянную кислоту; Сu, Fe, Zn, Cd, Ni накапливаются в электролите. Накопление меди до 60 г/л не оказывает влияния на качество катодного серебра, который осаждается на алюминиевом, серебряном либо нержавстальном катоде в виде крупных дендритов, лёгко соскребаемых с катода. Катодный осадок промывается горячей водой. Чистота катодного серебра соответствует пробе 999 и выше.

Условия электрорафинирования серебра следующие:

Межэлектродное расстояние 50-60 мм

Катодная плотность тока 200-300 А/м²

Катодный выход по току 97%

Напряжение на ванне 0,7-2,5 В

Температура электролита 40-50°С

Расход электроэнергии 300-600 кВтч/т.

4.3. Электролитическое рафинирование золота

Процесс проводят в растворах золотохлористоводородной кислоты НAuСl₄ (30-40 г/л в пересчете на золото).

Основные процессы на аноде:

Au + 2Сl^- - е = AuCl₂^- (Е° = 1,68 В); (4.11)

Au + 4Cl^-- 3e = AuCl₄^- (Е°=1,50В) (4.12)

Из-за близости стандартных потенциалов на аноде образуется смесь ионов, а катодная и анодная валентности золота не совпадают:

Плотность тока, А/м² 1000 10000

Катодная валентность 1,30 1,58

Анодная валентность 1,17 1,31

Следствием этого является образование мелкодисперсного порошка золота (до 10% к весу анода), переходящего в шлам.

Для увеличения электропроводности электролита и предотвращения пассивации анода в раствор вводят соляную кислоту, однако ее концентрация должна быть ограничена (30-45 г/л), поскольку потенциалы прохождения реакций (4.11) и (4.12) близки к потенциалам выделения хлора (1,7 В).

Для процесса характерна солевая пассивация AgCl (содержание серебра в анодном золоте до 10 мас.%). Для борьбы с ней применяют знакопеременный (пульсирующий) ток. При кратковременной катодной поляризации лепестки AgCl отслаиваются от анода и оседают на дно электролизера.

На катоде осаждается золото 999,9 пробы. Допустимо накопление в электролите, г/л: Pt - до 50-60; Pd - 15, Сu до 100.

Условия электрорафинирования золота следующие:

Катодная плотность тока 500-1500 А/м²

Напряжение на ванне 0,6-0,8 В

Температура электролита до 90°С

Расход электроэнергии 300-500 кВтч/т.