- •3 Содержание самостоятельной работы студентов 40
- •3.2 Кинетика электродных процессов 42
- •1 Содержание самостоятельной работы студентов в присутствии преподавателя
- •1.1 Термодинамика электродных процессов
- •1.2 Кинетика электродных процессов
- •1.3 Электролитическое рафинирование меди
- •1.4 Электролитическое получение цинка
- •1.5 Электролитическое рафинирование никеля
- •1.6 Электролитическое получение магния
- •1.7 Электролитическое получение алюминия
- •2 Общие методические указания по выполнению самостоятельной работы студентов
- •3 Содержание самостоятельной работы студентов
- •3.1 Термодинамика электродных процессов
- •3.2 Кинетика электродных процессов
- •3.3 Электролитическое получение цветных металлов
- •3.3.1 Электролитическое рафинирование меди
- •3.3.2 Электролитическое рафинирование никеля
- •3.3.3 Электролитическое получение цинка
- •3.3.4 Электролитическое получение магния
- •3.3.5 Электролитическое получение алюминия
- •Электродов в водных растворах при температуре 298 к
3.3.4 Электролитическое получение магния
3.3.4.1 Цех по производству магния с годовой производительностью g тыс тонн металла оснащён электролизёрами с токовой нагрузкой I кА. Катодный выход по току для магния ВТ % .Машинное время работы ванн КМ %. Напряжение на ванне U В. Содержание МgCl2 в питающем ванну карналлите электролите р1 %. Содержание MgCl2 в электролите после заливки свежего карналлита р2 %. Объём расплава в ванне V м3. Плотность расплава ρ г/см3. Отбор отработанного электролита производится при снижении концентрации МСl2 в электролите до р3 %. При расчёте принять, что на 1 т магния образуется g2 шлама и g3 кг возгонов. Шлам содержит р4 % МgO, остальное хлориды. Возгоны содержат р5 % МgCl2
Рассчитать периодичность замены электролита в ванне для восполнения расхода MgCl2, Количество отработанного электролита, удаляемого из электролизёра и удельный расход карналлита на 1 тонну магния (Таблица 3.6)
Таблица 3.6 - Варианты задачи 3.3.4.1
Вар. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
g1 I U Вт КМ p1 p2 ρ V p3 g2 p4 g3 p5
|
30 100 5,4 85 94 50,0 14,8 1,76 9,1 4,4 0,19 19,0 0,14 28,0
|
25 125 5,1 78 95 52,0 11,5 1,72 9,8 4,3 0,18 18,0 0,11 27,0 |
20 130 5,2 80 96 51,5 12,5 1,73 9,7 4,2 0,17 18,5 0,12 26,0 |
18 110 5,5 87 94 51,0 13,5 1,74 9,6 4,1 0,11 19,0 0,13 25,0 |
35 115 5,3 83 95 50,5 14,5 1,75 9,0 4,0 0,10 19,5 0,03 30,0 |
45 140 5,9 82 95 50,0 15,0 1,75 9,5 5,0 0,11 20,0 0,06 34,0 |
32 105 5,7 81 96 49,5 11,0 1,69 10,0 4,9 0,12 18,1 0,07 33,0 |
40 80 5,0 84 94 49,0 12,0 1,70 9,2 4,8 0,13 18,6 0,08 32,0 |
23 90 5,6 86 95 48,5 13,1 1,71 9,3 4,7 0,14 20,1 0,09 31,0 |
37 130 6,0 88 93 48,0 14,0 1,77 9,4 4,6 0,15 19,3 0,10 29,0 |
3.3.5 Электролитическое получение алюминия
3.3.5.1 Годовая производительность цеха по производству алюминия, снащённого электролизёрами нагрузкой I кА, составляет g1 тыс тонн металла. Машинное время работы электролизёров КМ %. Катодный и анодный выходы по току составляют ВТ %. Рабочее напряжение на электролизёре U B. Содержание СО в отходящих газах р1 %, а СО2 – р2 %. Каждый электролизёр содержит 32 графитовых анода с площадью поперечного сечения S м2 и высотой Н см. Плотность материала анода ρ г/см3.Анодный огарок составляет р3 % от начальной массы анода, а механические потери р4 % от электрохимически разрушающейся массы анода ( Таблица 3.7).
Написать реакции, протекающие на электродах и в электролизёре и рассчитать высоту сгорания анода за 1 сутки, срок службы анода и расход анодов на 1т алюминия.
Таблица 3.7- Варианты задачи 3.3.5.1
Вар. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
g1 I KM BT U p1 p2 S H ρ p3 p4
|
135 145 95 86 4,5 49 51 0,66 48 1,59 20 18 |
130 140 96 85 4,65 47 53 0,67 49 1,60 21 12
|
125 135 95,5 90 4,55 44 56 0,68 52 1,58 18 11 |
120 125 96,1 87 4,6 43 57 0,63 56 1,55 19 19 |
105 110 95.7 91 4,63 40 60 0,69 50 1,54 18 13 |
100 110 95.1 89 4,62 50 50 0,68 60 1,57 22 15 |
90 105 95,8 92 4,61 55 45 0,64 55 1,58 19 16 |
110 115 95,4 88 4,51 60 40 0,65 51 1,56 21 17 |
95 105 95,3 86 4,58 58 42 0,69 58 1,60 20 14 |
81 100 95,2 84 4,59 57 43 0,63 53 1,55 18 12 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Б.Д.Дамаскин, О.А.Петрий Основы теоретической электрохимии// М., Высшая школа, 1978.
2 А.И.Левин Теоретические основы электрохимии// - М., Металлургия, 1972.
3 В.В. Скорчеллети Теоретическая электрохимия// -Л., Химия, 1974.
4 Л.И.Антропов Теоретическая электрохимия//-М., Высшая школа, 1975.
5 А.А.Ротинян, Н.М.Тихонов Теоретическая электрохимия//- Л,.Химия, 1981.
6 Б.Д.Дамаскин, О.А.Петрий Введение в электрохимическую кинетику // М., Высшая школа,1983.
7 Ю.К. Делимарский Электрохимия ионных расплавов// М., Металлургия , 1978.
8 Р.И. Агладзе, Н.Т. Кудрявцев, Л.Л. Кузьмин, А.П.Томилов Прикладная электрохимия// М., Химия, 1976.
9 Ю.В.Баймаков, А.И.Журин Электролиз в гидрометаллургии// М., Мталлугия 1975.
10 А.И.Левин, А.В. Помосов Лабораторный практикум по теоретической электрохимии//- Металлургия, 1979.
11 Кукоз Ф.И. Сборник задач по теоретической электрохимии// М., Высшая школа, 1982.
12 В.Н. Флёров Сборник задач по прикладной электрохимии// - М,. Высшая школа,1976.
13 Краткий справочник физико-химических величин./ Под ред. Равделя А. А. и Пономаревой К.С.-Л.: Химия 1983.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Таблица А1 - Величины стандартных потенциалов некоторых