2. Физико-химическая сущность мембранного способа производства хлора и щелочи. Устройства мембран, их свойства.

Мембранный метод получения щелочи построен на основе диафрагменного. Он позволяет получить чистую щелочь за счет применения катионитных мембран, задерживающих примеси, которые присутствуют в растворе поваренной соли. Ионообменные мембраны пропускают в катодное пространство ионы Na+ и ОНно задерживают ионы-примеси. В результате все примеси остаются в анолите, а в катодном пространстве получают раствор очищенной щелочи. Мембранный метод сочетает в себе преимущества диафрагменного и ртутного методов. Он позволяет получать качественную щелочь, но не использует в работе ртуть.

Сырьем для электролитического производства щелочи и хлора являются водные растворы NaCl (КС1). О методе добычи рассола, о его очистке от солей Са и Mg и о физико-химических основах консолидированного осветления рассола подробно рассказано в главе 4 I части. Однако следует отметить, что известковое молоко, используемое на содовых заводах, на хлорных заводах заменяют раствором каустической соды (католит), поэтому метод очистки носит название содово-каустического. Кроме того, для ртутного метода рассол должен быть дополнительно очищен от солей тяжелых металлов, являющихся ядом для ртути. Для мембранного метода требуется более глубокая очистка рассола, чем для диафрагменного, осуществляемая с помощью ионообменных смол.. Каждый из указанных способов электролитического получения щелочи и хлора отличается реакциями, протекающими на катодах. В диафрагменном способе на твердом катоде происходит разряд ионов водорода с образованием в электролите щелочи, содержащей остаточные количества NaCl. В анодное пространство подается горячий очищенный рассол и отводится образующийся хлоргаз. Движение рассола из анодного пространства в катодное происходит за счет разности уровней анолита и ка-толита. ОТВЕТА НА МЕМБРАННУ НЕТУ.

3. Электролитическое рафинирование. Сущность и назначение процесса. Электролитическое рафинирование в переводе -  электролиз водных растворов или солевых расплавов, применяемый для глубокойочистки большинства цветных металлов: Al, Cu, Ni, Ti, Pb, Zn, Au, Ag и др. Различают электролитическоерафинирование с растворимыми и нерастворимыми анодами. Первое состоит в анодном растворенииочищенние и осаждении чистых металлов на катоде. Примеси остаются в анодном шламе или растворе. Так,при электролизе Cu осаждается на катоде, благородные металлы (Ag, Au) с большим положительнымэлектродным потенциалом, не растворясь, оседают на дно электролитной ванны в виде шлама, а примесныеNi, Fe, Zn, Mn, Pb, Sn, Co, обладающие отрицательным электродным потенциалом, накапливаются вэлектролите, который периодически очищают. Иногда (например, в металлургии Zn) используютэлектролитическое рафинирование с нерастворимыми анодами. Основной металл находится в растворе (ввиде какого-либо химического соединения) и в результате электролиза осаждается на катоде, откуда егопериодически сдирают. Электролитическое рафинирование для получения Аl высокой чистоты (99,95-99,995%) проводят трехслойным методом, при котором анодом является расплав Al технической чистоты сдобавками до 30-40 % Cu (нижний слой), катодом — очишенный Al (верхний слой), а между ними — слойэлектролита из смеси ВаСl₂ с AlF₃ и NaF.

Сущность и назначение процесса. Поступающий на электрорафинирование никель содержит значительное количесгво меди, железа, кобальта и серы. Количество примесей зависит главным образом от того, из какой руды был получен черновой никель. Если никель получали из сульфидных руд, то примесей в нем будет содержаться намного больше, чем в никеле, полученном из оксидных руд. Однако и тот и другой никель нуждается в дополнительной очистке электрорафинированием. Получение никеля требует строгого контроля за кислотностью электролита .Если рН электролита превысит 5,5, то будет выпадать гидроксид никеля , а если рН станет ниже 4,5то никель выпадать не будет. Поэтому рН среды поддерживают в интервале 4,5-5,5 с помощью буферных растворов. Протеканию электролиза способствует повышение концентрации соли никеля в электролите, увеличение температуры процесса. Серьезной помехой для протекания электролиза могут стать примеси меди .Чтобы избежать этого, медь удаляют цементацией с никелевым порошком.Примеси железа и кобальта намного меньше вредят электролизу, да и избавлятся от них гораздо проще - железо и кобальт переводят в труднорастворимые гидроксиды, а после осаждения удаляют из электролитической ванны. Очистку от цинка проводят с помощью ионообменных смол, избирательно поглощающих из электролита ионы цинка. Следует отметить, что шлам, полученный в ходе электрорафинирог никеля, содержит до 2 % платиновых металлов. Его направляют на дальнейшую переработку с целью их извлечения.