Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Химический анализ сурьмы и висмута в тройном сплаве Pb-Sb-Bi в процессе электролиза Таблица 1 Элемент, мас. % Количество электричества, A -ч 0 330,25 640,6 932,25 1008,25 1086,25 1298,25 1424,25 Сурьма 7,56 17,79 16,48 20,26 28 ,13 36 ,21 54,03 56,55 Висмут 4,80 11,2 9 10,47 12,86 17,86 22,99 34,30 35,9 1 Свинец 87,64 70,92 73,05 66,88 54,01 40,80 11,6 7 7,54 Исходя из полученных результатов электролитического рафинирования рассчитали коэффициент очистки (0*) рафинируемого сплава. Для этого использовали коэффициентом разделения (0), рассчитанный в работе [6]. Коэффициент разделения характеризует термодинамически возможную предельно допустимую степень разделения компонентов, а коэффициент очистки — степень разделения компонентов в конкретных условиях электрохимического рафинирования [7]. При анодном растворении жидкометаллического сплава Pb — Sb — B i концентрации металлов в исходном сплаве xPb, xSb, xBi, а в конечном сплаве xPb, xSb, xBi, при этом концентрация ионов в электролите — сРь, cSb, cBi. С учетом того, что коэффициент очистки определяется соотношением (1), а коэффициент разделения — (2), можно выявить взаимосвязь коэффициентов разделения и очистки (3): Срь • Xsb 0 = г , (1) CSb • XPb Cpu • Xsb 0* = — —, (2) CSb • XPb Xpu • Xsb 0* = 0 • _Pb— Sb. (3) XSb • XPb Для сплава Pb — B i уравнение для расчета коэффициента очистки выражается согласно выражению (3) и имеет вид: X1 -X2 0* = 0 • _ !— £ (4) X2 ^X1 Рассчитанные по выражению (4) коэффициенты очистки свинца от сурьмы и висмута с учетом коэффициента разделения и результатов электрохимического рафинирования приведены в таблицах 2 и 3. Таблица 2 Коэффициенты очистки для сплавов Pb -B i XPb/ /XPb XBi/ /XBi 0 0* 6 3 ,5 5 / / 70,9 1 1 , 3 / / 1 4 ,1 3,95 •10 8 2 , 8 2 - т 8 5 1,2 / / 70,9 1 1 , 3 / / 18 ,9 2 ,6 4 - т 8 1,1 4 - 10 8 4 3 ,5 / / 70,9 1 1 , 3 / / 2 1,9 1 , 4 7 - т 8 4 ,6 5 - т 7 Таблица 3 Коэффициенты очистки для сплавов Pb-Sb XPb/ /XPb Xsb/ Sb 0 0* 6 3 ,5 5 / /70,9 17 ,8 / / 22,3 1 ,0 2 1 0 8 7 ,2 9 1 0 8 5 1,2 / /70,9 17 ,8 / / 29,8 6 ,8 4 10 7 2 ,9 4 10 7 4 3 ,5 / / 70,9 17 ,8 / / 34,5 3 , 8 1 1 0 7 1,20 •10 7 Из расчетов коэффициента очистки видно, что в условиях стационарного ведения электролиза и при извлечении свинца из сплава не более 50 % относительно исходного содержания свинца в сплаве коэффициент очистки меньше коэффициента разделения незначительно. При глубоком извлечении свинца из сплава коэффициент очистки составляет 4 ,6 5 10 7 для Pb — B i, 1,2 Т 0 7 для Pb — Sb. Полученные значения коэффициентов очистки свинца от сурьмы и висмута подтверждают высокую эффективность процесса разделения сплавов Pb — Sb — B i в хлоридном расплаве KC l - - PbCl 2 . 478