Електролітичне рафінування срібла - знаєш як

ЕЛЕКТРОЛІТИЧНЕ РАФІНУВАННЯ СРІБЛО. Електролітичні методи афінажу найбільш досконалі і дозволяють отримувати метали високої чистоти при комплексному використанні всіх цінних компонентів, що входять до складу рафініруемого металу.

При електролітичному рафінуванні срібла в якості розчинної анода використовують рафініруемий срібний сплав. Електролітом служить водний розчин азотнокислого срібла з добавкою невеликої кількості азотної кислоти.

Схематично процес можна представити таким чином:

Ag (катод) | AgNO3, HNO3, Н2О, домішки Ag з домішками (анод)

При електрохімічному розчиненні анода срібло переходить в розчин (фо Ag / Ag + = + 0,799 В):

Домішки з більш електропозитивні потенціалом (золото. Платина. Паладій) випадає в шлам. Виділення кисню на аноді практично неможливо, так як нормальний потенціал кисню в кислому розчині

2Н2O → 4Н ⁺ + O2 + 4е, φ 0 = + 1,23В

значно позитивніше потенціалу срібла.

Домішки з потенціалом більш електронегативний, ніж потенціал срібла (мідь. Свинець. Вісмут. Цинк. Залізо і т. Д.), Переходять в розчин.

Основним процесом на катоді є відновлення іонів срібла:

Срібло є одним з найбільш електропозитивних металів. Швидкість розряду іонів срібла досить велика. Тому навіть при високих. щільності струму розряд переважної більшості домішок на катоді практично виключений. Так, виділення водню на катоді

2Н ⁺ + 2е → Н2, φ 0 = 0

теоретично можливо лише при надзвичайно низьких концентраціях срібла в електроліті, ніколи не реалізуються на практиці.

Одне з небагатьох виключень становлять іони NO ⁻ 3. які частково відновлюються на катоді:

NO3 - + 2Н ⁺ + е → NO2 + Н2О;

NO3 - + 4Н ⁺ + 3е → NO + 2Н2O;

2NO3 - + 10Н ⁺ + 8е → N2O + 5Н2O.

З підвищенням кислотності електроліту зростають потенціали і швидкість цих реакцій. Однак при нормальному веденні процесу швидкість розряду аніонів NO ⁻ 3 залишається все ж невеликий, і зниження катодного виходу по струму, обумовлене протіканням цих процесів, порівняно невелика. Таким чином, основним катодних процесом є відновлення катіонів срібла.

До складу електроліту, що застосовується при електролітичному рафінуванні срібла, завжди входить вільна азотна кислота. Присутність її збільшує електропровідність електроліту і, відповідно, зменшує витрату електроенергії. Разом з тим, надмірно висока концентрація азотної кислоти небажана, тому що при цьому прискорюється процес хімічного розчинення катодного срібла і отримують значний розвиток процеси катодного відновлення аніонів NO ⁻ 3. Це веде до зменшення катодного виходу по струму, підвищення витрати азотної кислоти, до погіршення умов праці в результаті забруднення атмосфери цеху виділяються оксидами азоту. При підвищеній концентрації азотної кислоти значно збільшується перехід в розчин паладію і платини, а також їх осадження на катоді спільно з сріблом. З урахуванням цього концентрацію азотної кислоти в електроліті підтримують не більше 10-20 г / л. Іноді до складу електроліту для підвищення його електропровідності вводять хлористий калій (до 15 г / л).

При вмісті понад 20% золото утворює щільну кірку на аноді, пассівіруя його і викликаючи побічні реакції на електродах. Нормальний потенціал паладію φ 0 Рd / Рd ²⁺ = + 0,987 В досить близький до потенціалу срібла. Тому паладій частково розчиняється на аноді, і при накопиченні його в електроліті соосаджуються на катоді разом з сріблом. Щоб уникнути цього при наявності в анодному металі паладію електроліз ведуть при мінімальній кислотності електроліту і зниженої щільності струму (300-400 А / м2) і ретельно контролюють склад електроліту, не допускаючи змісту паладію в ньому вище 0,1-0,2 г / л .

З усіх неблагородних металів в анодному металі зазвичай переважає мідь. має стандартний потенціал +0,337 В. Тому вона легко розчиняється на аноді і при невеликих концентраціях не осідають на катоді. Проте, присутність значної кількості міді в електроліті може привести до ряду небажаних явищ.

При проходженні струму через електроліт перенесення зарядів здійснюється як іонами міді, так і іонами срібла. Але так як іони срібла беруть участь в катодному процесі, а іони міді розряджаються на катоді і накопичуються в прікатодном просторі, то концентрація іонів срібла у катода може стати значно нижче, а концентрація іонів міді набагато вище, ніж в обсязі електроліту. Внаслідок відповідного зниження потенціалу розряду іонів срібла і підвищення потенціалу розряду іонів міді в прікатодном шарі електроліту можуть виникнути такі умови, при яких розпочнеться спільне осадження цих металів на катоді. Можливість спільного осадження срібла і міді зростає при підвищенні щільності струму і недостатньо інтенсивному перемішуванні електроліту.

Присутні в анодному металі свинець і вісмут переходять в електроліт, але потім внаслідок гідролізу частково випадають в шлам (вісмут у вигляді гідроксиду, а свинець у вигляді пероксиду).

Потрапили в катодний осад вісмут і свинець легко видаляються при промиванні кpіcтaллoв срібла слабкою азотною кислотою і тому при невеликих змістах в аноді не викликають труднощів. Присутні в анодах невеликі кількості заліза і цинку внаслідок своїх електронегативний потенціалів (-0,44 і -0,76 В відповідно у заліза і цинку) переходять в розчин і видаляються при зміні і регенерації електроліту.

Присутній в анодах селен. розчиняючись на аноді, надалі майже повністю випадає з розчину в шлам у вигляді Ag2SeO4 і на процес електролізу суттєво не впливає. При плавці катодного осаду потрапив в нього селен при невеликих абсолютних; змістах повністю вигорає.

Дуже шкідливою домішкою при електролізі срібла є телур. При утриманні в анодному металі понад 0,2% Ті процес електролітичного рафінування срібла розбудовується.

При розчиненні анода, що містить телур в формі телуриду срібла Ag2Te, можливі наступні процеси:

Ag2Te - 2е → Ті + 2Ag ⁺;