Задача № 1 - Электронная библиотека ПГУ им.С.Торайгырова

Министерство образования и науки республики Казахстан
Павлодарский государственный университет
им. С.Торайгырова
Факультет металлургии, машиностроения и транспорта
Кафедра металлургии
ТЕОРИЯ
ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
Методические указания
к практическим занятиям и выполнению контрольных работ
заочников
для студентов металлургических специальностей
Павлодар
Кереку
2008
УДК 669.2/.8.053(07)
ББК 34. 33 я7
Т 33
Рекомендовано на заседании кафедры металлургии ПГУ
им. С.Торайгырова
Рецензент: кандидат технических наук, профессор Суюндиков М.М.
Составители: Каршигина З.Б., Байдильдаева Г.Б., Таскарина А.Ж.
Т 33 Теория электрометаллургических процессов. Методические
указания к практическим занятиям/ Сост. Каршигина З.Б.,
Байдильдаева Г.Б., Таскарина А.Ж. – Павлодар: Кереку, 2008. –
40с.
В методических указаниях приводятся краткие сведения об
основных определениях электролиза, формулы для расчета
технологических параметров процесса. Приведены примеры расчетов,
задачи и варианты контрольных заданий.
Методические указания разработаны с учетом требований
ГОСО РК 3.08.084 – 2004 специальности 050709 «Металлургия».
УДК 669.2/.8.053(07)
ББК 34. 33 я7
©Каршигина З.Б., Байдильдаева Г.Б., Таскарина А.Ж.
©Павлодарский государственный университет
им. С. Торайгырова, 2008
2
Введение
Электролизом
называют
совокупность
процессов
электрохимического окисления-восстановления, происходящих под
воздействием электрического тока на погруженных в электролит
электродах.
Открытие электролиза позволило легко проводить такие
окислительно-восстановительные процессы, которые обычными
химическими способами осуществить трудно. Посредством
электролиза были открыты сначала щелочные, а затем
щелочноземельные металлы.
Развитие техники электролиза привело к возникновению
электрометаллургии, использующей для восстановления природных
соединений металлов электрический ток на катоде.
Получение металлов электролизом их водных растворов
называется
гидроэлектрометаллургией,
подразделяющейся
на
электроэкстракцию и электролитическое рафинирование.
При электроэкстракции металл выделяют из раствора,
полученного в результате выщелачивания металлсодержащих рудных
материалов или промежуточных продуктов технологии.
Электролитическое рафинирование применяют для очистки
металла от примесей. В процессе электролиза очищаемый металл, из
которого изготовлен один из электродов, окисляется и переходит в
раствор в виде ионов, восстанавливающихся на другом электроде.
Процессы электролиза водных растворов используют при
получении практически всей производимой в мире меди, большей
части никеля, цинка, золота, серебра и кадмия, значительной доли
олова, свинца, сурьмы и других цветных и редких металлов.
Электролиз расплавленных солей позволил восстанавливать
металлы, чисто химическое восстановление которых представляло
большие трудности.
Металлы, относящиеся к группе легких: алюминий, магний,
натрий,
литий,
бериллий
и
другие,
будучи
наиболее
электроотрицательными в ряду напряжений, не могут быть выделены
электролизом водных растворов их солей. На катоде в этом случае
выделяется водород и образуются гидраты оксидов металлов.
Поэтому выделять легкие металлы в свободном виде можно только из
электролитов, не содержащих свободных ионов водорода. Такими
электролитами являются расплавленные соли, электролиз которых и
служит по существу основным (а иногда и единственным)
промышленным способом получения легких металлов.
3
В первом разделе методических указаний приводится краткое
пояснение электрохимических параметров, параметров электролиза,
используемых при решении задач.
В следующем разделе приводятся примеры основных расчетов,
в конце каждого примера даны варианты с целью более углубленного
разбора приведенного решения.
В последнем разделе представлены задачи для самостоятельного
решения. Каждому студенту выдается индивидуальное задание.
4
1 Основные определения электролиза и формулы для
расчета технологических параметров процесса
Прохождение электрического тока через электрохимические
системы связано с химическими превращениями. Зависимость,
существующая между количеством протекающего электричества и
количеством прореагировавших веществ, была открыта Фарадеем и
получила свое выражение в законах, названных впоследствии
законами Фарадея.
Согласно закону Фарадея, количество вещества, полученного на
электроде, пропорционально количеству прошедшего через
электролизер электричества:
gтеор = q∙I∙τ
(1)
где gтеор – количество вещества в г, выделившегося на
электроде;
q – коэффициент (электрохимический эквивалент);
при I∙τ = 1 А∙ч, gтеор = q.
Электрохимическим эквивалентом q называется теоретическое
количество
вещества,
которое
должно
участвовать
в
электрохимическом процессе при прохождении через электролизер
(или элемент) единицы количества электричества.
Для электролитического выделения одного грамма-эквивалента
любого вещества требуется 96500 кулонов или 26,8 А∙ч.
Следовательно,
g теор 
1 I   A
А
г
,

; q
z  F А  час
26,8
z
(2)
где А – атомный вес выделяющегося вещества,
z – число электронов, участвующих в реакции.
Если q выражается в миллиграммах на кулон, то формула
приобретает вид
q
1000  A
, мг / Кл
z  96500
(3)
Расчеты количества реагирующего вещества по его
электрохимическому эквиваленту применимы для всех видов
электрохимических процессов – катодных и анодных: для выделения
5
на катоде металлов и газов, для растворения анодного металла и
выделения на аноде продуктов электрохимического окисления, для
электрохимических процессов, протекающих без образования новой
фазы и т.д.
В большинстве реальных электрохимических процессов
количество фактически реагирующего вещества отличается от
теоретической, расчетной величины. Это может быть обусловлено
параллельным протеканием других электрохимических реакций
(например, одновременное выделение на катоде цинка и водорода при
электролитической экстракции цинка), взаимодействием катодных и
анодных продуктов, присутствием в электролите солей металлов,
дающих несколько степеней окисления, появлением шунтирующих
замыканий между электродами и т.д.
Степень отклонения количества фактически прореагировавшего
вещества gфакт от величины gтеор, рассчитанной по законам Фарадея,
характеризуется при электролизе выходом по току ВТ. Эта величина
обычно выражается в процентах и, реже, в долях единицы:
ВТ 
gфакт
g теор
 100%
(4)
Выход по току можно представить также отношением:
ВТ 
Qтеор
Qфакт
 100%
(5)
где Qтеор – количество электричества, которое должно было
быть затрачено на проведение данного процесса по
закону Фарадея;
Qфакт – действительные затраты электричества на единицу
вещества.
Равновесным потенциалом электрода φравн называется
потенциал
неполяризованного
(неработающего)
электрода,
находящегося в обратимом равновесии с электролитом.
Зависимость равновесного электродного потенциала от
активностей (концентраций) веществ, участвующих в электродных
процессах и от температуры выражается уравнением Нернста:
φравн. = φ0 +
6
a
R T
ln ок
z  F авосст
(6)
где
φ0 – стандартный электродный потенциал (находят по
справочным таблицам);
R – универсальная газовая постоянная, Дж/(моль∙ 0С);
Т – температура, К;
z – число электронов, участвующих в реакции;
F – число Фарадея, Кл/г-экв;
аок и авосст – произведения активностей окисленной и
восстановленной форм вещества.
Для практического использования уравнения (6) удобно перейти
из натуральных логарифмов к десятичным и подставить
соответствующие значения коэффициентов (R=8,314Дж, F=96500
Кл/г-экв.) при этом получим выражение
φравн= φ0 +
a
0.0002  T
lg ок
z
авосст
(7)
Напряжение разложения какого-либо компонента электролита
есть то минимальное напряжение, которое необходимо приложить
извне к электродам, чтобы происходил длительный электролиз с
выделением продуктов электролиза.
Если электролиз происходит без перенапряжения и
деполяризации, то напряжение разложения равно разности
равновесных электродных потенциалов:
Еразл. = равн  равн
(8)
Значение Еразл может быть использовано при расчетах
теоретического удельного расхода электроэнергии Wтеор. и выхода по
энергии ВЭ:
Wтеор.=
BЭ 
Wтеор.
Wфакт .
E разл.
(9)
q
 100 
Е разл.  ВТ
VB
где VB – напряжение на ванне, В;
ВТ – выход по току, %.
Фактический удельный расход электроэнергии
7
(10)
Wфакт. =
VB 100
, Вт∙ч/т
q  BT
(11)
Напряжение на работающей ванне VB больше Еразл. на
абсолютные величины катодной и анодной поляризации ηк и ηа и
значения омических потерь напряжения в электролите, электродах и
контактах:
VB = Eразл. + (ηа – ηк) + I∙R/ + I∙R// + ∆Vконт.
(12)
где R/ и R// – омические сопротивления электролита и
электродов.
Падения напряжения в контактах берутся по практическим
данным. Потери напряжения в проводниках (электролит и электроды)
рассчитываются следующим образом:
V  I   
l
S
(13)
где I – сила тока, протекающего в данном проводнике, А;
ρ – удельное сопротивление при температуре, в которой
работает проводник, Ом·см;
l – длина проводника (при расчете падения напряжения в
электролите – межэлектродное расстояние), см;
S – сечение (или площадь) проводника, см2.
Для расчета падения напряжения в криолит-глиноземном
расплаве при электролизе алюминия обычно используют уравнение,
полученное на основании построения профиля электрического поля в
электролите (уравнение Форсблома-Машовца):
V 
I   l
S  P  2,5  l 
(14)
где ρ – удельное сопротивление электролита при температуре
электролиза, Ом·см;
l – межполюсное расстояние, см;
Р – периметр анода, см;
S – анодная поверхность (сечение анода), см2.
Степень участия вещества в электрохимическом процессе в
электролизерах характеризуется степенью разложения вещества и
выходом по веществу.
8
Степень разложения вещества показывает, какая доля данного
компонента
электролита
подверглась
электрохимическому
превращению за время процесса:
Кр =
g нач  g кон.
100%
g нач.
(15)
где gнач. и gкон. – начальное и конечное количество вещества в
электролите.
Выход по веществу равен отношению количества продукта,
полученного за время процесса, к тому его количеству, которое можно
получить при полном превращении всего исходного вещества,
введенного в ванну:
ВВ =
g1
 100%
q1
g2
q2
(16)
где
g1 – количество полученного продукта;
g2 – количество исходного вещества;
q1 и q2 – электрохимические эквиваленты полученного и
исходного вещества.
Скорость электрохимического процесса измеряется числом
ионов, переходящих из фазы в фазу с единицы поверхности в единицу
времени. Поскольку ионы представляют электрически заряженные
частицы, их передвижение создает электрический ток. Поэтому
скорость электрохимической реакции (окисления и восстановления)
можно измерять плотностью тока
D
I
, А/см2
S
(17)
где S – площадь поверхности электрода (рабочая поверхность),
см2.
В зависимости от того, на каком электроде происходит процесс
(на катоде или на аноде), плотность тока может быть катодной и
анодной.
Расчеты в процессах электролиза могут основываться на
принципах термодинамики. Наиболее употребительными являются
три термодинамические функции – термодинамический потенциал
Гиббса G, называемый также свободной энергией при постоянном
давлении, энтальпия Н и энтропия S.
9
Изменение термодинамического потенциала при каком-либо
процессе равно максимально полезной работе:
∆G = –Aмакс.
Если эта максимально полезная работа совершается при
электрохимическом процессе, то значение величины Амакс. позволяет
рассчитать ЭДС – разность равновесных электродных потенциалов:
Aмакс. = – ∆G = z∙F∙E
(18)
Изменение
термодинамического
потенциала
при
электрохимическом процессе равно сумме термодинамических
потенциалов конечных веществ за вычетом суммы ∆G для исходных
веществ реакции, записанной в направлении самопроизвольного
протекания.
Зная величину термодинамического потенциала Гиббса, можно
рассчитать значение теоретического напряжения разложения
электролита
Еразл.= 
G
z  FT
где ∆G выражено в калориях
реагирующего вещества, а E – в вольтах;
FT =
(19)
на
количество
молей
F
 23060 , (1 кал = 4,18 Дж)
4,18
Изменение энтальпии ∆Н при реакции численно равно
тепловому эффекту реакции при постоянном давлении, отнесенному к
количеству молей реагирующего вещества,  QT (взятому с обратным
знаком):
∆Н =  QT
(20)
Зная энтальпию отдельных соединений, участвующих в
электрохимической реакции, можно определить ее тепловой эффект,
использовав тот же принцип, который был применен выше для
расчета изменения термодинамического потенциала при реакции
∆Н = ∑∆Нкон. – ∑∆Ннач.
10
(21)
Критерием,
позволяющим
судить
о
направлении
термодинамических процессов в изолированных системах, является
энтропия S.
Для обратимого процесса все эти три термодинамические
функции связаны между собой следующей зависимостью:
G = H – T∙S
(22)
где Т – температура, К.
Согласно уравнению Гиббса – Гельмгольца
 дG 
G  H  T 

 дT  P
(23)
 дG 
S  

 дT  P
(24)
д zFT E 
дE
 дG 
  z  FT

 
дT
дT
 дT  P
(25)
Отсюда
S  z  FT
дE
дT
(26)
Таким образом, зная ∆S при электрохимической реакции, можно
определить температурный коэффициент ЭДС электрохимической
системы (и наоборот):
 z  FT  E  H  z  FT  T
E
H
дE
T
z  FT
дT
дE
дT
(27)
(28)
Большинство электрохимических процессов должно протекать в
узком температурном интервале, что может быть достигнуто только
при высокой сбалансированности прихода и расхода тепла.
Составление теплового баланса для таких электрохимических
систем
предполагает прежде всего правильное определение
количества тепла, выделяемого в электролизере при прохождении
электрического тока.
11
Количество тепла QТ, выделяющееся
электрического тока («джоулево тепло»), равно
при
прохождении
QT = 0,239 ∙ I∙V∙τ, кал
(29)
где I – сила тока, А;
V – напряжение, В;
Τ – время, с.
Если τ выразить в часах, то уравнение (29) примет вид
QT = 0,239 ∙ 3600 ∙ I∙V∙τ = 860 ∙ I·V∙τ, кал
(30)
В тепло может переходить не все количество затраченной
электроэнергии, а только часть её, за вычетом энергии, пошедшей на
химическое превращение в системе:
QT = 0,239 ∙ I∙V∙τ  QT/
(31)
где QT/ - тепловой эффект химического процесса (процессов),
отнесенный к количеству веществ, реагирующих в электролизере при
прохождении тока I в течение времени τ.
Если в системе идет один химический процесс при ВТ=100%, то
QT/  QT  n
(32)
где QT - тепловой эффект реакции, кал/моль;
n - число реагирующих молей вещества:
n
I 
zF
(33)
Отсюда,
QT/  I  
QT
zF
(34)
Подставляя последнее выражение в уравнение (31), проведя
соответствующие преобразования, получим
QT = 0,239 ∙ I∙V∙τ – I  
12
QT
=
zF

=0,239 ∙ I ∙τ V 




QT
QT
  0,239  I   V 
 , кал
0,239  96500  z 
23060  z 

(35)
Выразив QT и QT соответственно в килокалориях и килокалориях
на моль, а τ – в часах, получим

QT 
 , ккал
QT  0,860  I   V 
23
,
06

z


(36)
Если снижение ВТ не обусловлено параллельным протеканием
какого-либо другого электрохимического процесса, а вызвано
взаимодействием катодных и анодных продуктов или реагированием
их на электродах другой полярности с образованием исходных
веществ, то

Q B 
QT  0,860  I   V  T T  , ккал,
23,06  z 

(37)
где ВТ выражен в долях единицы.
Если в системе протекает несколько параллельных
электрохимических процессов, то необходимо учитывать затраты
энергии, идущие на все эти процессы:


QT/  BT/
QT//  BT//

QT  0,860  I   V 

    , ккал
/
//
23,06  z
23,06  z


(38)
где QT/ , BT/ , z / относятся к одному электрохимическому процессу;
QT// , BT// , z // - к другому.
Вместо теплового эффекта реакции в уравнение можно
подставить численно равную ему величину расчетного изменения
энтальпии ∆Н.
Если ввести понятие теплового напряжения разложения ЕТ:
ET 
QT
H
,В
–
23,06  z
23,06  z
(39)
тогда выражение (38) можно представить:


QT  0,860  I   V  ET/  BT/  ET//  BT//  ... , ккал
13
(40)
2 Примеры основных расчетов
Пример 1. Электролитические ванны рафинирования меди
нагрузкой I =10 кA эксплуатируются при электродной плотности тока
D = 200 А/м², tЭ =50 °С и катодном выходе по току ВТ = 96%. Зеркало
поверхности раствора в ванне S = 4,2м², скорость циркуляции
электролита υЭ = 20 л/мин на одну ванну; межэлектродное расстояние
l=5,0 см. Электродная поляризация и падение напряжения в
электродах ∆V1 = 80 мВ. Удельное сопротивление электролита ρ50 =
1,815Ом∙см; c = 0,855 ккал/кг∙°С; d = 1,23 г/см³.
Количество воды, испаряющейся с 1м2 поверхности
электролита, m H O = 1.90 кг/ч (теплота преобразования i П =568ккал/кг).
Доля потерь тепла за счет испарения воды составляет 60% от общих
потерь тепла ванной (без учета тепла, уносимого циркулирующим
электролитом). Для подогрева электролита (осуществляемого вне
ванны) применяется сухой пар с полным теплосодержанием
i П/ =645ккал/кг; образующийся конденсат обладает теплосодержанием
ik = 70 ккал/кг.
Рассчитать расходные коэффициенты на 1 т катодной меди:
а) электроэнергии постоянного тока;
б) пара на подогрев циркулирующего электролита;
в) воды на компенсацию испарения из ванны.
2
Решение:
1)
Количество катодной меди, получаемой в ванне за 1ч,
g1 =I · τ · qCu · ВТ
g1 =
10000  1  1,185  0,96
 11,37 кг/час
1000
2) Напряжение на электродах ванны рафинирования
I
S
V=I∙RОМ +∆V1=    l  V  D    l  V1
V=
200
 1,815  5,0  0,08  0,262 В
10000
(напряжение разложения в процессах рафинирования равно нулю)
3)
Удельный расход электроэнергии на 1т меди
14
Wg =
Wg =
I  V   K
g
10000  0,262  1  1,20
 277 кВт∙час/т
11,37
где К = 1,20 – коэффициент, учитывающий потери напряжения в
контактах, шинопроводах и повышенное напряжение в ваннах
регенерации электролита.
4)
Удельные потери воды за счет испарения из ванны
mH/ 2O 
m H/ 2O 
5)
ванне,
m H 2O  S
g1
1,90  4,2
 0,702 м3/т меди
11,37
Количество джоулева тепла, выделяющегося за 1ч в
QТ/  0,860  I  V  
QТ/  0,860  10000  0,262  1  2255 ккал/час
(предполагаем, что снижение ВТ полностью обусловлено
межэлектродными замыканиями).
6)
Часовая потеря тепла из ванны в окружающую среду (по
условию 60% потерь тепла составляют его потери за счет испарения
воды)
QТ// 
QТ// 
m H 2O  S  i П
0,60
1,90  4,2  568
 7560 ккал/час
0,60
7)
Потери тепла из ванны компенсируются джоулевым
теплом и повышенной температурой электролита, поступающего в
ванну при циркуляции. Потери тепла, которые необходимо
15
скомпенсировать повышенной температурой подаваемого
электролита,
QТ///  QТ//  QТ/
QТ///  7560  2255  5305 ккал/час
8)
Количество электролита, поступающего в ванну,
 Э/   Э  
 Э/  20  60  1200 л/час
g Э   Э/  d
g Э  1200  1,23  1475 кг/час
9)
Необходимая разница температур между поступающим
раствором и электролитом ванны
t 
t 
10)
QТ///
gЭ  с
5305
 4,2 град
1475  0,855
Температура поступающего электролита
t  t Э  t
t  50  4,2  54,2 °C
11)
Расход пара на нагрев электролита
QТ///
gП  /
 K1
i П  iR
16
gП 
5305
 1,1  10,15 кг/час
645  70
где К1 – коэффициент, учитывающий потери тепла в
циркуляционной системе электролита.
12)
Удельный расход пара
mП 
mП 
gП
g1
10,15
 0,892 т/т меди
11,37
Таблица 1 – Варианты заданий к примеру 1
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D,
A/м2
210
180
190
185
205
195
215
208
192
220
ВТ ,
%
95
98
99
97
91
92
94
88
85
87
S, м2
4,1
4,0
3,8
4,5
4,8
5,0
5,2
4,3
5,5
3,5
υЭ,
л/мин
24
22
21
25
28
19
18
23
17
26
l, см
5,0
4,5
4,8
5,5
5,9
5,8
5,6
4,3
4,7
4,9
V1 , мВ
m H 2O ,
85
82
75
78
90
95
93
76
81
97
кг/час
1,85
1,78
1,88
1,96
1,98
1,84
1,77
1,86
1,94
1,90
Пример 2. Серия из
n = 150 непрерывно работающих
алюминиевых электролизеров нагрузкой I = 145 кА выдала за месяц
(τ = 30 суток) работы gфакт = 4700 т металла, содержащего рAl =
99,5% Аl. Среднее напряжение на серии (с учетом периодических
«анодных вспышек») составило V = 695 В.
Каковы выход по току и удельный расход электроэнергии для
полученного алюминия (в расчете на 100%-ный металл)?
17
Решение:
1)
Суммарный электрохимический процесс в ванне
2Аl2О3 +3С → 4Аl + 3СО2
(частично образуется и СО).
2)
Электрохимический эквивалент алюминия
q Al 
q Al 
AAl
zF
26,97
 0,3355 г/(А∙ч)
3  26,8
3)
Количество алюминия, которое теоретически можно
получить с серии за месяц
g теор  I    q Al  n
g теор 
4)
145  24  30  0,3355  150
 5250 т
1000
Выход по току на серии
ВТ 
ВТ 
5)
g факт  р Аl
g теор
 100
4700  0,995
 100  89,0%
5250
Удельный расход электроэнергии
Wg 
Wg 
I  V 
g факт  р Аl
145  695  24  30
 15500 кВт· ч/т
4700  0,995
18
Таблица 2 – Варианты заданий к примеру 2
№
N
I, кA
gфакт,, т
рAl., %
V, B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
140
145
148
143
152
155
160
150
135
130
150
145
143
160
133
130
125
148
152
155
4500
4600
4800
4850
4500
4550
4400
4900
4650
4700
99,0
99,3
99,5
99,8
99,1
99,4
99,0
98,0
98,9
98,0
698
695
700
705
703
690
685
697
710
712
Пример 3. В цехе электролитического получения алюминия
годовой производительностью gц = 80 тыс.т металла установлены
электролизеры нагрузкой 130кА. Ванны работают с выходом по току
для алюминия ВТ = 90% при среднесерийном напряжении на
электролизер VЭ = 4,7В. Машинное время работы электролизеров
составляет f=0,94, потери алюминия при переплаве равны 3%
(К=0,97).
Сколько электролизеров и электролизных серий должно быть в
цехе для обеспечения его годовой производительности?
Решение:
1)
Годовая производительность одного электролизера (с
учетом потерь при переплаве металла)
g  I    q Al  ВТ  f  К
g
130  (24  365)  0,3355  0,90  0,94  0,97
 313,5 т/год
1000
2) Необходимое количество электролизеров в цехе
nЭ 
19
gц
g
nЭ 
80000
 256
313,5
3) Суммарное напряжение на всех электролизерах
Vn  VЭ  n Э
Vn  4,7  256  1204
4) Количество последовательных серий в цехе рассчитываем
исходя из того, что напряжение на каждой серии при кремниевых
выпрямителях должно составлять 450-850 В. Отсюда количество
серий
nC 
1204
 1,85
650
Принимаем 2 серии. Количество ванн в каждой серии
nВ 
256
 128
2
Напряжение на серии
VC  VЭ  nВ
VС  4,7  128  602.
Таблица 3 – Варианты заданий к примеру 3
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
g ц,
тыс. т
90
85
95
83
87
97
93
91
82
94
I, кA
ВТ , %
VЭ, В
f
138
140
132
145
150
142
135
142
152
137
90
88
93
88
92
95
82
89
87
97
4,5
5,0
5,2
4,2
4,7
4,9
5,8
5,6
5,9
4,3
0,92
0,95
0,85
0,87
0,96
0,89
0,93
0,91
0,85
0,89
20
Пример 4. При электрохимическом сгорании углеродистых
анодов алюминиевого электролизера нагрузкой I=140кА образуется
по 50 об. % СО2 и СО.
Анодная плотность тока в электролизере Da = 0,8 А/см2; выход
по току 89% (ВТ) (примем его равным для катодного и анодного
процессов); кажущаяся плотность анода dа = 1,6 г/см3; механические
потери анодного вещества составляют около 15% (К=1,15) от его
расхода на электрохимическое сгорание.
Какое количество анодного вещества (в расчете на чистый
углерод) израсходуется за трое суток в алюминиевом электролизере
на собственно электрохимический процесс? На какую высоту при
этом «сгорят» аноды?
Решение:
1) Реакции суммарных электрохимических процессов в ванне:
а) Al2O3 + 3С → 2Al + 3CO
б) 2Al2O3 + 3С → 4Al + 3CO2
2)Электрохимические эквиваленты для углерода:
для реакции (а)
q1 
AC
zF
q1 
120
 0,224 г/(А∙час)
2  26,8
q2 
120
 0,112 г/(А∙час)
4  26,8
для реакции (б)
3)В анодном газе на 1 моль СО2 приходится 1 моль СО. На
электрохимическое образование каждого моля СО2 затрачивается
вдвое больше электричества, чем на 1 моль СО. Отсюда вытекает, что
66,7% электричества, расходуемого на сгорание анодов, идет на
образование СО2 ( BT/ ), а 33,3% – на образование СО ( BT// ).
21
4) Трехсуточный расход анодного вещества в ванне на
собственно электрохимический процесс
g a/  I    BТ  ( BТ/  q1  BТ//  q 2 )
g a/  140  (24  3)  0,89  (0,667  0,112  0,333  0,224)  1328кг.
5) Расход анодов с учетом механического разрушения:
g a//  g a/  K
g a//  1328  1,15  1527кг
6) Объем «сгоревших» анодов
g a//
a 
da
a 
1,527
 0,954 м 3
1,6
7) Рабочая поверхность анодов
S
S
I
Da
140000
 175000cм 2  17,5 м 2
0,8
8) Высота сгорания анодов за трое суток
h
h
a
S
0,954
 1000  54 мм
17,5
22
Таблица 4 – Варианты заданий к примеру 4
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Соотношение
газов
СО,
СО2,
%
%
40
60
25
75
20
80
60
40
75
25
40
60
80
20
10
90
90
10
75
25
Dа, А/см2
ВТ, %
da, г/см3
K
0,9
0,7
0,8
1,0
0,6
0,9
0,7
0,8
0,5
0,6
90
91
95
92
85
87
80
83
86
79
1,4
1,5
1,7
1,3
1,8
1,6
1,2
1,9
1,7
1,4
1,10
1,11
1,20
1,15
1,07
1,05
1,25
1,22
1,24
1,16
Пример 5. Магниевый электролизер нагрузкой I=140кА
работает со средним выходом по току 75% (ВТ) (принять равным для
катодного и анодного процессов) и напряжением на ванне V=5,5В;
содержание Мg в получаемом металле-сырце составляет pMg = 99,7%.
Какое количество магния-сырца и хлора может быть получено
за месяц (30суток) с такого электролизера при его непрерывной
работе? Каков удельный расход электроэнергии:
а) на 1 т Мg; б) на 1 т Сl2?
Решение:
1) Основной электрохимический процесс в ванне
MgCl → Mg + Cl2
2) Электрохимические эквиваленты для компонентов процесса
q Mg  0,454 г/(А∙чаc); qCl 2  1,325 г/(А∙час)
3) Месячная производительность ванны по магнию-сырцу
g Mg 
I    q Mg  BТ
р Mg
23
g Mg 
140  (24  30)  0,454  0,75
 34,4т
0,997  1000
4) Месячное количество хлора, воспроизводимое одной ванной
g Cl 2  I    qCl 2  BТ
g Cl 2 
140  (24  30)  1,325  0,75
 100,2т
1000
5) Удельный расход электроэнергии
а) на 1 т Мg
WMg 
WMg 
V
q Mg  BТ
5,5  1000
 16152 кВт∙час/т
0,454  0,75
б) на 1т Cl2
WCl 2 
WCl 2 
V
qCl2  BТ
5,5  1000
 5534 кВт∙час/т
1,325  0,75
Таблица 5 – Варианты заданий к примеру №5
№
ВТ, %
I, кA
V, В
р Mg , %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
80
79
78
76
72
82
85
70
73
87
130
125
132
142
144
135
120
127
129
136
5,2
5,0
5,8
6,0
6,3
6,5
5,1
5,6
5,5
4,9
99,5
99,6
99,8
98,9
98,8
98,2
98,5
99,3
99,2
99,9
24
Пример 6. Рассчитать падение напряжения в электролите
алюминиевого электролизера нагрузкой 130кА, имеющего рабочую
площадь (сечение) анода 250×670см, межполюсное расстояние
l=4,0см. Удельное сопротивление расплавленного электролита при
температуре электролиза ρ=0,488Ом∙см.
Решение:
Расчет проводим по формуле Форсблома и Машовца:
V 
 l  I
S  (2,5  l )  P
где S – анодная поверхность (сечения анода);
Р – периметр анода.
S  250  670  167000cм 2
P  (250  670)  2  1840см
Отсюда
V 
0,488  4,0  130000
 1,42 В
167000  (2,5  4,0)  1840
Таблица 6 – Варианты к примеру 6
№
1
2
3
4
5
I, кA
l, см
140
145
125
120
123
5,0
4,5
4,3
4,8
5,5
Рабочая
площадь
анода,
см
230×660
235×680
240×690
260×650
270×620
№
6
7
8
9
10
I, kA
l, см
143
147
150
155
152
5,8
6,0
6,5
6,3
5,2
Рабочая
площадь
анода,
см
280×600
220×690
210×700
200×750
275×610
Пример 7. Рабочее напряжение на внешних шинах магниевого
электролизера равно 5,55В, том числе потери напряжения во внешних
25
шинопроводах и контактах ванны 0,26В. Изменение энтальпии при
реакции
MgCl2 (ж) → Mg(ж) + Cl2
равно -142,56 ккал/моль. Какое количество джоулева тепла выделяется
в электролизере нагрузкой I=130кА, если выход по току ВТ =80%?
При расчете пренебречь выделением на электродах всех продуктов,
кроме Мg и Сl.
Решение:
1) Перепад напряжения между катодом и анодом электролизера
∆V = 5,55-0,26 = 5,29В
2) Тепловое напряжение разложения расплава
ET  
ET 
H
z  FT
142,56
 3,09 B
2  23,06
3) Количество джоулева тепла, выделяющееся за 1час в ванне
QT  0,860  I  (VB  ET BT )
QT  0,860 130000  (5,29  3,09  0,80)  315000 ккал/час
Таблица 7 – Варианты заданий к примеру №7
№
V1, B
V2, B
I, кA
1
2
3
4
5
5,65
5,78
5,80
5,30
5,25
0,30
0,25
0,28
0,20
0,35
140
150
145
147
135
ВТ ,
%
82
90
89
95
97
26
№
V1, B
V2, B
I, кA
6
7
8
9
10
5,40
5,65
5,15
5,35
5,75
0,40
0,33
0,37
0,39
0,22
138
133
130
131
142
ВТ ,
%
77
75
78
81
93
Пример 8. Средний выход по току ВТ в алюминиевом
электролизере нагрузкой I=150 кА равен 88%, рабочее напряжение на
ванне V1 =4,6В, в том числе во внешних, „негреющих” шинопроводах
и контактах V2 =0,40В. Состав газа, полученного при сгорании анодов:
55об. % СО2 и 45% СО.
Теплоты реакций при 950°С:
а)
Al2O3 + 3С → 2Al + 3CO – 312 ккал
б)
2Al2O3 + 3С → 4Al + 3CO2 – 492,5 ккал
Какое количество джоулева тепла выделяется за 1час в
электролизере?
Решение:
1)Тепловое напряжение разложения для электрохимических
процессов:
для реакции (а)
ET/  
QT
z  FT
ET/ 
312
 2,255B
6  23,06
ET// 
492,5
 1,78B
12  23,06
для реакции (б)
2) Доля полезного тока, идущая на реакцию (а),
BT( a ) 
BT( a ) 
рCO2
рCO
 2  рCO
45
 0,29
55  2  45
Доля полезного тока, затрачиваемая на реакцию (б),
27
BT( б )  1  0,29  0,71
В расчете принято во внимание, что на образование 1 моля СО2
затрачивается в 2 раза больше электричества, чем на образование 1
моля СО.
3) Внутреннее падение напряжения в ванне
V  4,60  0,40  4,20 B
4) Часовое количество джоулева тепла, выделяемое в ванне
QT  0,860  I  [V  BT  ( ЕT/  BТ
(а)
 ЕT//  BТ( б ) )]
QT  0,860 150000  4,2  0,88  (2,255  0,29  1,78  0,71)  324000 ккал/час
Таблица 8 – Варианты заданий к примеру 8
№
I, кA
ВТ , %
V1, B
V2, B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
140
160
130
120
125
135
150
152
145
148
89
85
80
81
88
86
95
92
90
96
5,0
4,8
5,2
5,5
5,8
5,7
5,6
4,9
4,3
4,7
0,35
0,38
0,42
0,45
0,50
0,51
0,49
0,33
0,30
0,34
об.% СО об.% СО2
40
42
50
35
33
38
44
48
43
33
60
58
50
65
67
62
54
52
57
67
Пример 9. В магниевом электролизере с нижним вводом анодов
нагрузкой I = 90 кА установлено 7 анодных блоков шириной по
2300мм, каждый из которых состоит из восьми графитированных
электродов сечением 200×325мм и общей длиной L =2085мм. Рабочая
длина анодов L/ =1400мм. У анодов пяти средних блоков работают
обе стороны. Удельное сопротивление графитированных электродов
при +200С ρ20 = 9,0 Ом×мм2/см. Температурный коэффициент
сопротивления графита α=0,000346. Средняя температура анодов
5000С.
28
Рассчитать падение напряжения в неработавших графитовых
анодах электролизера.
Решение:
1) Проходное сечение анодов в ванне
S = 2300 · 200∙(7-1)=2,76 ∙ 106 мм2
(в крайних блоках анодов работает одна сторона, поэтому расчетное
число блоков приближенно берется на единицу меньше их
количества).
2) Удельное сопротивление графита при 5000С
ρ500 = ρ20 ·[1+α · (t0 – 20)]=90·[1+0,000346 · 480] = 10,5 Ом∙мм2/м
3) Падение напряжения в нерабочей части анодов
L  L/
V1  I  R  I  
S
9  10 4  10,5  (2,085  1,40)
V1 
 0,235B
2,76  10 6
4) При расчете падения напряжения в рабочей части анодов
учитываем, что сила тока по длине рабочей части анодов уменьшается
от полного тока I до нуля. Поэтому для расчетов можно принять
проходную плотность тока в рабочей части анода равной половине
плотности тока в нерабочей части анодов:
V2 
V2 
I
L/

2
S
9  10 4
1,40
 10,5 
 0,240B
2
2,76  10 6
5) Суммарное падение напряжения в анодах
∆V = ∆V1 + ∆V2 = 0,235 + 0,240 = 0,475 В
29
Таблица 9 – Варианты заданий к примеру 9
№
I, кА
L, мм
L/, мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
90
92
94
96
98
100
105
110
115
88
2085
2090
2095
2100
2105
2110
2115
2120
2125
2070
1400
1410
1415
1420
1424
1428
1430
1435
1445
1390
Средняя
температура
анодов, 0С
500
500
520
520
540
540
560
560
565
565
Пример 10. Э. д. с. системы Na(ж)| расплав NaCl | Cl2(C) равна
3,43В (при 6500С); температурный коэффициент э. д. с. составляет
dE
 0,00078 В/ 0С.
dt
Какова величина теплового эффекта реакции
Na(ж)+
1
Cl2  NaCl (ж)
2
при температуре процесса + 600 0С?
Решение:
Для расчета используем уравнение Гиббса-Гельмгольца
Е=
QT
dE
T
z  FТ
dT
отсюда
QТ = z∙FТ (E-T
1) Э. д. с. системы при 600 0С
30
dE
)
dT
E600= E650 +
dE
T
dT
E600= 3,43 – 0,78 · 10 -3(600 – 650)=3,47 B
2) Тепловой эффект реакции
QТ =1 ∙ 23,06· 3,47  (600  273)0,00078=95,7 ккал/моль
Таблица 10 – Варианты заданий к примеру 10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
№ варианта
Температура 600 620 680 700 710 720 730 590 580 610
процесса, 0С
31
3 Задачи
Задача 1. Выход по току при электролитическом
рафинировании алюминия (с применением трехслойного метода)
96%, а напряжение на ванне V=6,0 В.
Какова величина удельных затрат электроэнергии на 1т
рафинированного алюминия?
Таблица 11 – Варианты заданий к задаче 1
№
1
2
3
4
5
ВТ, %
96
94
92
90
98
№
6
7
8
9
10
V, B
6,0
5,8
5,7
5,5
5,2
ВТ, %
88
86
84
89
91
V, B
5,9
6,1
6,3
6,5
6,2
Задача 2. Алюминиевый электролизер нагрузкой 130кА
работает с выходом по току 89% при среднерасчетном напряжении на
ванне V=4,6В (с учетом повышения напряжения за счет
периодических „анодных вспышек”). Машинное время работы
электролизера 0,96.
Каковы годовая производительность по алюминию одного
электролизера и удельный расход электроэнергии на 1т получаемого
металла?
Таблица 12 – Варианты заданий к задаче 2
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
I,кА
130
140
142
150
155
152
157
125
128
135
ВТ, %
89
90
88
85
82
80
83
95
93
92
32
V, B
4,6
4,8
5,0
5,5
4,0
4,2
4,4
4,8
4,9
5,2
f
0,96
0,92
0,90
0,85
0,98
0,93
0,91
0,83
0,86
0,88
Задача 3. Падение напряжения между катодной и анодной
шинами алюминиевого электролизера нагрузкой 130 кА равно 4,60В, в
том числе во внешних шинах и контактах 0,36 В. Выход по току для
алюминия составляет 88%. Анодный газ, выходящий из
электролизера, содержит примерно равные объемы СО и СО2.
Теплоты реакций, протекающих электролизере (для 9500 С):
a)
Al2O3+3C → 2Al+ 3CO – 312 ккал
б) 2Al2O3+3C→ 4Al+3CO2 – 492,5 ккал
Какое количество джоулева тепла выделяется в электролизере за
1час?
Таблица 13 – Варианты заданий к задаче 3
№
I, кA
ВТ , %
V1, B
V2, B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
152
145
148
150
130
135
139
142
132
134
92
90
96
94
88
86
85
89
87
91
4,9
4,3
4,7
4,8
4,6
5,0
5,3
4,4
4,5
4,2
0,33
0,30
0,34
0,32
0,36
0,38
0,39
0,31
0,30
0,28
Задача 4. В алюминиевом электролизере нагрузкой 150 кА
установлено 32 блочных анода обожженного типа сечением 121×55 и
высотой 50см. Продукты сгорания анодов содержат 60 об. % СО2 и 40
об. % СО. Выход по току ВТ = 85% (принять равным для катодного и
анодного процессов). Механическое разрушение анодов при работе
равно 15% от расхода анодов на собственно электрохимический
процесс (на образование СО и СО2). Анодные огарки составляют 20%
от первоначальной массы анодов. Кажущаяся плотность анодов
1,6г/см3.
Рассчитать срок службы анодов и их удельный расход на 1т
алюминия, получаемого в ванне.
33
Таблица 14 – Варианты заданий к задаче 4
№
I, кА
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
152
154
156
128
130
132
134
140
148
150
Содержание
продуктов
сгорания анодов
СО2 об.%
СО, об.%
70
30
68
32
66
34
64
36
62
38
60
40
58
42
52
48
54
46
58
42
ВТ , %
78
79
80
81
82
83
84
87
89
92
Задача 5. Какое количество джоулева тепла выделится в
алюминиевом электролизере нагрузкой 150кА за период «анодной
вспышки» длительностью 6 мин при среднем напряжении на ванне в
этот период 35В?
Сумма теплового напряжения разложения
электролита и внешних потерь напряжения в ванне равна 2,0 В.
Таблица 15 – Варианты заданий к задаче 5
№
I, кА
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
150
155
160
165
145
142
153
157
161
158
Длительность
«анодной
вспышки», мин.
6
6
6
8
8
8
4
4
4
5
34
Среднее напряжение на
ванне в период «анодной
вспышки», В
35
37
39
41
33
31
34
32
36
38
Задача 6. В цехе, электролиза хлорида магния годовой
производительностью 30 тыс. т рафинированного магния
установлены электролизеры, работающие при нагрузке 130 кА со
средним напряжением на ванне 5,5 В. Катодный выход по току для
магния при электролизере 79%. « Угар» магния в процессе его
рафинирования равен 1%. Машинное время работы электролизеров
0,95.
Какое количество магниевых электролизеров необходимо
установить в цехе? Какое напряжение будет на электролизной серии,
если все магниевые ванны цеха, в том числе и резервные, будут
соединены последовательно? Принять потери напряжения в главном и
соединительных шинопроводах равными 3% от суммарного
напряжения всех работающих ванн цеха.
Таблица 16 – Варианты заданий к задаче 6
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Годовая
производительность
по рафинированному
магнию, тыс. т.
30
40
35
25
20
45
50
48
32
36
I, кA
V, В
BT , %
100
110
120
115
105
125
130
135
137
112
4,9
4,8
4,8
4,6
5,0
5,0
5,2
5,3
5,5
5,7
70
72
74
76
78
79
80
82
84
70
Задача 7. За сутки работы магниевого электролизера нагрузкой
130 кА получено 1120 кг металла, содержащего 99,5% Мg. Среднее
рабочее напряжение на ванне 5,2 В.
Рассчитать выход по току и удельный расход электроэнергии в
пересчете на 100%-ный магний.
35
Таблица 17 – Варианты заданий к задаче 7
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
I, кА
130
135
140
125
120
115
110
105
100
95
gфакт., кг
1120
1190
1250
1100
1020
980
920
900
90
880
pMg, %
99,5
99,7
99,2
99,0
98,8
98,6
98,4
98,2
98,0
97,8
Задача 8. Последовательная цепь из 968
непрерывно
работающих ванн рафинирования меди нагрузкой 9000А выдала за
месяц (30 суток) 7030 т катодной меди. Среднее напряжение в цепи
равнялось 282 В.
Рассчитать выход по току и удельный расход электроэнергии
для рафинированной меди.
Таблица 18 – Варианты заданий к задаче 8
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N
968
960
970
965
955
975
972
976
980
982
I, A
9000
9050
8950
9100
9150
9160
8900
8800
9200
9250
gфакт., т
7030
7050
7100
7200
7250
7350
7000
7150
7400
7550
V, B
282
260
255
272
268
292
275
269
277
285
Задача 9. С натриевого электролизера нагрузкой 8000А,
залитого расплавом едкого натра, за сутки получено 85кг
металлического натрия при среднем напряжении на ванне 5,0 В.
36
Рассчитать выход по току и удельный расход электроэнергии
для полученного металла.
Таблица 19 – Варианты заданий к задаче 9
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
I, А
8000
8100
8150
8050
8200
8250
8300
8500
8600
8700
V, В
5,0
5,1
5,1
5,2
5,2
5,3
5,3
5,4
5,4
5,5
gфакт., кг
85
87
90
92
95
100
105
110
112
114
Задача 10. Напряжение разложения для расплава едкого натра,
используемого в качестве электролита при производстве
металлического натрия, 2,25 В.
Чему равен теоретический расход электроэнергии при
получении металлического натрия в ваннах с таким электролитом? С
каким выходом по энергии работает натриевый электролизер,
имеющий рабочее напряжение V = 5,0 В и выход по току ВТ = 52%?
Таблица 20 – Варианты заданий к задаче 10
№
1
2
3
4
5
V, В
5,0
5,2
5,4
5,5
5,8
ВТ,%
52
55
58
60
65
№
6
7
8
9
10
V, В
5,3
6,0
6,2
6,0
5,7
ВТ,%
59
57
68
65
62
Задача 11. Цех металлического натрия имеет 50 работающих
электролизеров, каждый нагрузкой 8000А; выход по току для
получаемого натрия ВТ = 52%; потери электролита – едкого натра –
составляют на всех операциях 5% от его расхода на собственно
электролиз.
37
Какова суточная потребность цеха в едком натре?
Таблица 21 – Варианты заданий к задаче 11
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Количество
электролизеров в цехе
50
55
60
45
48
62
66
70
74
78
I, А
ВТ, %
8000
8100
8200
8300
8500
8800
9000
9100
8700
9200
52
54
56
55
52
60
58
62
64
57
Задача 12. Магниевый электролизер работает при катодной
плотности тока Dк = 0,50 А/см2 и анодной плотности тока Dа = 0,40
А/см2, межэлектродное расстояние в ванне 7см; удельное
сопротивление электролита при температуре процесса ρ=0,52 Ом×см,
увеличение сопротивления электролита за счет газонаполнения – 6%
(проходную плотность тока в электролите рассчитать как среднюю
геометрическую от Dк и Dа).
Каково падение напряжения в электролите ванны?
Таблица 22 – Варианты заданий к задаче 12
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Dк, А/см2
0,50
0,45
0,42
0,40
0,52
0,55
0,58
0,60
0,62
0,57
Dа, А/см2
0,40
0,37
0,35
0,33
0,42
0,45
0,48
0,50
0,52
0,45
38
l, см
7,0
6,0
5,5
5,2
7,2
7,5
7,8
7,8
8,0
7,4
ρ, Ом·см
0,52
0,50
0,48
0,45
0,54
0,55
0,52
0,57
0,55
0,53
Литература
1 Антропов Л. И. Теоретическая электрохимия. – М. : Высшая
школа, 1984. – 519 с.
2 Баймаков Ю. В. Электролиз расплавленных солей / Баймаков
Ю. В., Ветюков М. М. – М. : Металлургия, 1966. – 560 с.
3 Левин А. И. Теоретические основы электрохимии. – М. :
Металлургия, 1972. – 350 с.
4 Москвитин В. И. Теория электрометаллургических
процессов: лаб. практикум. – 2-е изд. – М. : МИСиС, 2004. – 41 с.
5 Скорчеллетти В. В. Теоретическая электрохимия. – Л. :
Химия, 1974. – 568 с.
6 Хейфец В. Л. Практикум по теоретической электрохимии /
Хейфец В. Л., Авдеев Д. К., Рейшахрит Л. С. – М. : Металлургия,
1954. – 132 с.
7 Флеров В. Н. Сборник задач по прикладной электрохимии. –
М. : Высшая школа, 1976. – 309 с.
39
Содержание
Введение
1 Основные определения электролиза и формулы
для расчета технологических параметров процесса
2 Примеры основных расчетов
3 Задачи
Литература
40
3
5
14
32
40
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
Н.Э. Пфейфер
_____________
(подпись)
«____» ________200__г.
СОСТАВИТЕЛИ: ст.преподаватель Каршигина З.Б.,
ст.преподаватель Байдильдаева Г.Б.,
ассистент Таскарина А.Ж.
Кафедра металлургии
Утверждено на заседании кафедры «____»______200_г. Протокол
№_______
Заведующий кафедрой ____________М.М.Суюндиков
Одобрено учебно-методическим советом факультета металлургии,
машиностроения и транспорта «___»_________200_г. Протокол №___
Председатель УМС ______________ Ж.Е. Ахметов
СОГЛАСОВАНО
Декан факультета __________ Т.Т. Токтаганов «___» ________200_г.
(подпись)
Н/к ОМК ___________ Г.С. Баяхметова «_____»___________200__г.
(подпись)
ОДОБРЕНО УМО
Начальник УМО __________ Л.Т. Головерина «___»_______200__г.
(подпись)
41
Министерство образования и
науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный
университет им. С.Торайгырова
Факультет металлургии, машиностроения
и транспорта
кафедра металлургии
ВЫПИСКА ИЗ ПРОТОКОЛА № 1
заседания кафедры
от «27» августа 2008г.
г. Павлодар
Председатель: зав. кафедрой металлургии Суюндиков М.М.
Секретарь: лаборант Абишева Ж.Б.
ПОВЕСТКА ДНЯ:
1. О рекомендации для издания учебно-методического материала в
издательстве «КЕРЕКУ» ПГУ.
1. СЛУШАЛИ: ст. преподаватель Каршигина З.Б., ст. преподаватель
Байдильдаева Г.Б. Представили свои методические указания для
практических занятий дисциплине «Теория электрометаллургических
процессов». Доложили содержание методических указаний и их
особенность.
ВЫСТУПИЛИ: к.т.н., профессор Суюндиков М.М. В
методических указаниях изложены краткие сведения о понятиях и
количественных характеристиках процесса электролиза, примеры с
решениями и задачи с вариантами для самостоятельного выполнения.
Студент знакомится с особенностями расчетов процесса электролиза и
может получить необходимые практические навыки.
Считаю, что данные методические указания являются
своевременными и способствуют лучшему освоению теоретического
материала, пройденного на лекциях.
ПОСТАНОВИЛИ: Рекомендовать методические указания для издания
в издательстве «КЕРЕКУ» ПГУ.
Председатель, к.т.н., профессор, зав. кафедрой
Секретарь, лаборант
42
М.М. Суюндиков
Ж.Б. Абишева
РЕЦЕНЗИЯ
на методические указания к практическим занятиям по
дисциплине «Теория электрометаллургических процессов» для
студентов
металлургических
специальностей
старшего
преподавателя Каршигиной З.Б., старшего преподавателя
Байдильдаевой Г.Б., ассистента Таскариной А.Ж.
Методическое указание разработано в соответствии с
государственным стандартом специальности 050709 «Металлургия»
ГОСО РК 3.08.084-2004.
В методических указаниях изложены краткие сведения о
понятиях и количественных характеристиках теории электролиза,
которые могут быть полезны при расчетах, формулы для определения
технологических параметров электролиза. Продолжением и
дополнением к изложенному материалу являются конкретные
примеры, при изучении которых студент может самостоятельно
определить такие характеристики, как электрохимический эквивалент,
выход по току и по энергии, удельный расход электроэнергии,
количество джоулева тепла, выделяющееся в электролизере,
количество электролизеров и электролизных серий в цехе на заданную
годовую производительность и т.д.
Таким образом, студенту предоставляется возможность
ознакомиться с особенностями расчетов процесса электролиза и
получить необходимые практические навыки.
Считаю, что данные методические указания являются
своевременными и способствуют лучшему освоению теоретического
материала, пройденного на лекциях.
к.т.н.,
М.М.Суюндиков
профессор
43