Очистка раствора от примесей является очень существенной операцией в гидрометаллургии.

Нормальное протекание последующего процесса электроосаждения, высокое качество катодного осадка и умеренный расход электроэнергии на этот процесс достижимы лишь при наличии очень чистого электролита. Даже при ничтожном содержании некоторых примесей, результаты электроосаждения  резко ухудшаются.

 

Очистку растворов от примесей осуществляют следующими способами:

 

1.Осаждение примесей в виде малорастворимых соединений

1.1  Цементация – это осаждение металла-спутника из раствора с помощью другого более активного металла.

Это извлечение металла путем вытеснения из раствора его соли другим металлом (цементатором), имеющим более отрицательный стандартный потенциал.

Это электрохимический процесс, иногда его называют внутренним электролизом. Так как с понижением концентрации катионов металла в растворе потенциал металла становится более отрицательным, вытеснение из раствора происходит только вплоть до какой-то минимальной концентрации, когда потенциалы вытесняемого и вытесняющего металлов сравняются. Для осуществления цементации необходимо, чтобы разность потенциалов превышала ~ 0,2 В.

 

Часто цементация ведут на порошкообразных металлах, хотя в этом случае полученный продукт содержит большой избыток металла-цементатора. Этого недостатка лишена цементация на листах. Полученная металлическая губка далее обычно переплавляется.

Кроме основной реакции вытеснения в процессе цементации могут наблюдаться побочные реакции - выделение Н2, а также окисление и обратное растворение выделившегося металла, что ведет к увеличению расхода цементирующего металла.

 

Обычно для цементации используют такие доступные активные металлы, как Zn, Al, Fe. Нередко применяют сплавы. Чаще всего это твердые растворы на основе осаждающего металла, что позволяет тонко регулировать стандартный потенциал. Иногда в качестве добавок вводят примеси, играющие роль деполяризаторов . Разновидность цементации - выделение металлов из растворов с помощью амальгам, например, амальгамы Zn или амальгамы Na. Для выделения Ga из щелочных алюминатных растворов используют раствор Аl в жидком галлии (галлама).

При очистке растворов в качестве цементатора, естественно, выбирается основной металл.

 

1.2  Гидролитическое осаждение - обменная реакция между веществом и водой.

При гидролитическом расщеплении солей, которое, как правило, является обратимой реакцией, образуются кислоты и основания. Если при гидролизе солей происходит образование нерастворимого или легколетучего вещества, то реакция идет практически до полного разложения исходного вещества. Органические вещества гидролизуются в присутствии кислот (кислотный гидролиз) или щелочей (щелочной гидролиз).

 

2. Экстракция – это селективный перевод вещества из водного раствора в органический раствор с помощью органических растворителей.

 

3. Сорбция – это процесс извлечения примесей с помощью твердого сорбента.

Сорбент – это твердый материал, с развитой поверхностью, способный поглощать и удерживать на своей поверхности определенные вещества.