Известный сиоссб электролитического получения осадков в виде губчатой смеси металлов, например Cd-Fe, в обычно применяемой форме обладает рядом недостатков. Кроме затруднений, связанных с изменением состава электролита, устраняемых известным снособом, целый ряд нежелательных явлений проистекает из особенностей катодного осйждения металлов в мелко раздробленной губчатой форме.
Обычно процесс ведется таким образом, что пристающий к стержневому катоду осадок периодически, например, через /.,-1 час, сбрасывают встряхиванием на д,но ванны, откуда его периодически несколько раз в сутки выгружают. Помимо неудобства, связанного с постоянным уходом за ванной, этот метод работы привести к неудовлетворительной грубой структуре осадка, а в некоторых случаях и к неодпорОлЧному составу препарата (отношеCd
иие р-).
Благодаря рйзвитой поверхности губчатого осадка, последняя с течением электролиза быстро возрастает, тогда
(363)
КИК cH.ia тока при неизменном нанряжеини. подаваемом на ванну, не имеет возмсжности увеличиваться пропорционально росту эффективной новерхности катода. Практически за счет уменьшения поляризации и сопротивления сила тока к моменту сбрасывания осадка, хотя возрастает, примерно, на 20-40°/о в зависимости от продолжительности периода осаж;1е);;1я, но это увеличение не соответс вует, однако, увеличению катодной псверхности. Та; им образом, при д;етоде работы приходится считаться с переменным как по плотности, так и по силе то:--а режимом процесса. Было установлено, что значительная толншнас оя гуочатсго осадка, получающаяся при такой периодической работе (около 1 см в 30 мип.), является в первую очередь причиной значительного роста отдельных кристаллов (грубо кристаллическая структура осадка), а кроме того, при осаждении двух металлов состав осадка меняется непрерывно по мере уменьшения нлошссти тока, так как разряд ионов того или другого металла определяется катодной ноляризап,ией, а последняя, в свою очередь, зависит от плотности тока. Этим объяснлется то обстеятельство, что при увеличении периода ссаждения при получении, в виде губки процентнсе содержание в осадке Fe (более поляризующегося, чем Cd) падает.
Кроме того замечено, ч го сбрасывание осадка на дно ванны путем периодического встряхивания катодной рейки также, помимо возможности загрязнения его анодным шламем, споссбствует частичному укрупнению и изменению осадка за счет тока утечки, который растворяет но нреимуществу мелкие кристаллы осадка вблизи катода и осаждает более крупные кристаллы (малая нле тнссть тоьа) вблизи апсдсв, что оссбепHt заметно у Cd-анода (разрастание по дну ванны, состоящее из веточек Cd).
Таким образом для этого метода работы характерна, неоднородность по структуре и составу в отдельных слсях осадка и необходимость тщательного и постоянного ухода за ванной, помимо неудобства, связанного с меняющимся электрическим и периодической- .вь1грузкой осадка. ... Предлагались уже вообще известные в электрохимии отдельные мероприятия для .устранения тех или других не.ос-ятков, например, для нолучения более мелкой структурь осадка, обладаюп1,ей душим последующим его использоваHiifiM ,в активной массе аккумулятора,.как то: изменение состава электролита .ос.лждением из комплексных солей или .введением добавки коллоидов, повыше,нием температуры электролита и друг. Жроме .того, также известны вообп;е различные механические приемы для непрерывного сбрасывания и выгрузки осадков из ванны. Все эти меры либо, .давая . .положительный результат, не устраняли, однако, одновременно всех указанных.выше недостатков, или влекли за. те или другие усложнения про.цесса, как. увеличение расхода энергии, применение .белее дороге го или сложного электролита, и нроч., либо неприемлемы -ДЛЯ осаждения металлов в рыхлом ..состоянии, как, например, механическое ..сглаживание осадка. : -Изсбре.тателями предлагается для получения однб.р.одной .по составу смеси (или рнлава) двух или нескольких металлов и в значительной степени однообразной по своей структуре, а главное для возможности регулировать но желанию степень раздробленности (дисперсность) осадка, что Особейнб важно для приготовления активных масс аккумуляторов, катодное осаждение ограничивать лишь тонким первоначально осевшим на новерхность катода слоем, пссле чего этот слой счищается с кате да и либо удаляется из ванны совсем, либо сбрасывается в такую зону ванны, которая не пронизывается линиями тока; при этом регулирование дисперсности дс стигается варьированием толщины осан даемого слоя, а также плотное:и тока.
Конечно. осущес I вить такой метод работы можно было бь1 сохраняя и периоди-тпость работы, например, выниманием катода из в.анны и счищая с него осадок, но нарастание осадка нроисхсдит настолько быстро, например, в 2-3 мину 1Ы при плотности тока от 10-15 амnep/dj 2 толщина слоя получается в 1 - 2 мм, что работа по известному методу вручную является очевидно совершенно неприемлемой.
Механизация этой операции устройством для встряхивания катодной рейки или снимания осадка в ванне, не вынимая катод из электролита, практически также не удобна, так как осадок при этом падпл бы на дно ваьны и, следовательно, этим не устранялись бы отмеченные Bbinie недостатки, а та1.-же связанные с периодической вйтрузкой осадка из ванны. Наиболее практично,естественно, следует воспользоваться непрерывным методом, как, например, одним из известных видов подвижных катодов (ленточный или вращающийся), причем скорость возобновления поверхности такого катода должна быть такова, ч;обы толщина слоя осадка не превышала определенной велиины, например, порядка 1 - 2 мм, при которой, как установлено опытом, получается весьма мелка.я. и еще достаточно однородная структура осадка, обладающая высоким коэфин,иентом иснользования в качестве активной массы щелочных аккумуляторов.
Хотя применение подвижных катод;ов известно для самых разнообразных целей, как, например, дЛя ускорения Пронесся и улучп:епия 6войств сплошных
осадков или для механизации выг|)узк11 рыхлых осадков, но в данном слу la-z такой катод является не более как одним из практи ;ески приемлемых видев осуществления предлагаемого способа осаждения губчатого осадка тонким слоем, причем самый способ, как указано выше, может быть осуществлен и с непи,;вн;кным катодом, а с другой стороны с нодвижпым катодом, в случае осаждения толстым слоем, также не достигнет поставленной цели.
Лабораторные опыты применения вращающегося катода показали возможность получать осадки, мелкой почти коллоидной структуры, а также возможность изменять по желанию дисперсность самого осадка (изменение скорости вращения катода при постоянной плотности тока на нем).
Кроме того положительными сторонами этого способа, по мнению заявителя являются: 1) уменьшение напряжения на ваиье за счет уменьшения поляризации (церемешивани ; электрслита), например, до 7-8 вольт, вместо 9-1 1 вольт в тех же условиях, 2) увеличение катодного выхода металлов, по сравнению с выходом при ненодвижном катоде при тех же условиях, за счет непрерывной выгрузки осадка, в результате чего расход электри иткой энергии па осаждение металлов может быть снижен с 6-7 кет ч на 1 кг препарата до 4-5 кет- на 1 «г препарата. Пог-.гимо этого пол.1И ительным моментом этого
способа является постоянный но силе тска электрический режим.
Механизация пооцесса, как снятие, так и одновременная выгрузка осадка из ванны, упрощает обслуживание их.
Предлагаемый способ, по мнению изобретател й, дает всЗиГожнссть применять в производстве ванны большой мощности, в противоположность прежнему способу, npii i.oTcpCM условия обслуживания ставит предел увеличению емкости отдельных ванн.
Указанный способ может быть конечно применен не только к процессу осаждения осадка, но и к осаждению одного нли нескольких металлов, для h оторых важна мелкая структура оса,.ка и возможность его регулирования.
Предмет изобретения.
1.Способ электролитического получения одного или нескольких металлов, осаждающихся при высо: ой пло пости тока в губчатой форме и слу;кг:щих, преимущественно, для нриготовления активной массы отрицательных электродов щелочных аккумуляторов, отличающийся тем. что диснерсность получае.1ого осадка регулируют толщиной осаждаемого слоя.
2.Прием выполнения охарйктеризовяппого в п. 1 способа, отличающийся Tev. -ТО толщину слоя доводят не болге двух миллиметров.
