Alyuminiy, vodorod, kislorod elektrolizi

Elektroliz.

1. Elektr texnologik qurilmalar Ma’ruzachi : Qurbonazarov S.E.

2. Alyuminiy , vodorod va kislorod elektrolizi Reja : Alyuminiy elektrolizi Vodorod va kislorod elektrolizi Elektroliz qurilmalarining elektr jihozlari

3. Aviasozlik, avtomobilsozlik, transport va qishloq xo‘jalik mashinasozligi, elektrotexnika, metallurgiya , kimyo , qurilishda, uy-ro‘zg‘or buyumlari va boshqa sohalarda alyuminiy keng qoilaniladi. Alyuminiy bor rudalar ( ma’danlar) - boksitlar, nefelinlar, apatitlar, alunitlar va kaolinlardir. Loytuproq bu ma’danlardan maxsus ishlov bilan ajraladi . Eritilgan tuzlarni elektroliz qilish yo‘li bilan alyuminiy olinadi . Alyuminiy oksidi ( A1 2 O 3 ) ning eritmasi erigan kriolit ( Na 3 AlP 6 ) dagi elektrolitdir. Chunki ftoridli eritmalar kuchli shiddatli alyuminiy elektrolizi sarflanadigan ko‘mirli elektrod bilan olib boriladi, vannalarning ichki yuzalari esa ko‘mir plitalar va bloklar bilan futerovka qilinadi. Umuman, elektroliz jarayonini - katodda metalli alyuminiy ajraladi va ko‘mirli anod oksidlanadi , chunki unda kislorod ajraladi, deb tasavvur qilish mumkin.

4. Metall holidagi Aluminiyni birinchi marta 1825-yil Hans Christian Ørsted topgan . Aluminiy tabiatda sof holda uchramaydi , uning eng koʻp uchraydigan birikmalari : alyumosilikatlar (mas, tuproqning asosiy qismi boʻlgan alyumosilikat , kaolin, andaluzit , alunit minerali ), korund ( alyuminiy oksid ) va boksit . Oʻzbekistonda shulardan kaolin (Toshkent viloyati ) va boksit ( Navoiy va Fargʻona viloyatlari ) topilgan . Aluminiy giltuproq (A12O,) ni kriolit (Na3AlF6) bilan suyuqlantirib , elektroliz qilish yoʻli bilan olinadi . Giltuproq esa asosan boksitdan olinadi . Oʻzbekistonda Angren kaolinidan ham giltuproq olish mumkinligi aniqlangan .

5. Alyuminiy ( Aluminium ), A l -Mendeleyev davriy sistemasining III guruhi ning asosiy kichik guruh elementi . Tartib raqami 13, atom massasi 26,9815; Al y uminiy lot incha alumen ( achchiqtosh ) soʻzidan kelib chiqqan . Tabiatda bir necha sunʼiy radio- aktiv izotoplari bor , ular orasida eng ahamiyatlisi A l 2 ’ ( yarim yemirilish davri 7,4-105 yil ). Al y uminiy yer poʻstining ogʻirlik jihatdan 8,8%ini tashkil etadi , yaʼni u kislorod va kremniydan keyin uchinchi , metallar ichida esa birinchi oʻrinda turadi .

6. Al y uminiy kumushday oq metall , allotropik shakl oʻzgarishlari yoʻq . Suyuqlanish temperaturasi — 660 ℃ , qaynash temperaturasi 2500 ℃ atrofida , Solishtirma ogʻirligi 2,6989. Aluminiy plastik , oson presslanuvchan , bolgʻalanuvchan , qoliplanadigan , choʻziladigan metall. 380A. barcha barqaror bi- rikmalarida 3 valentli , yuqori temperaturada baʼzan 1 , kamdan-kam hollarda 2 valentli boʻlishi mumkin . Hozirda maʼlum boʻlgan eng qadimgi al y uminiy predmet bu Xitoy generali Chou-Chou (265-316) kamarining biriktiruvchi qismidir . Humphry Davy ( Hamfri Deyvi ) ushbu elementni „ Aluminiy “ deb atagan . Birinchi boʻlib Hans Ersted 1825-yilda laboratoriyada ajratib olishga muvaffaq boʻlgan .

7. Alyuminiy ishlab chiqaruvchi elektrolizer qurilmasi

8. Vodorod va kislorod elektrolizi. Suvni elektroliz yo‘li bilan parchalab vodorod va kislorod olinadi. Toza suv katta qarshilikka ega bo‘lgani uchun unga kislotalar yoki ishqorlar qo‘shiladi, ko‘pincha ishqoriy elektrolitlar- NaOH yoki KON eritmalar ishlatiladi . Suvni parchalash uchun elektrolizyorlarda asbest matolar diafragma sifatida katodli va anodli bo‘shliqlarni ajratish uchun ishlatiladi , bu esa vodorod (katodga ajraladigan) bilan kislorod ( anodga ajraladigan)ni aralashishiga yol qo‘ymaydi. Vodorod va kislorod aralashmasi , agar kislorodda 5% dan oshiq vodorod, vodorodda esa - 5,7% dan ko‘proq kislorod bolsa, portlash xavfi tug‘iladi. Temir yoki nikelli elektrodlar bilan ishqoriy eritmalar elektrolizida, anodda tez yuqoriga ko‘tariladigan va tegishli quvurga kirib ketadigan kislorodning yirik pufakchalari paydo bo‘ladi. Ular butun elektrolit qatlamidan o‘tib, uning qarshiligini oshiradi va elektroenergiya sarfini ko‘paytiradi.

9. Alyuminiy elektrolizi. Aviasozlik, avtomobilsozlik, transport va qishloq xo‘jalik mashinasozligi, elektrotexnika, metallurgiya , kimyo , qurilishda, uy-ro‘zg‘or buyumlari va boshqa sohalarda alyuminiy keng qoilaniladi. Alyuminiy bor rudalar ( ma’danlar) - boksitlar, nefelinlar, apatitlar, alunitlar va kaolinlardir . Loytuproq bu ma’danlardan maxsus ishlov bilan ajraladi . Eritilgan tuzlarni elektroliz qilish yo‘li bilan alyuminiy olinadi . Alyuminiy oksidi ( A1 2 O 3 ) ning eritmasi erigan kriolit (Na 3 AlP 6 ) dagi elektrolitdir. Chunki ftoridli eritmalar kuchli shiddatli alyuminiy elektrolizi sarflanadigan ko‘mirli elektrod bilan olib boriladi, vannalarning ichki yuzalari esa ko‘mir plitalar va bloklar bilan futerovka qilinadi. Umuman, elektroliz jarayonini - katodda metalli alyuminiy ajraladi va ko‘mirli anod oksidlanadi , chunki unda kislorod ajraladi, deb tasavvur qilish mumkin

10. Konstruksiyasi bo‘yicha elektrolizyorlar kuydirilgan va o‘zi pishib yetiladigan ko‘mir anodli bo‘ladi, yonboshli va yuza tok keltirgich bilan, quvvati bo‘yicha esa (tok kuchi bo‘yicha) – kichik quvvatli (40 - 50 kA), o‘rta quvvatli (60 - 80 kA), katta quvvatli ( 100 - 160 к A) va o‘ta katta quvvatli (200 - 250 kA) bo‘ladi. 1-rasm . Yon tarafli tok keltirgichli va o‘zi kuyuvchi anodli alyumin olish uchun elektrolizyor sxemasi: 1-shamotli futerovka; 2-quyma cho'yan ; 3-katodga tok keltirgich ; 4-ko'mir bloklar; 5-garnisaj ; 6-ko'mir plitalar ; 7-pishirilgan anod; 8-anod ning qattiq korpus qovurg'asi; 9-anodlar tayanchi; 10-anod ramasi; 11-suyuq anod massasi ; 12-xamir ko'rinishdagi anod massasi; 13-mis shina ; 14-shtirlar ; 15-egiluvchan shinalar .

11. Elektrolitda pufakchalarni ketkazish uchun elektrodlar ikkitali qilib yasaladi ; asosiy elektrodga ayrim tirqish bilan ikkita chiqarilgan elektrodlar osiladi . Faqat diafragmaga tegib turadigan tashqi chiqarilgan elektrodlarning taraflari ishlaydigan bo‘ladi : ayni shu ishlovchi yuzalarida gaz ajralib chiqadi (2-rasm). Asosiy va chiqarilgan elektrodlar tirqishlarida gaz pufakchalari bo ‘l maydi , shuning uchun bu tirqishlardagi eletkrolit ustuni diafragma oldidagi gazli suyuqlikdan og‘irroq . Natijada , elektrolitning aylanishi paydo bo ‘l adi : diafragma oldidagi elektrolit gaz pufakchlarni olib yuqoriga ko‘tariladi .

12. 2 -rasm . Suvni parchalab 24 vodorod olish uchun bosimli filtr elektrolizyor: 1-vodorod uchun kollektor; 2-kislorod uchun kollektor ; 3-elektrolit berish uchun kollektor; 4 - tortish plitasi; 5-tortish bolti ; 6 - prujinalar; 7 - uyalardagi gazlarni chiqarish quvurlari ; 8 - uyalarga elektrolitni kiritish quvurlari; 9 - elektrolitli uya  

13. Elektroliz qurilmalari o‘zgarmas tok bilan ta’minlash uchun o‘zgarmas tok generatorlar yoki yarim o‘tkazgichli to‘g‘rilagichli agregatlarda amalga oshiri1adi (ularda sanoat chastotali o‘zgaruvchan tok o‘zgarmas tokka aylantiriladi). Kremniyli to‘g‘ilagichli agregatlar, FIK 97 - 99% li esa keng tarqalgan. O ‘zgartgichli podstansiya o‘zgaruvchan tokning TT (RU) dan, kuchlanishni rostlash moslamali kuch transformatorlardan, yarim o‘tkazgichli agregatlardan, o‘zgarmas tokning TT dan va o‘z ehtiyojlariuing moslamalaridan iborat. Uch fazali kuch transformatorlar, odatda, YuK tarafidan ichiga o‘rnatilgan yuklama ostida uzib ulagichli YuOR (RPN) moslama va bir necha ikkilamchi chulg‘amlarga ega. Ikkilamchi chulg‘amlarning har biri (ular sonini to‘g‘rilash fazalar soniga bog‘liq) yarim o‘tkazgich ventilli blokni ta’minlaydi. Elektroliz uchun kuch transformatorlaming rivojlanish texnikaviy va iqtisodiy omillari, kapital sarflari, ekologiyaning hisobga olinishi va energiya yo‘qotishlarining kamayishiga bog‘liq.

14. Atrof-muhitga zararli ta’sirini kamaytirishga yangi sovitadigan materiallar ( silikonli moy ) qo‘llanishi va shovqinni pasaytirilishi bilan erishiladi . Kuchlanishni rostlash oralig‘ining kerakli kengligi , transformatorning tarmoq chulg'amini yulduzdan uchburchakka uzib ulash , uning bo‘limlarini parallel, ketma-ket ulash va h.k . hisobiga erishiladi . Yuqori va pastki kuchlanish chulg‘amlar sonini, ya’ni uning transformatsiya koeffitsiyentini o‘zgartirish hisobiga, maxsus rostlanuvchi transformatoming yordami bilan rostlash qo‘llanadi. Bu transforatoming joylanishi kuch transformatoridan oldin bo ‘l gani maqsadga muvofiqdir. Odatda, kuch transformatori quvvatiga teng uch fazali avtotransformator (AT) qo ‘l lanadi . AT bir necha rostlash uyg‘otishsiz uzib ulash UQU ( ПБВ - переключение без возбуждения ) yordamida amalga oshiriladigan bosqichlarga ega ; ular ichida YuOR kuchlanishni ravon rostlaydi.

15. 3-rasm. Ventilli o‘zgartirgichning kuch qismi sxemasi

16. EK usuli yordami bilan quyidagi operatsiyalar bajarilishi mumkin : metall yuzasini oksidlardan, zanglardan, yog‘li plyonkalardan va boshqa ifloslanishlardan anodli yedirish (tozalash); kesuvchi asbobni , ularda tokning yuqori zichligini barpo qilish hisobiga , o‘tkirlash va charxlash; mahsulotlarni profillash , ishlov berish yo‘li bilan uni ma’lum shaklga kiritish, metallarga naqsh tushirish va tamg‘a bosish (lok yoki mum surtiladi, eritilish qoplama yo‘q joyida sodir bo‘ladi ); anodli eritish yo‘li bilan metall to‘rlari va kichik qalinlikdagi yassi qatlamlar tayyorlash usuli . Galvanotexnika - bu elektroliz usuli bilan buyumlar yuzasiga metalli qoplamalar qoplash jarayoni. Galvanotexnika galvanostegiya va galvanoplastikaga bo‘linadi . Galvanostegiya - bu metall buyumlarga ularning mexanik mustahkamligini, chirishga qarshi bardoshlilik xossalarini va dekorativ sifatlarini oshirish maqsadida metallarni elektr kimyoviy qoplashdir. Galvanoplastika - bu andazalarga metallarni elektrokimyoviy qoplash jarayonidir. Andazalar turlicha buyumlar qoliplarini tayyorlashda qoMlaniladi (musiqiy plastinkalar - disklar, tipografiya qisqichlari , haykallar va h.k.). Andazalar (mum, gips, yog‘och, plastmassa va shu kabilar) yuzasiga elektr o‘tkazuvchanligini oshirish uchun oldindan grafit qatlami beriladi, keyin metallar qoplanadi . Anodli qoplamalar po‘latni chirishidan ishonchli himoya bo‘lib xizmat qiladi (po‘latning yuzasiga rux qoplash - ruxlash).