Çözünmeyen Kurşun Anotlarda Alaşım Bileşiminin Elektrokimyasal Ve Mekanik Özelliklere Etkisi

Abstract

Bu çalışma çerçevesinde alaşım elementleri iki grup halinde incelenmiştir. Birinci grupta elektrokimyasal özellikleri iyileştirerek oksijen fazla voltajını azaltan metallere örnek olarak gümüş ve ikinci grupta mekanik özelliklerin alaşımlandırılması yoluyla iyileştirilmesi hedeflenerek Sb incelenmiş ve tüm alaşım tiplerinin mekaniksel ve elektrokimyasal özellikleri deneysel olarak karakterize edilmeye çalışılmıştır. Bu amaca yönelik olarak deneysel çalışmada kullanılmak üzere Saf Pb, PbSb6 ve PbAg1 alaşımları hazırlanmıştır. Hazırlanan alaşımların mekanik özelliklerinin tespiti amacıyla çekme deneyleri, sürünme deneyleri ve sertlik deneyleri yapılmış, elektrokimyasal özelliklerin incelenmesi amacıylada elektrolitin serbest asit içeriği ve sıcaklığı değiştirilerek anot potansiyeli ölçümleri yapılarak alaşım elementlerinin, sıcaklığın ve pH'ın oksijen fazla voltajına etkisinin tespiti hedeflenmiştir. Deneysel çalışmadan aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir.. Saf Pb hem elektrokimyasal hem de mekanik özellikler bakımından en kötü anot'tur... Kurşunun antimonla alaşımlandırılması sonucu en iyi mekanik özelliklere sahip anot elde edilmiştir. PbAg1 alaşımı elektrokimyasal özellikler açısından en iyi alaşımdır. Pb'nin %1 Ag ile alaşımlandırılması sonucu anot potansiyelinde yaklaşık 120 mV düşüş tespit edilmiştir. PbAg1 alaşımı mekanik özellikler bakımından saf kurşundan iyi ancak PbSb6'dan daha kötüdür. PbSb6 alaşımının anot potansiyeli oda sıcaklığında PbAg1 alaşımından 125 mV, 60°C de ise yaklaşık 85 mV daha elektropozitiftir. Sıcaklığın arttırılmasıyla her alaşım için anot potansiyelinde düşüş tespit edilmiştir. Artan sıcaklıkla Pb ve PbSb6 alaşımları için elektronegatifleşme hemen hemen aynı iken, PbAg1 alaşımındaki elektronegatifleşme daha düşük olarak tespit edilmiştir. pH'da meydana gelen artış yapılan bütün alaşımlarda oksijen fazla voltajını düşürücü yönde etki yapmaktadır.

Wirtschaftliche und ökologische Aspekte zwingen immer mehr zu umweltfreundlichen und energiesparenden Produktionstechnologien. Die Elektrolytische Metallerzeugung wird bei den Metallproduktionsprozessen zu den energieintensiven Verfahren gezâhlt*. da der spezifische Energiebedarf der Metallgewinnugselektrlysen z.B. mit ca. 3100- 3600 kwh/t Zn und 2000-2300 kwh/t Cu im Vergleich zu anderen Technologien relativ hoch ist. Heute werden ca. 80 % des Zinks ( ca. 5.5 Mio. Tonnen/Jahr) auf hydrometallurgischem Weg erzeugt. Der Anteil des über Gewinnugselektrolysen erzeugten Kupfers liegt bei ca. 15 % Weltproduktion. Bedingt durch diezunehmende Verarbeitung kupferarmer Erze bei gleichzeitigem Einsatz hydrometallurgischer Verfahren dürfte dieser Anteil weiter steigen. Bei der Metallgewinnugselektrolyse findet an der Anode die Oxidation des Wassers statt. Obwohl das Standartelektrodenpotential nur 1.23 V betrâgt, sind fur die Sauerstoffentwicklung an einer Anode im allgemeinen relativ hohe Überspannungen erforderlich. Diese können durch die Verbesserung der elektrokatalytischen Eigenschaften der unlöslichen Anoden herabgesetz werden. Dadurch besteht die Möglichkeit Energie einzusparen. Der Anteil des Anodenpotentials an der Badspannung betrâgt bei Metallgewinnugselektrolysen ca. 66 %. Die Auswahl des fur den jeweiligen Verwandungszweck optimalen Anodenmaterials erfolgt vor allem nach wirtschaftlichen Kriterien. Fur Metallgewinnugselektrolysen werden in der Regel Bleilegierungsanoden verwendet. Sie sind preisgünstig (80-100 DM/m2 ) und gegen schwefelsaure Elektrolyte relativ bestandig. Allerdings haben sie eine sehr hohe Sauerstoffiiberspannung. Die Dimensionstabilen Anoden (DSA) weisen gegenüber den herkömmlichen Bleianoden eine elektrokatalytische Wirkung auf die anodischen Reaktionen aus und werden deshalb vor allem in der Chlor-Alkali-Elektrolyse industriell eingesetz. Obwohl die DSA bis zu 300 mV niedrigere Sauerstoffiiberspannung gegenüber den Bleibasisanoden besitzen können, sind sie jedoch sehr teuer (ca. 750 DM/m2) wodurch sich ein hoher Inwestitionsaufwand und ein ungünstiges Preis/Lebensdauer- Verhâltnis ergibt. Mit dem Ziel der Senkung der Sauerstoffiiberspannung, Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und dem Korosionsverhalten werden Bleianoden mit unterschiedlichen Legierungsbestandteilen entwickelt. Hierzu gibt es bereits zahlreihe Untersuchengen.