Влияние плотности тока на качество катодного осадка

Загрузку (завешивание) никелевой основы в ванну производят перед пуском ее в работу после замены анодов, чистки ванны от шлама или ее ремонта, после каждой выгрузки никелевых катодов в течении анодной кампании. В последнем случае завешивание основы производят одновременно с выгрузкой катодов без остановки ванны. При этом разрешается вынимать из ванны одновременно не более 7 катодов в соответствии с правилами техники безопасности для электролизников, обслуживающих электролизные ванны, а так же в связи с тем, что максимально допустимой плотностью тока на катоде является плотность тока 360 А/м².

Действительно, при силе тока 22 кА с количеством катодов в ванне 41 штука – средняя плотность тока равна 320 А/м². При выгрузке 7 катодов она составляет 375 А/м², т. е. увеличивается на 17%. Такое резкое увеличение плотности тока заметно ухудшает качество катодов (увеличивает дендритообразование, появление питтингов и вероятность загидрачивания) сокращает срок службы диафрагм, а так же может привести к перегоранию катодных ушек.

Вследствие того, что никелевые аноды по своей структуре и химическому составу очень неоднородны, а их масса и геометрическая форма отклоняются в ту или другую сторону от заданного значения, через некоторое время после начала растворения анодов их массы и площади поверхности будут отличаться друг от друга, что обязательно приведет к большому различию в значениях плотности тока на различных участках ванны (парах электродов) и на различных участках одного и того же катода.

Иными словами, осаждение никеля на катоде происходит неравномерно. Это особенно сильно проявляется в ваннах с значительно изношенными анодами (на 50% и более), но и в ваннах с только что завешенными анодами неравномерность осаждения никеля проявляется практически всегда, хотя и в меньшей степени, вследствие неровностей поверхности анодов и невозможности добиться идеальной симметрии при завешивании электродов. Менее всего эта неравномерность заметна через 4-5 суток растворения анода, т. к. к этому времени поверхности анодов значительно выравниваются, а площадь анода еще не уменьшается.

Различная плотность тока на отдельных участках катода уже через несколько часов после завешивания основы искривляет катод из-за появления в нем внутренних напряжений и в дальнейшем может привести к заклиниванию его в диафрагменной ячейке, ослаблению или исчезновению электрических контактов между ушками и штангой, прирастанию его поверхности к диафрагменной ткани и даже к короткому замыканию электродов и прогоранию диафрагмы.