цементация
ЦЕМЕНТАЦИЯ
1) в гидрометаллургии — извлечение металла путем вытеснения из раствора его соли другим металлом (цементатором), имеющим более отрицательный стандартный потенциал. Это электрохим. процесс, иногда его наз. внутр. электролизом. Т. к. с понижением концентрации катионов металла в растворе потенциал металла становится более отрицательным, вытеснение из раствора происходит только вплоть до какой-то миним. концентрации, когда потенциалы вытесняемого и вытесняющего металлов сравняются. Но такая равновесная концентрация часто не достигается вследствие кинетич. затруднений, в частности явлений поляризации. Для осуществления Ц. необходимо, чтобы разность потенциалов превышала ~ 0,2 В.
Часто Ц. ведут на порошкообразных металлах, хотя в этом случае полученный продукт содержит большой избыток металла-цементатора. Этого недостатка лишена Ц. на листах. Полученная металлич. губка далее обычно переплавляется.
Кроме основной реакции вытеснения в процессе Ц. могут наблюдаться побочные реакции — выделение H2, а также окисление и обратное растворение выделившегося металла, что ведет к увеличению расхода цементирующего металла.
Обычно для Ц. 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 (напр., добавка Sb при очистке цинковых растворов от Со). Разновидность Ц. — выделение металлов из растворов с помощью амальгам, напр., амальгамы Zn или амальгамы Na. Для выделения Ga из щелочных алюминатных растворов используют раствор А1 в жидком галлии (галлама).
Ц. применяют в гидрометаллургии как для очистки растворов от примесей (напр., растворов ZnSO4 от примесей Cu, Cd и т. п. или растворов NiSO4 от Cu), так и для выделения основного металла из раствора (напр., выделение Au из цианидных растворов цинком или получение металлич. In Ц. на алюминии). При очистке растворов в качестве цементатора, естественно, выбирается основной металл.
2) Ц. — разновидность химико-термической обработки металлов, а именно науглероживание поверхности стальных изделий для увеличения их твердости и стойкости против истирания. Производится нагреванием изделий с угольным порошком и добавками карбонатов (Na, Ba, Ca и др.) при 900–930 °C, обработкой светильным газом (содержащим CO, H2, CH4 и др.) или действием расплава солей, напр. смеси NaCN + Na2CO3 + NaCl (цианирование).
Лит.: Алкацев М. И., Процессы цементации в цветной металлургии, М., 1981; Бухман С. П., Цементация амальгамами металлов, А.-А., 1986.
П. И. Федоров
Химическая энциклопедия