Цементация

ЦЕМЕНТАЦИЯ, 1) в гидрометаллургии - извлечение металла путем вытеснения из р-ра 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 р-ре потенциал металла становится более отрицательным, вытеснение из р-ра происходит только вплоть до какой-то миним. концентрации, когда потенциалы вытесняемого и вытесняющего металлов сравняются. Но такая равновесная концентрация часто не достигается вследствие кине-тич. 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 р-ции вытеснения в процессе Ц. могут наблюдаться побочные р-ции - выделение Н₂, 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 р-ры 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 р-ров от Со). Разновидность Ц.- выделение металлов из р-ров с помощью амальгам, напр, амальгамы Zn или амальгамы Na. Для выделения Ga из щелочных алюминатных р-ров используют р-р А1 в жидком галлии (галлама).
Ц. применяют в гидрометаллургии как для очистки р-ров от примесей (напр., р-ров ZnSO₄ от примесей Сu, Cd и т. п. или р-ров NiSO₄ от Сu), так и для выделения основного металла из р-ра (напр., выделение Аu из цианидных р-ров цинком или получение металлич. In Ц. на алюминии). При очистке р-ров в качестве цементатора, естественно, выбирается основной металл.

2) Ц.- разновидность химико-термической обработки металлов, а именно науглероживание пов-сти стальных изделий для увеличения их твердости и стойкости против истирания. Производится нагреванием изделий с угольным порошком и добавками карбонатов (Na, Ва, Са и др.) при 900-930 °С, обработкой светильным газом (содержащим СО, Н₂, СH₄ 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.