Розробка технологічного процесу концентрування та електрохімічного вилучення нікелю з розведених електролітів, які утворюються в лініях гальванохімічних виробництв. Результати електродних процесів, які відбуваються під час електролізу аміачних розчинів.
Аннотация к работе
Національний технічний університет Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗахист відбудеться "27" січня 2005 р. о 15.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.03 в Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" за адресою 61002, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". У роботі наведено результати досліджень електродних процесів, які відбуваються під час електролізу аміачних розчинів з іонами , а також можливість удосконалення процесів коагуляції глинистими матеріалами та концентрування розчинів з концентрацією нижче 100 мг/дм на новому адсорбенті на основі глинистої сировини. нікель електродний аміачний Отримано дані щодо вивчення кінетики та механізму процесу катодного виділення нікелю з модельних розчинів (, , ) з концентрацією іонів 0,01-0,08 моль/дм , а також розчинів, модифікованих , , та іонами, що утворюються при регенерації нового адсорбенту на основі глинистої сировини. Враховуючи отримані результати досліджень, запропоновано електроліти для процесів вилучення нікелю, а також розроблено повну схему переробки промивних нікельвмісних вод.Катодні процеси в цих розчинах мають свою специфіку, а електроліз може проводитись при концентраціях іонів металів більш ніж декілька мг/дм . Металічний нікель прямим електролізом з таких розчинів одержати практично неможливо або достатньо важко, а при обробці, наприклад, хімічними методами таких розчинів одержується певна кількість шламу, який надходить до навколишнього середовища. Дисертаційна робота виконувалась відповідно напрямку наукових досліджень кафедри технічної електрохімії НТУ "ХПІ" у рамках держбюджетної теми "Дослідження кінетичних закономірностей в електрохімічних системах з метою ресурсозбереження та охорони довкілля" (план прикладних робіт МОН України, ДР 9103U001527 М 5015 2003-2005 р.), де здобувач був виконавцем окремих розділів. Метою даної роботи є розробка нового комбінованого методу видобування нікелю з відпрацьованих робочих розчинів, який включає концентрування іонів способом їх адсорбції на глиняному адсорбенті, регенерацію адсорбенту із наступним катодним осадженням металу. Для досягнення цієї мети необхідно розвязати такі задачі: - зясувати кінетичні закономірності виділення нікелю з розчинів з концентрацією іонів 0,01-0,08 моль/дм ;Аналіз циклічних хроновольтамперограм, отриманих на платині та нікелі в розчинах, що містять іони нікелю, свідчить про складний характер катодних та анодних реакцій в цих розчинах. На нікелевому електроді в розчині, де присутні іони нікелю та амонію, на катоді зявляється ділянка граничної густини струму розряду іонів нікелю з аміачного комплексу, величина якої збільшується в залежності від концентрації у разі постійного значення , а у разі значної кількості - знову зменшується. Аналіз сумарних і парціальних поляризаційних залежностей, а також впливу основних компонентів електроліту свідчить, що в інтервалі концентрацій 0,01-0,08 моль/дм , 6-10, густин струму (1-8) А/см , температур 20-25 нікель осідає на катоді у вигляді компактних осадів. Для розведених електролітів, де концентрація іонів нікелю 0,02-0,06 моль/дм , вихід за струмом під час збільшення густини струму (1,5-3) А/см і ВС збільшується, проходить через максимум для сульфатних електролітів 80 %, а хлоридних 60 %, а далі з підвищенням густини струму поступово зменшується до величини 45-50 % при 1 А/см . Таким чином, приведені експериментальні дані свідчать, що найбільш доцільними електролітами для катодного осадження нікелю з розведених розчинів (0,08 0,01 моль/дм ) є електроліти, до складу яких входять аміачні комплексні іони нікелю, і температурою 20-25 . З сульфатно-амонійних електролітів при густинах струму (2-8) А/см і виходом за струмом 60-80 % утворюються крупнозернисті осади металу заданої товщини.У дисертаційній роботі запропоновано нові рішення в галузі переробки нікельвмісних розведених розчинів, які дозволяють значно зменшити витрати на обробку таких розчинів, зменшити загальні викиди металу та інших речовин у довколишне середовище. Розроблено комплексний технологічний процес електрохімічного добування нікелю з відпрацьованих розчинів і промстоків, який включає стадії адсорбційного концентрування іонів нікелю на глиняних природних адсорбентах і подальшої електрокристалізації нікелю в інтервалі концентрацій =0,01-0,08 моль/дм . Вивчено механізм катодного відновлення іонів нікелю з аміачних електролітів. Встановлено, що в досліджуваному інтервалі концентрацій іонів нікелю (0,01-0,08 моль/дм ) крім дифузійної перенапруги має місце хімічна перенапруга, обумовлена дисоціацією аміачних комплексів нікелю, склад яких залежить від співвідношення концентрацій іонів нікелю та амонію.