TY - JOUR

T1 - ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОЛИЗА ЦИНКА ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ

AU - Мамяченков, Сергей Владимирович

AU - Якорнов, С. А.

AU - Анисимова, Ольга Сергеевна

AU - Козлов, Павел А.

AU - Ивакин, Д. А.

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - В лабораторных условиях исследовано влияние основных параметров электролиза цинка из щелочного цинкатного раствора на выход по току и расход электроэнергии. В качестве варьируемых параметров выбраны концентрации цин- ка (начальная и конечная), плотность тока и температура. Электролиты использовали как модельные (приготовленные из стандартных реактивов), так и реальные, полученные выщелачиванием прокаленного промпродукта переработки цинксодержащих пылей черной металлургии. Показано, что выход цинка по току может быть достаточно высоким (более 90 %) даже при начальной концентрации цинка в щелочном электролите 10 г/дм3. Однако для этого требуются низкие то- ковые нагрузки (100-400 А/м2), использование которых для промышленного электролиза с получением порошкообраз- ного металла нецелесообразно, так как по мере развития поверхности катодного осадка фактическая плотность тока бу- дет снижаться, в том числе ниже предельного тока диффузии комплексных ионов. При этом ожидается рост укрупненных дендритов с образованием «короткозамкнутых» участков в межэлектродном пространстве, что в целом будет снижать выход цинка по току. Укрупненные лабораторные исследования по электролизу цинка из реального цинкатного раствора позволили определить наиболее энергоэффективные (с наибольшим выходом цинка по току и наименьшим расходом электроэнергии) параметры процесса: плотность тока 1000-2000 А/м2; температура электролита 50-80 °С; исходная кон- центрация цинка 20-50 г/дм3; остаточная концентрация цинка не менее 15 г/дм3. В этих условиях будут обеспечиваться высокий выход по току (85-95 %) и приемлемый расход электроэнергии (2,28-3,20 кВт·ч/кгZn). Для «истощенного» цин-катного раствора с содержанием цинка 10 г/дм3 максимальный выход по току (более 90 %) реализуется при плотности тока j = 125 А/м2, близкой к плотности тока диффузии (около 95,7 А/м2). При j > 500 А/м2 выход по току значительно снижается, что обусловлено интенсивным выделением водорода. При исследованиях на укрупненной электролизной ячейке выпол- нена качественная оценка получаемого катодного осадка (по видимым размерам кристаллов).

AB - В лабораторных условиях исследовано влияние основных параметров электролиза цинка из щелочного цинкатного раствора на выход по току и расход электроэнергии. В качестве варьируемых параметров выбраны концентрации цин- ка (начальная и конечная), плотность тока и температура. Электролиты использовали как модельные (приготовленные из стандартных реактивов), так и реальные, полученные выщелачиванием прокаленного промпродукта переработки цинксодержащих пылей черной металлургии. Показано, что выход цинка по току может быть достаточно высоким (более 90 %) даже при начальной концентрации цинка в щелочном электролите 10 г/дм3. Однако для этого требуются низкие то- ковые нагрузки (100-400 А/м2), использование которых для промышленного электролиза с получением порошкообраз- ного металла нецелесообразно, так как по мере развития поверхности катодного осадка фактическая плотность тока бу- дет снижаться, в том числе ниже предельного тока диффузии комплексных ионов. При этом ожидается рост укрупненных дендритов с образованием «короткозамкнутых» участков в межэлектродном пространстве, что в целом будет снижать выход цинка по току. Укрупненные лабораторные исследования по электролизу цинка из реального цинкатного раствора позволили определить наиболее энергоэффективные (с наибольшим выходом цинка по току и наименьшим расходом электроэнергии) параметры процесса: плотность тока 1000-2000 А/м2; температура электролита 50-80 °С; исходная кон- центрация цинка 20-50 г/дм3; остаточная концентрация цинка не менее 15 г/дм3. В этих условиях будут обеспечиваться высокий выход по току (85-95 %) и приемлемый расход электроэнергии (2,28-3,20 кВт·ч/кгZn). Для «истощенного» цин-катного раствора с содержанием цинка 10 г/дм3 максимальный выход по току (более 90 %) реализуется при плотности тока j = 125 А/м2, близкой к плотности тока диффузии (около 95,7 А/м2). При j > 500 А/м2 выход по току значительно снижается, что обусловлено интенсивным выделением водорода. При исследованиях на укрупненной электролизной ячейке выпол- нена качественная оценка получаемого катодного осадка (по видимым размерам кристаллов).

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=36552326

U2 - 10.17073/0021-3438-2018-6-12-19

DO - 10.17073/0021-3438-2018-6-12-19

M3 - Статья

SP - 12

EP - 19

JO - Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

JF - Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

SN - 0021-3438

IS - 6

ER -