Электролитическое рафинирование свинцово-висмутовых сплавов в хлоридном расплаве

• Автор: Халимуллина, Юлия Ринатовна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Современное состояние производства и потребления 7 металлического свинца и его сплавов

1.1 Анализ сырьевой базы

1.1.1 Минеральное сырье

1.1.2 Вторичное сырье

1.2 Существующие способы рафинирования свинцовых сплавов, полученных при переработке аккумуляторного лома

1.2.1 Пирометаллургические способы рафинирования чернового свинца

1.2.2 Электрохимическое выделение свинца из ионных расплавов

1.2.3 Применение метода тонкослойного электролиза в расплавленных электролитах для рафинирования свинца

1.3 Выбор электролита

2 Термодинамика свинцово-висмутовых сплавов
2.1 Методика эксперимента
2.2 Экспериментальные результаты по равновесным электродным потенциалам свинцово-висмутовых сплавов
2.3 Расчет активности и коэффициентов активности свинца в сплавах РЬ-В1
2.4 Расчет термодинамических функций сплавов РЬ-В1
2.5 Расчет концентрации ионов висмута в расплаве
2.6 Оценка погрешности измерений
3 Кинетика электродных процессов
3.1 Анодная поляризация сплавов свинец-висмут
3.1.1 Методика эксперимента
3.1.2 Результаты экспериментов
3.1.3 Анодная поляризация сплавов свинец-висмут,

содержащих 5, 3, 1 и 0,01 мол. % РЬ
3.2 Электрохимическое разделение сплавов свинец-висмут в потенциостатическом режиме
4 Выход по току свинца при электрохимическом рафинировании
4.1 Анодный выход по току
4.2 Катодный выход по току
5 Опытно-промышленные испытания способа
электролитического рафинирования свинцово-висмутовых сплавов и его аппаратурное оформление
5.1 Разработка конструкции и изготовление электролизера для электролитического получения свинца. Проведение испытаний
5.1.1 Выбор конструкционных материалов
5.1.2 Создание электрической схемы для электролизера по электрохимическому рафинированию свинцовых сплавов
5.1.3 Создание конструкции электролизера для рафинирования свинцово-висмутовых сплавов
5.1.4 Изготовление электролизера
5.2 Испытание электролизера для электролитического рафинирования свинцово-висмутовых сплавов в расплаве солей. Установление эксплуатационных характеристик при непрерывной работе
5.3 Оценка экономической эффективности производства свинца марки С1 и свинцовой лигатуры из свинцово-висмутовых сплавов
ВЫВОДЫ
Библиографический список
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Введение
В России за последние годы выпускается около 80 тыс. т свинца и его сплавов в год, в то время как годовая потребность этих материалов на внутреннем рынке по данным МаШезеагсй составляет 210 тыс. т. Мировое производство свинца превысило 8 млн. т в год, причем 60 % товарного металла получают из вторичного свинецсодержащего сырья. По масштабам потребления свинец занимает четвертое место среди цветных металлов, уступая только алюминию, меди и цинку.
Основными потребителями свинца являются аккумуляторная промышленность (до 70 % от общего потребления), кабельная
промышленность (до 20 %), топливная промышленность (5-7 %),
железнодорожный транспорт (4-6 %), оборонная промышленность (3-4 %), электронная промышленность и средства связи (2-4%).
Из структуры потребления свинца на мировом рынке видно, что основной сферой применения являются аккумуляторные батареи, в разных странах на их изготовление расходуется от 70 до 90 % от общего объема потребляемого свинца. Ежегодно в России потребляется до 20 млн. аккумуляторных батарей. Согласно прогнозам аналитиков потребление будет возрастать, так как какой-либо серьезной альтернативы применению свинцовых аккумуляторов в различных транспортных средствах пока нет. Выработавшие свой ресурс аккумуляторы составляют основную массу вторичного свинцового сырья. Вследствие чего накопление свинецсодержащих отходов в виде аккумуляторного лома идет достаточно быстрыми темпами. Наряду с дефицитом данных металлов и их соединений существует проблема загрязнения окружающей среды свинцовыми отходами различных отраслей промышленности. Это требует обеспечения полного сбора аккумуляторов, а также соблюдения правил экологической безопасности при их переработке.
В настоящее время в промышленных масштабах свинецсодержащее
сырье рафинируют пирометаллургическим способом с применением
химических реагентов. Недостатки данного способа состоят в значительном

Рисунок 2.3 - Электролитическая ячейка для измерения эдс
гальванического элемента (2.6):
I - термопара; 2 - алундовый тигель; 3 - кварцевый стакан; 4 - электролит; 5 -фторопластовая крышка; 6 - никелевые пластины; 7 - съемники потенциала; 8 -диафрагма; 9 - свинцово-висмутовый сплав; 10 - свинцовый электрод;
II - подставка из огнеупорного кирпича.