Особенности массопереноса и формирования дендритного осадка меди в промышленном электролизе

• Автор: Осипова, Мария Леонидовна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Электрокристаллизация металлов в виде дендритов из водных растворов

1.1 Развитие представлений о механизме электрокристаллизации металлов в виде дендритов
1.2 Современные технологические схемы производства медных порошков электролизом водного раствора

1.2.1 Производство медных электролитических порошков в США

1.2.2 Производство медных электролитических порошков на ОАО «Уралэлектромедь» (Россия, г.Верхняя Пышма)
1.2.3 Производство медных электролитических порошков в Италии (компания Pometon S.p.A.)
1.2.4 Производство медных электролитических порошков в Германии (компания GGP Metalpowder AG, Trautenfurt)
1.2.5 Сравнительный анализ существующих технологий производства медного электролитического порошка и задачи работы
Глава 2. Использованные методы исследования динамики роста и структуры дендритного медного осадка
2.1 Определение кинетических параметров электродных процессов
2.2 Исследование динамики развития осадка в условиях лаборатории
2.3 Исследование динамики развития осадка in situ в условиях работы промышленного электролизе
2.4 Оценка структурных изменений дендритного осадка в ходе электролиза
2.4.1 Расчет радиуса вершин дендритов в ходе электролиза

2.4.2 Распределение растущего осадка по радиусам вершин дендритов и плотности размещения вершин на фронте роста осадка
2.4.3 Кристаллографический анализ дендритных осадков
Глава 3. Мониторинг электрокристаллизации дендритных осадков
порошков разных марок
3.1 Динамика формирования дендритных осадков для порошков разных марок
3.1.1 Динамика электрокристаллизации дендритного осадка марки
ПМЛ-0
3.1.2 Динамика электрокристаллизации дендритного осадка марки
ПМС-11
3.1.3 Динамика электрокристаллизации дендритного осадка марки
ПМС-1
3.1.4 Динамика электрокристаллизации дендритного осадка марки

3.2 Оценка воспроизводимости экспериментальных результатов динамики роста дендритов
3.2.1 Воспроизводимость экспериментальной динамики роста дендритов для порошков разных марок
3.2.2 Результаты оценки воспроизводимости данных эксперимента по маркам порошка
3.3 Связь структуры дендритного осадка с выходом по току металла
3.3.1 Лабораторный эксперимент с учетом интенсивности выделения водорода
3.3.2 Факторы, определяющие структурные параметры осадка: радиус вершин дендритов и плотность их размещения на фронте его роста
3.4 Особенности массопереноса в приэлектродном пространстве промышленного электролизера производства медного порошка

3.4.1 О возможности определения диаметра газовых пузырьков по диаметру каверн в осадке при потенциостатическом электролизе
3.4.2 Результаты видеозаписи динамики выделения водорода в промышленном электролизере
3.4.3 Морфология внешней поверхности кристаллизующегося осадка
3.4.4 Параллельные процессы на фронте роста осадка и расчет выхода по току
3.4.5 Динамика изменения выхода по току рыхлого осадка в промышленном электролизере
3.5 Измерение практического выхода по току медного порошка марки ПМС-1 в производственном эксперименте
3.6 Расчет распределения дендритных осадков разных осадков по радиусам вершин дендритов
Глава 4. Методы управления структурными изменениями дендритного осадка в процессе промышленного электролиза
4.1 Возможные пути изменения технологии, позволяющие сохранять нужную структуру дендритного осадка при электролизе
4.2 Воздействие на структуру осадка дискретным изменением площади катодной поверхности
4.3 Расчет динамики развития дендритного осадка при дискретном изменении площади катодной поверхности
4.4 Опыты дискретного изменения катодной поверхности в условиях цеха
4.5 Катодное перенапряжение и напряжение на ванне как показатель структурного изменения рыхлого осадка при электролизе
4.6 Возможности технического исполнения автоматического дискретного изменения числа работающих штанг в электролизере
4.6.1 Экономическая обоснованность внедрения новой технологии
Заключение
продолжительности наращивания осадка приводят к высокой полидисперсности осадка за счет образования крупных глобулярных структур. Кроме этого ухудшение состояния начальной поверхности приводит к тому, что осадок осаждается при более низких значениях плотности тока и диффузионные ограничения снимаются намного раньше. Всё это способствует огрублению осадка и даже образованию на поверхности сплошной корки металла. Такой осадок не поддается съему и нуждается в переработке. Для получения однородного по структуре осадка и исключения образования крупных глобулярных структур на фронте роста, выбор продолжительности наращивания осадка между съемами должен основываться на динамике роста.

Рис. 1.17 Схема трубы-сушилки медного порошка
Кроме «классической» схемы обработки порошка на ОАО «Уралэлектромедь» существует линия производства восстановленных порошков, спроектированная компанией Роте1:оп Б.р.Л.