Физико-химические основы гидрометаллургической переработки лома никель - железных аккумуляторов

• Автор: Кохацкая, Мария Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Никель железный аккумулятор, его конструкция

и электродные процессы

1.2. Способы переработки лома никель железных аккумуляторов .

1.3. Очистка раствора сульфата никеля от железа

и кристаллизация Ы1Б

1.4. Постановка задачи исследования.

2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Гранулометрический ситовый анализ

2.2. Рентгенофазовый анализ.
2.3. Комплексометрическое титрование
2.3.1. Определение содержания никеля в растворе методом комплексонометрического титрования
2.4. Спектрофотометрический метод.
2.4.1. Определение содержания никеля в сернокислом растворе спектрофотометрическим методом
2.5. Метод потенциометрического титрования
2.6. Кондуктометрические методы анализа.
3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЛОМА НИКЕЛЬ ЖЕЛЕЗНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
3.1. Термодинамика процессов разряда оксиднопикелевого
и железного электродов никель железного аккумулятора
3.2. Термодинамика процессов взаимодействия железа с кислородом
в присутствии паров воды
3.3. Термодинамика процессов окисления ионов железа II кислородом и осаждения ионов железа III в форме гидроксида
3.4. Экспериментальное исследование равновесий
в водных карбонатносульфатных растворах.
3.5. Кинетика взаимодействия гидроксида никеля II
с серной кислотой
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЛОМА НИКЕЛЬ ЖЕЛЕЗНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ.
4.1. Анализ активной массы отработанных электродов
никель железного аккумулятора
4.2. Кинетика взаимодействия отработанной активной массы оксидноникелевого электрода с серной кислотой
4.3. Кинетика взаимодействия отработанной активной массы железного электрода с кислородом и водой
4.4. Технологическая схема гидрометаллургической утилизации лома никель железных аккумуляторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ.ПО
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Проведен термодинамический анализ процессов взаимодействия железа с кислородом в присутствии паров воды и исследована кинетика взаимодействия активной массы отрицательного электрода с кислородом и водой, что позволило очистить активную массу от карбоната и гидрокарбоната натрия с минимальным переходом железа в раствор. Предложен способ переработки положительного электрода НЖ - аккумулятора, позволяющий получать очищенный от примесей раствор сульфата никеля. Предложен экологически чистый способ переработки отрицательного электрода НЖ - аккумулятора, позволяющий очищать активную массу от остаточной щелочности с минимальным переходом железа в раствор. НЖ - аккумуляторов. Всероссийской межвузовской научно - технической конференции студентов и аспирантов. С. - Петербург, г. VII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы. С. - Петербург, г. VI Международной конференции «Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики». Саратов, г. X Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы. С. - Петербург, г. По теме диссертации опубликовано 7 статей в Журнале прикладной химии РАН. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения с последующими выводами, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 3 страницах, содержит рисунков и таблиц. Список литературы состоит из наименований. Во введении обосновывается актуальность исследования, сформулирована цель работы, отражены научная новизна и практическая значимость, перечислены положения, выносимые на защиту. В первой главе диссертации описан НЖ - аккумулятор, его конструкция и электродные процессы, рассмотрены имеющиеся в литературе сведения о гидрометаллургической переработке аккумуляторного лома и способах очистки сульфатных растворов от примесей железа, заключает раздел постановка задачи исследования. Вторая глава посвящена методам исследования, используемым для получения информации о свойствах активных масс оксидноникелевого и железного электродов отработанного НЖ - аккумулятора марки ТНЖ - 0 - У2, о содержании никеля и железа в промежуточных растворах переработки, а также о кинетике выщелачивания никеля и растворения железного порошка в воде. В третьей главе для объяснения наличия двух участков постоянства потенциала на разрядной кривой оксидноникелевого электрода и установления последовательности процессов, протекающих при разряде железного электрода в щелочном электролите, проведены расчеты изменения стандартных энергий Гиббса и стандартных потенциалов предполагаемых реакций, протекающих при разряде положительного и отрицательного электродов НЖ - аккумулятора. Также рассчитаны изменения стандартных энергий Гиббса реакций, протекающих при взаимодействии железа с кислородом в присутствии паров воды, и проведен термодинамический анализ процессов выделения железа в форме гидроксида железа (III) с целью очистки растворов сульфата никеля от примесей железа. На примере титрования растворов гидроксида натрия, карбоната натрия, смесей гидроксида натрия и карбоната натрия, карбоната натрия и гидрокарбоната натрия серной кислотой показано влияние концентрации титруемых растворов на форму теоретических кривых кондуктометрического титрования и определены концентрации, при которых на кривых кондуктометрического титрования отчётливо фиксируются точки эквивалентности. Разработана методика исследования процесса взаимодействия гидроксида никеля (II) с серной кислотой и подобрано кинетическое уравнение, адекватно описывающее экспериментальные данные. В четвертой главе приводится характеристика исходного сырья, результаты изучения закономерностей кислотного выщелачивания никеля из отработанной активной массы положительног о электрода и взаимодействия активной массы отрицательного электрода с кислородом и водой. На основании полученных данных предложена технологическая схема гидрометаллургической утилизации лома НЖ - аккумуляторов. В заключении содержится перечень основных результатов диссертационной работы. Диссертация выполнена на кафедре физической химии Санкт - Петербургского государственного политехнического университета.