Исследование, моделирование и оптимизация процессов извлечения меди из разбавленных растворов электрохимическими методами

• Автор: Келехсаев, Алим Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 55 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

ТЕХНОЛОГИЙ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ

1.1. Извлечение меди электролизом с нерастворимыми анодами

1.2. Осаждение меди на псевдоожиженном катоде

1.3. Осаждение меди на насыпном фильтрующем катоде

1.4. Осаждение меди во вращающемся электролизере

1.5. Извлечение меди цементацией

1.6. Извлечение меди методом внутреннего электролиза

1.7. Процесс Экстракция реэкстракция электролиз

1.8. Анализ публикаций в области извлечения меди из разбавленных растворов
1.9. Определение целей исследования
ГЛАВА 2. НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ КОМПАКТНЫХ ОСАДКОВ МЕДИ ЦЕМЕНТАЦИЕЙ ЖЕЛЕЗОМ И ЦИНКОМ
2.1. Электролиз без перемешивания электролита
2.2. Электролиз с вращающимся катодом
ГЛАВА 3. ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ ПРЕДЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ТОКА РАЗРЯДА ИОНОВ МЕДИ II ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАЛЛА И КИСЛОТЫ В РАСТВОРЕ .
ГЛАВА 4. КИНЕТИКА ЦЕМЕНТАЦИИ МЕДИ ЖЕЛЕЗОМ ИЗ
КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОЭКСТРАКЦИЯ МЕДИ ИЗ РАЗБАВЛЕННЫХ СЕРНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ДИСКОВОМ КАТОДЕ.
МЕТОДИКИ .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В связи с этим вопросы разработки новых технологий и, оптимизации используемых в настоящее время, являются актуальными. Разработка энергетически выгодных электрохимических способов (электролиз и цементация) извлечения меди из сульфатных растворов с низкой концентрацией металла (Си < г/л). Математическое моделирование процессов и их оптимизация. Электролиз водных растворов. Измерение катодной поляризации. Математические методы планирования эксперимента. Математическое моделирование и оптимизация. Си = - г/л. На основе полученных математических моделей найдены оптимальные параметры цементации и электролиза. Показана возможность осаждения меди с высокой скоростью цементацией из растворов с концентрацией - г/л путем предварительного осаждения на поверхности частиц металла-цементатора меди в режиме предельного тока. Экспериментально показана возможность получения качественных медных осадков на вращающемся дисковом катоде методом внутреннего электролиза со скоростями сопоставимыми с электролизом при использовании внешнего источника тока. Установлено, что зависимость выхода плотных осадков меди от отношения поверхностей катода и анода является экстремальной, а от концентрации меди в растворе - экспоненциальной. Материалы исследования рекомендуется использовать в гидрометаллур гии меди и никеля, а также в учебном процессе. Математические модели процессов осаждения меди из разбавленных растворов цементацией, внутренним электролизом и электролизом с нерастворимыми анодами. Положения диссертационной работы прошли апробацию на научно- тех-нрїчєских конференциях и научных семинарах СКГМИ (ГТУ), а также в 6 статьях, опубликованных в научных изданиях. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 статьях. Диссертация объемом стр. В настоящее время практически во всех промышленно развитых странах существует необходимость создания и внедрения эффективных процессов извлечения металлов из сбросовых растворов, т. Наряду с чисто экологической стороной проблемы, целесообразен также ресурсосберегающий аспект, т. Для этих целей необходима технология извлечения металла в достаточно чистом виде, пригодном для повторного возвращения в производство. В настоящее время таким требованиям отвечают только электролитическое выделение металлов. Под разбавленными водными растворами имеются в виду растворы с концентрацией Си < 5 г/л. Целью переработки, как уже отмечено выше, является поучение меди в достаточно чистом виде и возвращение его в основной цикл производства. В том же году в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии предложена установка для очистки сточных вод, [2] содержащий последовательно соединённый насос, усреднитель, безнапорный электролизёр, контактный осветлитель с плавающей загрузкой, камеру с каталитической загрузкой, отличающаяся тем, что камера снабжена эжектором, соединенным с напорным электролизёром, вход эжектора присоединён к подающему насосу, а выход - к напорному электролизёру, при этом сливной патрубок напорного электролизёра соединён с усреднителем. Известен способ снижения удельного расхода энергии в процессе электроэкстракции меди из растворов с использованием нерастворимого анода, заключающийся в деполяризации анода введением в раствор в качестве деполяризаторов сернистого газа или ионов Ре3г [3]. В Дагестанском государственном университете был предложен способ электролиза водных растворов сульфатов металлов, [4] включающий проведение процесса электролиза на графитовом аноде, при растворе, насыщенном диоксидом серы, отличающийся тем, что процесс проводят при избыточном давлении диоксида серы в 0, МПа. В году в Ленинградском филиале Научно-производственного кооператива МЭФА был предложен способ очистки сточных вод [5] от ионов тяжёлых цветных металлов, включающий электрохимическую обработку исходной воды, с использованием гальванического электролита железо-медь, изготовленного из стружки , отстаивание в отстойнике, отделение осадка от воды из верхней части отстойника с последующей доочисткой воды и возвратом части осадка на электрохимическую обработку исходной воды, отличающийся тем, что доочистку проводят ультрафильтрацией.