Закономерности электрохимического поведения олова в щелочных электролитах и технологические рекомендации по его утилизации

• Автор: Бесфамильная, Евгения Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 103 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РЕГЕНЕРАЦИИ И УТИЛИЗАЦИИ ОЛОВА ИЗ

ОТХОДОВ БЕЛОЙ ЖЕСТИ

1.1 Анодное растворение олова в щелочных растворах.

1.2 Катодное восстановление олова в щелочных электролитах.

1.3 Цель и задачи исследования

2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Аппаратура, реактивы и материалы

2.2 Приготовление станнитных электролитовколлоидов.

2.3 Методика анализа станнитных электролитов

2.4 Поляризационные измерения.
2.5 Синтез многофункциональных органических ПАВ.
2.6 Методика определения дзетапотенциала коллоидных частиц.
2.7 Определение выхода по току олова
2.8 Методика измерения на вращающемся дисковом
электроде.
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ ОЛОВА В ЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
3.1 Расчет равновесного ионного и коллоидного состава станнитных
эл сктролито вколлоидов
3.2 Моделирование массопереноса при анодном растворении олова
3.2 Сопоставление экспериментальных данных с расчетными.
4 ЗАКОНОМЕРНОСТИ АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ ОЛОВА В СТАННИТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
4.1 Изучение природы предельных токов анодного растворения
олова в станнитных электролитах
4.2 Изучение влияния некоторых органических добавок на процесс анодного растворения олова в станнитных электролитах.
4.2.1 Влияние на анодный процесс добавки мнитробензойной
кислоты
4.2.2 Влияние добавки иНПИ на анодное растворение олова
4.2.3 Влияние аминосодержащих добавок на процесс анодного растворения олова в концентрированных растворах
4.2.4 Исследование влияния добавки полиэтиленимина.
5 ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ОЛОВА В СТАННИТНЫХ РАСТВОРАХ.
5.1 Влияние полиэтиленимина на процесс электроосаждения олова
5.2 Влияние на процесс электроосаждения олова добавки НПИ.
5.3 Влияние добавки мнитробензойной кислоты.
5.4 Исследование влияния аминосодержащих катионоактивных ПАВ.
6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС УТИЛИЗАЦИИ ОЛОВА
ИЗ ОТХОДОВ БЕЛОЙ ЖЕСТИ.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В последние годы белая жесть все более широко используется также в приборостроении, автомобилестроении, радиотехнической и других отраслях промышленности. Кроме того, олово является одним из компонентов высококачественных антифрикционных сплавов и припоев/1, 2/. Истощение месторождений руд, содержащих олово, требует использования отходов олова (обрезки жести и консервных банок) и, в связи с этим, развития электрометаллургии олова. В настоящее время для утилизации олова из отходов белой жести в промышленности применяют щелочные электролиты. Их преимуществами являются: простота состава, высокая рассеивающая способность, стабильность в работе, возможность использования стальных ванн без футеровки, экологическая чистота /1 - 3/. Обезлуживание отходов осуществляют электролитическим способом в растворе гидроксида натрия концентрации 2, - 3, моль/л с содержанием соединений олова (II) и олова (IV) 0,-0, моль/л /1/. Температура электролита °С. А/дм . Выход по веществу составляет не более - %, считая на двухзарядное олово. Однако при этом способе регенерации в результате одновременного восстановления двухзарядных и четырехзарядных комплексов олова на катоде образуется губчатый осадок, дальнейшая переработка которого требует специальной технологии, материалов и оборудования. Кроме того, необходим подогрев электролита. Важной проблемой регенерации и утилизации олова из отходов белой жести является повышение экономической эффективности этого процесса. В работе /4/ предложен менее энергоемкий способ электролитического обезлуживания отходов. Авторам удалось повысить. Полученный электролит перекачивают в ванны для последующего электролиза и извлечения олова. Так как значительная часть олова в таком растворе находится в виде двухзарядных ионов, то расход электроэнергии на их восстановление снижается в два раза по сравнению с затратами на восстановление ионов олова (IV). Во избежание окисления двухзарядных ионов олова кислородом воздуха поверхность электролита заливают слоем минерального масла. При снижении концентрации олова в процессе электролиза до 0, -0, моль/л раствор необходимо донасыщать в ваннах для химического растворения олова с отходов. При утилизации олова весьма важно не только быстро и экономически эффективно снять олово с отходов, но и получить плотные, компактные катодные осадки, не требующие дополнительных затрат для их дальнейшей переработки. Согласно литературным данным /1 - 3/, такие осадки могут быть получены из щелочных растворов, содержащих только гидро-ксокомплексы олова (IV). Не удается получить компактных оловянных покрытий и из концентрированных растворов гидроксостанни-тов при плотностях тока ниже их диффузионной предельной плотности тока, вероятно, вследствие очень низкой величины катодной поляризации. Обеспечить режим анодного процесса, при котором происходит растворение только с образованием гидроксокомплсксов олова (IV), достаточно сложно. Как показано авторами /5/, это возможно, например, при достижении некоторой критической анодной плотности тока, когда потенциал электрода становится равным 1,0 В. Это позволило разработать способ электроосаждения плотных компактных оловянных осадков, заключающийся в том, что в начальный момент времени задается анодная плотность тока выше критической для данного раствора и затем процесс проводят при установившемся анодном потенциале равном 1,0 В. После этого плотность тока может быть снижена. Реализация этого способа требует специального оборудования и поэтому в промышленных условиях он не применяется. На практике при утилизации олова из отходов белой жести на катоде образуется губчатый осадок, который требует дальнейшей переработки: его необходимо тщательно промыть проточной горячей водой, спрессовать, высушить и переплавить в графитовых тиглях /1/. Обобщая все вышесказанное, необходимо отметить, что основную проблему совершенствования технологического процесса утилизации олова — повышение его экономической эффективности — невозможно решить без изучения во взаимосвязи и взаимовлиянии процессов анодного растворения олова и катодного извлечения его из раствора.