Journals →  Цветные металлы →  2018 →  #8 →  Back

Тяжелые цветные металлы
ArticleName Электролиз цинка в сульфатных растворах
DOI 10.17580/tsm.2018.08.05
ArticleAuthor Колесников А. В., Козлов П. А.
ArticleAuthorData

Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия:

А. В. Колесников, зав. каф. аналитической и физической химии, эл. почта: avkzinc@csu.ru

 

НЧОУ ВО «Технический университет УГМК», Верхняя Пышма, Россия:
П. А. Козлов, зам. директора по науке, эл. почта: p.kozlov@tu-ugmk.com

Abstract

Изучен процесс электровосстановления цинка в сульфатных растворах на твердом электроде с получением новых экспериментальных данных, позволяющих глубже разобраться в процессах, протекающих при промышленном электролизе. Электрохимические исследования проводили на сульфатном электролите, содержащем 0,005, 0,0125 и 0,025 моль/л ZnSO4, в фоновом 0,5 моль/л растворе Na2SO4. В отдельных исследованиях использовали электролиты состава: 0,25 моль/л ZnSO4; 0,25 и 0,75 моль/л ZnSO4 + 18 и 54 г/л H2SO4. Ток обмена рассчитывали по данным гальваностатических измерений, строя тафелевские полулогарифмические зависимости изменения поляризации от логарифма плотности тока в начальный момент времени. В области малых отклонений потенциала от равновесного токи обмена рассчитывали по результатам микрополяризационных измерений в области перенапряжений менее 5–15 мВ. Полную поляризационную емкость рассчитывали, задавая на электрод линейно изменяющееся напряжение при скорости развертки 100 мВ/с и регистрируя зависимость тока от потенциала электрода в начальные доли секунды протекания процесса. Показано, что добавки флокулянтов снижают полную поляризационную емкость во всем диапазоне содержаний цинка в фоновом электролите сульфата натрия в отличие от добавок лигносульфоната из-за большей молекулярной массы флокулянтов. При этом молекулы органических веществ имеют сравнительно большие размеры, и их адсорбция приводит к увеличению расстояния между обкладками конденсатора в двойном слое и тем самым увеличивает поляризационную емкость. Отмечено, что ток обмена и полная поляризационная емкость существенно возрастают в условиях интенсивного перемешивания. На примере электролиза цинксульфатных растворов с добавками лигносульфоната показано, что с увеличением добавки поверхностно-активных веществ снижается ток обмена, а с ростом концентрации цинка ток обмена и полная поляризационная емкость возрастают. Выполненные исследования позволили получить новые данные о токах обмена и поляризационной емкости электролиза цинка на твердом электроде в присутствии различных ПАВ.

keywords Цинк, плотность тока, потенциал, вольтамперограмма, поляризация, скорость развертки, ток обмена, флокулянты, лигносульфонат, сульфат натрия
References

1. Казанбаев Л. А., Козлов П. А., Кубасов В. Л., Колесников А. В. Гидрометаллургия цинка. Очистка растворов и электролиз. — М. : Руда и Металлы, 2006. — 176 с.
2. Minotas J. C., Djellab H., Ghali E. Anodic behaviour of copper electrodes containing arsenic or antimony as impurities // Journal of Applied Electrochemistry. 1989. Vol. 19, No. 5. P. 777–783.
3. Laitinen H. A., Onstott E. I. Polarography of Copper Complexes. III. Pyrophosphate Complexes // J. Am. Chem. Soc. 1950. Vol. 72, No. 10. P. 4724–4728.
4. Drweesh M. A. Effect of surfactants on the removal of copper from waste water by cementation // Alexandria Engineering Journal. 2004. Vol. 43, No. 6. P. 917–925.
5. Sunde M. Organic binder as a substitute for bentonite in ilmenite pelletization : master thesis. — Trondheim : Norwegian University of Science and Technology, 2012. — 104 p.

6. Озеров С. С., Портов А. Б., Цымбулов Л. Б., Машьянов А. К. Оценка эффективности использования технических лигносульфонатов различных марок в качестве связующего при брикетировании флотационного медно-никелевого концентрата // Цветные металлы. 2017. № 3. С. 33–39.
7. Паньшин А. М., Шакирзянов Р. М., Избрехт П. А., Затонский А. В. Основные направления совершенствования производства цинка на ОАО «Челябинский цинковый завод» // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 19–21. DOI: 10.17580/tsm.2015.05.03
8. Heegard B. M., Swartling M., Imris M. Submerged plasma technology and work within Zn/Pb recovery // Proceedings of «Pb–Zn 2015» conference. — Dusseldorf, 2015. Vol. 2. P. 807–816.
9. Колесников А. В. Исследование причин эффективного использования лигносульфонатов в электролизе цинка // Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 40, № 12. С. 110–116.
10. Колесников А. В. Катодные и анодные процессы в растворах сульфата цинка в присутствии поверхностно-активных веществ // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2016. Т. 59, № 1. С. 53–57.
11. Колесников А. В. Электровосстановление цинка из фонового раствора сульфата натрия в присутствии катионных и анионных флокулянтов // Бутлеровские сообщения. 2017. Т. 49, № 2. С. 130–136.
12. Минин И. В., Соловьева Н. Д. Кинетика электровосстановления цинка из сульфатного электролита в присутствии добавок ПАВ // Вестник СГТУ. Химия и химические технологии. 2013. № 1. С. 57–62.
13. Ротинян А. Л., Тихонов К. И., Шошина И. А. Теоретическая электрохимия. — Л. : Химия, 1981. — 422 с.
14. Галюс З. Теоретические основы электрохимического анализа. — М. : Мир, 1974. — 552 с.
15. Эткинс П. Физическая химия. Т. 2. — М. : Мир, 1980. — 584 с.
16. Скорчеллетти В. В. Теоретическая электрохимия. — 4-е изд., испр. и доп. — Л. : Химия, 1974. — 568 с.
17. Колесников А. В., Семенов К. В. Электролиз цинка из сульфатных кислых и нейтральных растворов в присутствии лигносульфоната // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. № 4-1. С. 57–60.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back