автореферат диссертации по металлургии, 05.16.03, диссертация на тему:Оптимизация электролитического рафинирования никеля

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнено экспериментально-теоретическое исследование, в втором изложены научно обоснованные технические решения по 1стемной оптимизации электрорафинирования никелевых анодов, слючая электролиз и очистку растворов от примесей.

Произведен и обоснован выбор единственного критерия ггимизации в виде суммарного удельного расхода энергии на электролиз очистку от примесей. Показано, что определяющими факторами при ом являются удельный расход энергии на собственно электролиз и 1грев электролита вне электролизной ванны.

2. На основе экспериментального и имитационного исследования щучены математические модели (в виде регрессионных уравнений), язывающие удельную электропроводность, плотность, динамическую зкость и среднюю теплоемкость сульфат-хлоридных никелевых ектролитов с их составом (№ , № , СГ, Б04 ) и температурой и »зволяющую оптимизировать процессы электрорафинирования никеля.

3. Анализ полученных математических моделей позволил нжировать независимые переменные по силе влияния (по убыванию) на оО 4ектропроводность следующим образом: 1:, № , 804 , СГ, N1 ;

4. Получены уравнения регрессии, отражающие закономерности аждения примесей (на примере меди и кобальта) на катоде при гктролитическом рафинировании никеля как функции концентрации их электролите, плотности тока и температуры. Получены уравнения грессии, связывающие содержание примеси в катодном никеле, отность тока разряда примесей и константу скорости конвективной ффузии с концентрацией примеси в электролите, плотностью тока и мпературой. Уравнения позволяют прогнозировать и управлять .чеством катодного никеля.

5. Получены кинетические закономерности процессов очистки .створов от железа и меди. Найдены значения энергии активации юцессов.

6. Разработана ЭВМ-программа для имитации материального и плового балансов электрорафинирования никелевых анодов, (зволяющая произвести оценку удельного расхода энергии на электролиз яагрев электролита.

7. Предложено уравнение регрессии, позволяющее найти массу паряемой с поверхности электролита воды как функцию температуры и нцентрации никелевых солей в электролите.

8. Произведена оценка расхода энергии в механических агитаторах, 'акже при фильтрации пульп и перекачке растворов.

9. Получены уравнения, связывающие удельный расход энергии и электролизе и переплавке анодных остатков с выходом анодных гатков.

10. Методом нелинейного программирования в условиях эаничений на независимые переменные и соблюдении принципа гктрической нейтральности электролита найдены состав электролита, отность тока и расстояние между электродами (всего 7 факторов), зспечивающие минимальный суммарный расход энергии.

Разработанная программа позволяет при стабилизации одного или жольких параметров найти оптимальные значения остальных для пучения минимума расхода энергии.

11. Показано, что учет или исключение постоянных пюлнительных источников расхода энергии не изменяют значений

1. Хейфец В.Л., Грань Т.В. Электролиз никеля. М., «Металлургия», >75. 334 с.

2. Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. М., Металлургия», 1977. 335 с.

3. Грань Т.В., Березникова М.Д., Ротинян А.Л. и др. // "Научные уды" (Гипроникель). Вып. 47 48, Л.: 1970. С. 150 - 153.

4. Исследование анодной пассивации никеля в кислой среде. Shen )aen, Li Benle Tang Yinxan, Zheng Yueging. "Ханчжоу дасюэ сюэбао. $ыжань кюсье бань.1 Hangzhou univ. Natur. Sci. Ed.",1985, 12 N1,86-| (РЖ Мет., 1986. N4, Б3468).

5. Роль борной кислоты в электролите никелирования. / Wu W., Tian // Бэйзин шифань дасюэ сюэбао. J. Beijing Normal Univ. Nat. Sci. 1989/2- с. 50-53. - Кит.; рез. англ.(РЖ Мет., 1990. N19, Л494)

6. Влияние борной кислоты на электролитическое осаждение никеля сульфатных растворов. / Shimizu Tooru, Watanabe Akira // Нагоекедзюцу сикэндзе хокону Repts. Gov. Inst. Nagoya. - 1988. - 37, №7-8, с. 2-207. Яп.; рез. англ.(РЖ Мет., 1989. N8, Г163).

7. Алкацев М.И., Алкацева В.М. Электропроводность , плотность и зкость никелевых электролитов. «Известия вузов Цвет. Мет.». 1980, №6, -86

8. Физико-химические свойства никелевых электролитов, isicochemical properties of nickel electrolytes / Imamura M., Toguri J.M. // 3t. And Mater. Trans. B. 1994. - 25 №5. - с 637-644.

9. Алкацева B.M., Алкацев М.И., Бугулов Д.Р. Оптимизация става никелевых электролитов в зависимости от их электропроводности, отности и вязкости // Цветная металлургия. 1999. № 1. С. 22-23.

10. Электрохимические покрытия изделий радиоэлектронной шаратуры: Справочник / И.Д. Груев, Н.И. Матвеев, Н.Г. Сергеева. М.: щио и связь, 1988.-304 е.: ил.

11. Лобанов С.А. практические советы гальванотехнику. Л.: шпиностроение, Ленинградское отделение. 1983. 248 с. ил

12. Внутренние напряжения в никелевых осадках. Iternal stress in ckel coatings / Armyanov S, Satirova-Chakarova G/ // GALVANO; Proc. Int. mip. "Galvano 91", Varna, 30 Sept. 2 Oct., 1991. - Sofia, 1992. - c. 111-118. нгл. (РЖ Мет., 1993. N 7, Л145).

13. Способ приготовления сульфатхлоридного электролита для Минирования никеля.: A.c. 1437414 СССР, МКИ с 25с1/08. /Коновалов Л., Иванюк А.Г., Фадеева Н.М. №4176243/23-02; Заявл. 06.01.87; публ. 15.11.88, Бюл. №42 (РЖ Мет., 1989. N6, Г270П).

14. Способ очистки сульфатного раствора никеля . Като Тюси, Ямато :аму, Оно Томоэ. Уумитомо киндзюки кодзан К.К. Яп. Заявка, пл. 2В23/04, №56-77351, заявл. 29.11.79, №54-153573, опубл. 25.06.81 (РЖ ет.,1982. N9, Г202П).

15. Условия очистки никелевого анолита от железа и фильтруемость (ОН)3 / Спиваковский В.Б., Мойся Л.П., Маковская Г.В. // Цв. Мет. -98. N3 - С. 16-22. - Рус. (РЖ Мет., 1998. N11, Г188).

16. Бугулов Д.Р., Алкацев М.И. Исследование окисления железа слородом воздуха в никелевых электролитах // Сборник научных трудов пирантов. Владикавказ: 1999.

17. Гидролитическая очистка никелевого электролита/ Спиваковский Б., Маковская Г.В., Мойса Л.П. // Цв. Мет. -1996. N11 С. 12-14. - Рус.; з. Англ. (РЖ Мет, 1997. N7, Г87).

18. Исследования поведения теллура, талия, серебра и висмута в оцессе электролитического рафинирования никеля. Волков Л., друщенко В.Н, Фдеев Н.М. «Изв. Вузов Цв. Мет.», 1981, №5, 40-43

19. Алкацев М.И. Процессы цементации в цветной металлургии. М.: еталлургия, 1981. 116 с.

20. Алкацев М.И. Теоретические основы процессов цементации, ладикавказ: Терек, 1994. 70 с.

21. Бугулов Д.Р., Алкацева В.М., Алкацев М.И. Зависимость сорости цементации меди никелевым порошком от состава раствора и ¡мпературы // Сборник научных трудов аспирантов. Владикавказ: 1999.

22. Удаление меди из анолита рафинирования никеля. / Liu Jianshe, ш Yude, Chen Baizhen, Yan Xinoxiong // Zhougnan gongye daxue xuebao J. ent. S. Univ.Technol. - 1995. - 26, №1 - c. 56-60 (РЖ Мет., 1996. N 2, Г125).

23. Извлечение меди из электролитов никелирования на углеродные шокнистые элетроды. Варенцов В.К., Юрина А.А.// Гальванотехн. и >раб. пов. 1993-2. №1 -с. 31-34 (РЖ Мет., 1994. N1, Л200).

24. Гарнов В.К., Вишневецкий Л.М., Левин Л.Г. Оптимизация 1боты мощных электрометаллургических установок. М.: Металлургия, >81. 312 с.99

25. Гаев А.И., Есин O.A. Электролиз цинка. Свердловск-Москва: |НТИ НКТП - СССР, 1937. 190 е.

26. Ротинян A.JL, Филатов В.П., Цибизов Г.В. Оптимизация роизводства хлора. Диафрагменный метод. М.: Химия, 1980. 272 с.

27. Зайцев И.Д., Асеев Г.Г. Физико-химические свойства бинарных многокомпонентных растворов неорганических веществ. Справ, изд. М., лмия (1988).

28. Ротинян A.JL, Хейфец B.JI. Некоторые зависимости эвместного разряда простых катионов // Цветные металлы. 1954. № 2.

29. Ротинян А.Л., Шошина H.A., Крупин C.B. Современное зстояние теории совместного разряда ионов на катоде // Цветные еталлы. 1970. № 4.

30. Ротинян А.Л., Шошина И.А. Совместный разряд ионов шовного металла и примесей при электролитическом рафинировании якеля виз хлоридного раствора // Изв. вуз. Цветная металлургия. 1961. №

31. Васильцев Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для промышленного гремешивания жидких сред: справочное пособие. Л., Машиностроение 979)

32. Лащинский A.A., Толчинский Х.Р. Основы конструирования и ючета химической аппаратуры. Л., Машиностроение (1970).

33. Романков П.Г., Курочкина М.И. Примеры и задачи по курсу троцессы и аппараты химической промышленности».Учебное пособие м техникумов, Л., Химия (1984).

34. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в шической технологии. М.: Химия, 1975.

35. Басов А.И. Ельцев Ф.П. Справочник механика заводов цветной зталлургии. М.: Металлургия, 1981. 496 с.