автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему:Регенерация электролитов и совершенствование технологии электрохимического формообразованияпо трафарету

п О V«

■ Ч ЮН'-.

Государственный комитет РФ по высшему образованию

Новочеркасский государственный технический университет

На правах рукописи ЛОСЕВА Элла Ивановна

УДК 621.3.035.48 .

Регенерация электролитов и совершенствование технологии электрохимического формообразования по трафарету

05Л7.03 — Электрохимические производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОЧЕРКАССК 1994

Работа выполнена на кафедре «Технология электрохимических производств» Новочеркасского государственного технического университета'

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и

техники 'России, академик МАН ВШ, доктор технических наук, профессор Кукоз Ф. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор Бондаренко А. В., канди-'дат технических паук, доцент Кирсанов С. В,

Ведущее предприятие — НИИТОП, г. Ростов-на-Дону.

Защита диссертации состоится „ " 1994 г.

13„ -/У и часов па заседании диссертационного Совета Д 063.30.03 в Новочеркасском государственном техническом университете: 346400, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132, НГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новочеркасского государственного технического университета.

Автореферат разослан „ " //яя^РЯ 1994 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат технических наук

.....ОНЧАЯ-ХАРАКГЕРИСШКА РАБОТЫ

Актуальность темы. ...................... .....

Промышленное использование электрохимического метода получения изделий из тонких металлических лент с контролируемой микрогеометрией тормозится презде всего отсутствием малоотходных, экологически приемлемых технологий.

Ненадежным элементом технологической цепи при электрохимическом формообразовании по трафарету (ЭХ5Т) является электролит. В процессе его эксплуатации происходит постоянное изменение его состава и свойств. Непрерывное накопление продуктов анодной реакции значительно снижает срок службы электролита. К тому же, оказывая дестабилизирующее влияние на процесс ЭХФТ, продукты анодного растворения являются вредными с экологической точки зрения (например, соли тяжелых металлов). Общетоксичный, эмбриотропный и мутагенный эффекты воздействия тяжелых металлов, в частности никеля, хороао нзучеш.

Поддеркакие постоянного состава электролита в сочетании с утилизацией продуктов анодного растворения позволит не только увеличить срок слузбы технологического раствора, и, соответственно, снизить количество вредных стоков, но и возвратить в производство часть ценных компонентов.

Таким образом, стабилизация технологических свойств раст-Бора с одновременным извлечением максимально возможного количества ценных компонентов является основной задачей при создания и внедрении прогрессивных технологий ЗХ5Т.

Цель работы. ' •

Создание технологических процессов, обе'спечивапцих лод-дергшше заданных условий к регимов ЭХйТ н, одновременно^ позволяемо: взделлть ценные компоненты растворяемых спаавов в компактном ввде.

Задачи исследования.

Изучить влияние накопления никеля в аггионийсодергхсцих .....

электролитах на производительность, точность процесса к другие технологически параметры Э&5Т; определить оптимальные условия проведения процесса извлечения никеля рабочих растворов для

- г -

ЭХ2Т» установить граккг^з прциеюаасти электрохшагееского ¡¿¿года извлечения иоков никеля в рецикле с основным процессом; разработать к внедрить эффехтивнуэ» шлооперационную техноло-г:пэ азБЛфчеш'л никеля из.растворов для ЭХ5Т в рецикле с оекоэ-ныы процессом; разрабагагь методы утилизации ограбогашюго электролита, а технологическую схецу электроэястраяции ценных ;{о::ио1шнгов из отработанных электролитов для электрохимического ёорэгзобразовашгя да трафарету.

Автор защищает:.

Уст&новленнца «за:

- закономерности накопления никеля в «шуанийсодержащих электролитах®

- зависимости изяду концентрацией коков никеля в раствора и технологически'« параааеараин процесса олектрохиыпческого формообразования ш ггрсфарегу^

- оягиыалыше регнка електрозкетракции никеля из рабочих растворов <Ш»Г в рецикле с основный ¡¡роцгссом и извлечения никеля в специальной электролизере,, встроенном в технояогп-ческуэ цель основного процесса;

- вариант механизм переЕзса конов никеля через маЕэдек-тродкоо |фосгранс2во£ •

- научаиэ осгаш разработка технологических процессов злектрохияпгеского извлечения ценных компонентов из электролитов для агеэтрояв&мёсвого формообразования по трафарету н . эффективной, «алсопарационной технология эяекграэцс?ракцпп* никеля аз растворов для S&jT.

Научная новизна,

1. Установлена закономерности процесса накопления никеля в ашянийсод^р&кфос зяекгроднг&а: при ЭХ5Т разлитая никельсо-дерхасдех ишшзв. Показано, то суцсствувг три различных механизма. накопления никеля в электролитах» каддыЯ из когорих" проявляется прз определенной сочетании состава обрабатываемо-' го сплава с составом электролита и технологическими решшш электролиза« .

2. Разработана кеходвка а аппаратура ддя исследования процесса мекгроэкстракции никеля из растворов для ЭШ1.

3. Предлоаеи вариант неханкзиа перекоса ¡кнгов ннесля через иеззлектродное пространство, позволяема объяснять вксо-куп скорость его осаздекия на катоде.

4. Накоплен новый фактический иатеркая по катодиоыу и анодному поведения стеклоуглерода карки СУ-20С0 в условиях злектроэкстракцки никеля, позволявший использовать его для • изготовления объемных электродов.

5. Рекоцендопатг научниз основы для разработси знергосбе-регааидо и окологнчсси; более рацг.ональкнх процессов злектро-окстракции цветкьк кетгллоз из зксоко- я кизкокоицентрирован-ньс: электролитов для 2ХЗТ, а тгллэ для создания технологячес-ких схем и конструкторг»:х реаеннй локальной очистки йлегтро-лктоа непосредственно в электролизерах для 3~ЭТ и вцде збтоиокнкл устройств.

Пп&г?;:чзсгля ценность.

Впервые в качестве угатерисла для изготовления объенкш: элехтредев использовал стеклоуглерзд нарка СУ-20Ф0 (отходу при изготовлен:'.:: изделий кз него), позволяет повисеть эффективность эле:ггроэг.страк;^.-,: конов тя-елкх металлов. Кроме того такно электроды но гребув? регенерац::;:, т.к. икеят кяз-ную адгезгаз осадков металла к поверхности.

Разработана а внедрена теяюяэгкя извлечешь никеля из элехтролитов для ЗХЭТ, обеспечявагдая поддержание заданных свойств а состава глектрелкта^ что позволяет предлнть срок его слуябы в 4-5 раз.

Разработаны конструктивные резеккя электролизера для эдектроэкстракцаи никеля одновременно с процессом ЭХФТ на про-тивозлектреде с автоцаткчес ниц удаленней никеля кз иехэлектродного, зазора, а также элегтролкзера с ебьеиньаа электрода-ш из стегяоуглерода марш СУ-2С00.

Тежодотоя к опытнэ-вроыкЕлекнаа установка внздренц на ПО *2гнай исзшостроктелысй завод", г .Днепропетровск для производства товаров народного потребления. Предполагаемый эюноъггсгскяа гффспт за счет увеличения срока службы электро- . дата и утилизации никеля в взде кеташлюского поропха соста-

вит 6,2 тыс. рублей в год (в ценах 1991 года). Экологический эффект от внедрения данной технологии по различным методикам оценки составит от 60 тыс. рублей до 95 тыс. рублей в год (в ценах. 1991 года).

Апробация -работы.

Материалы диссертации докладывались на I Всесоюзной научно-технической конференции "Анодная электрохилмческая обра. ботка металлов" г.Изанопо, 1988г., ыеиреснубликакской научно-технической конференции "Прогрессивные технологии электрохимической обработки металла и экология гальванического производства'* г.Валгоград, 19Э0г., областном межотраслевом научно-технической семинаре "Ноосфера и экология гальванического производства. Экологня-30" г.Куйбшев, 1950г., зональной конференция "Прогрессивная технология и вопросы экологии в гальванотехнике" г.Пенза, 1390г.» международном с;;;.'лзз;:у;.:е "Проблемы экология в химической образовании" г.Москва, 1290г. и ежегодник научных конференциях КГТУ в 1988-1994 г. г.

Дубднхяыии.

По катериалаы диссертации опубликовано 7 работ :: поданы 2 заявки на изобретение.

Объем и структура дяссертации.

Диссертация изложена на ¿¿О страницах кадикопискога текста, содержим Г таблиц к 42 рисунков, состой из введения, четырех глав, обццх выводов, списка использованной литературы, содержащего наименований к ¥ прилогений.

ОСНОВНОЕ С0ДЕР2АШЕ РАБОТЫ

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проведен анализ литературных данных су-Чествувдпс методов очистки.электролитов и регенерации ценных компонентов. Рассмотрены основные достоинства и недостатки каздого метода. Показано, что для аысококонцентрароБанных растворов, характерных для процессов сХЗТ наиболее дерспек-тпвным является применение электрохимических методов. Рассмотрены различные технологические схзкы элехтроэхстраяцин

яонов тяжелых металлов из электролитов разного назначения. Установлено, что более приемлемыми для извлечения никеля из растворов для ЭХйТ являются методы, связанные с применением объемно-пористых электродов, таких как псевдоокиженные, углево -локнистые и насыпные. Для извлечения тяжелых металлов из рабочих растворов для ЭХФТ к стабилизации тем самым технологических параметров основного процесса выбран электролиз с применение« объемных электродов. Использование этого метода позволяет получать металлы в чистом виде, что не требует затрат при их повторном использовании, кроме того при этом не увеличивается солевой состав электролитов и исключается образование осадков. Применение электродов с высокоразвитой поверхностью приводит к интенсификации процесса извлечется никеля и снижает потери электроэнергии при электроэкстракции.

lia основании проведенного анализа сформулированы цели и задачи исследования.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ описаны методики исследования и применяемое оборудование. Для исследования накопления ионов никеля а растворе использовалась специальная установка, состоящая из проточной электрохимической ячейки, насосной станции, емкости для электролита и источника питания постоянного тока. Процесс накопления никеля проводился при плотности тока 30-70 A/ci/", скорости протока электролита 5-10 ч/с и менэлектродном зазоре 0,5-1 мм (т.е. реальные условия процесса ЭХ$Т). Через определенные промежутки времени отбирались пробы электролита для контроля содержания основных компонентов и накопления ионоп никеля. Анализ электролита на содергание ионов никеля проводился комплексометрическим методом.

Злектроэкстракция никеля из технологических растворов для ЗХЗТ проводилась в специально разработанной ячейке, яред-ставляицей собой цилиндрический сосуд, разделенный объемными диэлектрическими сетками на четыре неравные части. Две полости, образованные сетками средней части сосуда, заполнялись боем стсклоуглерода, определенного гранулометрического состава. Одна из них служила катодом, другая - анодом. Ток к стек-лоуглероду подводился с помощью специальных гребенок из гра-

- б -

фита, впаянных в стенки ячей ки. Ячейка закрывалась с двух сторон крышками со штуцерами. Оставшиеся две полости слукили расширительными камерами для электролита, который проучивался через ячейку с покопуью насоса. Общую площадь насыпных стеклографктовых электродов определяли по средней площади частиц к их количеству с учетом коэффициента форкы.

Поляризационные исследования проводились с помзцьв по-тенциостата Л-5848 по стандартный методикам. Выход по току определялся засовым ыетодои на аналитических весах с ценой деления 0,1 кг»

Все результата исследования подвергались статистической обработке с применением ЭВМ. Часть эксперимента выполнена с помоцью метода математического планирования. Оптимальные условия определялись методой крутого восхождения по поверхности отклика.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ предстазлеш результату исследований процессов накопления никеля в технологических растворах для ЭХЗТ, влияние концентрата металла на технологические параметры эл-зкгрохкшческого форюобраэоваюш. А так^е результаты электрохимической регенерации технологических свойств раствора.

Накопление никеля'в с.1.с.М1Шйсодеп2сг(йх электролитах при ЗХ$Т различных »-22:езьсодергв2цих сплавов ¡дэнет протекать по трем различный схеьян. Преобладание одной из схем над други-131 определяется сзстазом и свойствам: электролита и сплава. По первому кзааназцув характерному для обработки сплава 79Ш в иштокошюкенткоы электролите, содергацеы хлорид, нитрат, сульфат л фторид ионы, накопление никеля ограничено только скорость» роста рН электролита в процессе его работы, т.е. оно происходит до достиаения рН гидратообразоаания никеля в данном растворе. Второй ксхшеми проявляется при растворения чистого никеля а растворе хлорида аммония. Для него характерно быстрое возрастание концентрами ионов никеля до 4 г/л с последующей стабилизацией, вызванной уравниванием скоростей анодного растворения цккеля к его катодного выделения. По третьему изх&кизцу - основным фактором, ограничизаэщкы рост концентрация ионов никеля в растворе, является содерк:ние в

обрабатываемом: металле хрома, рН гццратообразовагаш которого " « ниже рабочего рН раствора. Ионы хрома, переходя в раствор, образуют гидроокиси, которые выпадая в осадок сорбируют на своей поверхности, переводя в нерастворимые соединения, ионы других металлов, в том числе никеля. Для всех трех механизмов характерно негативное явление осаядения никеля на катодной поверхности при электрохимической обработке. Установлено, что при замене растворимого анода на индифферентный бкход по току катодного восстановления никеля снижается в среднем в 2-3 раза. Объяснить снижение уменьшением абъсетоЯ концентрами: за счет использования индифферентного С?*е. не содержащего ионоз никеля) анода не удается. При скоростях протока электролита, характерны: для <Й2Т," прирост оСъс-^.оЯ кокцектрах??;* га счет растворения нихельсодгрицего анода дате на выходе из. меязлектродного зазора (!33) незкачителак и составляет 2,4*10"^ г/л. Более вероятна другая причина.

Процессы высокоскоростного анодного растворения протекает при значениях Ре;1кольдса, соответствующих турбулентному реххху течения падкости. Так как процесс катодного восстановлена никеля протекает одновременно с процессом анодного рас-тгоренпя н з той хе электрохимической ячейке, очевидно, что характер потека жадкости вблизи катода является турбулентна-:.

В таком потоке- вмггто ллавкьп упэрддоченных линий тска возникав? хаотичеекпз турбулентное пульсации скорости к давления. Траектории матроске пкческг.х гадких частиц (турбулентных вихрей) становятся беспорядочными и во многом напомикгА;т траектории броуновского движения. Размеры и скорость движения турбулентна вихрей изменяется в широком диапазоне, при этом наиболее крупные из 1-их соизмеримы с характерным размером потока, а их скорость с характерной скоростью течения. Из-за своего макроскопического размера турбулентное вигр и осуществляют перенос вещества мезду соседними слоя),": гвдкости гораздо эффективнее, чем отдельные молекулы при тепловом дыиеклн.

Таги/ образом, наличия крупных турбулентных вихрей п бользэй шшряЕекнэста олохтрхчзского поля а зяектрохгмгчее-

кой ячейке обеспечит высокую скорость переноса ионов никеля", из анодного пограничного слоя в катодный пограничный слой" (рис. I), вызывая тем самым существенное повышение концентрации ионов никеля в прикатодном пространстве.

Схема течения электролите в МЗЗ

Катод

аг^срсрубионн-гш. слои

>ггуа5улентмые\ срлУХ'ПУа.ции

■погрсггс-ичн-м-и. сло&и

/югран ичном

ко/людном СЛОГ;

поеракгсчи&си- оло-и

\Л lLOH.tiM.U- 1/104. XI

ГГГГШТТТЩТТТТТТГТ-ГТТ/

тттщтгт

Рпснрр деление 4 лаграни-чног* С/Н.ОД1ГО/Ч слов

Рис. I

Можно принять такой механизм этого переноса:

1) ионы никеля от анодной поверхности перемещаются до " внешней границы ягодного пограничного слоя. Перемещение происходит за счет сил миграции и диффузии и лишь частично кон-' векци^, т.к. движение электролита в пограничном слое ламинарное;

2) ионы никеля,подхваченные далее турбулентными флукту-ацияки, переносятся с внешней граница анодного пограничного слоя к внешней границе катодного пограничного слоя. За счет высокой напряженности электрического поля в электрохимической ячейке осуществляется мгновенный перенос иона никеля с внеш- -ней границы катодного пограничного слоя в его внутренний слой;

3) под действием диффузии, миграции и частично конвекции (аналогично п.1) исныникеля достигают катодной поверхности, где эдектровоостанавлшзаятся до металлического никеля. При это:,; додано выполняться условие; Су.-** 6 ДдТ

„ л

6 д

'ди<р.

Таким образом будет достигнуто значительное повышение ' концентрации конов никеля на внесшей границе диффузионного злоя. Расчет показывает, что содержание ионов никеля в пограничном слое увеличится на 9,2 г/л, что более чем в 5 раз выше объемной концентрации ионов никеля.

Справедливость описанного механизма подтверждена гальвано статическими поляризационными зависимостям, на которых замена графитового анода ка никельсодержзций приводит к узе-' личению предельной катодной плотности тока в 4 раза (рис.2.).

Процесс катодного ввделе-ния никеля в электрохимической ячейке для ЭХ'ЗТ вызывает некоторые нежелательные явления. Изменение сечения межэлектродного зазора, и как следствие, нарушение оптимальных рсгишз по скорости течения электролита, плотности тока, газо- и аламонаполнения и в предельном случае-закорачивание МЭЗ.

3 данной работе предпринята попытка использовать явление катодного звделения никеля при SХ51 как положительный фактор дня извлечешь его из раствора. Исследования зависимостей выхода по току никеля от плотности тока при различных скоростях прокачка электролита, показали, что кривые иыгат экстремум (рис.З). Его наличяе объясняется 'тем, что при достижении определенной налря&ашости электрического поля локальная концентрация ионов никеля на влезшей' границе кэтодкого диффузионного слоя возрастает до величины, которая обеспечивается анодным растзерениек стали I2XIGKI0? • -при данной плотности тока. Дальнейшее увеличение напряженности ол с кт риче с ко го поля приводит к перераспределению тока ъ пользу побочных процессов. При.увеличении скорости прокачки

Гальваностатическая поляризационная зависимость катодного восстановления

I-анод графит; 2-акод сталь I2XISHI0T

Рис.2

е

Зависимость Вт от плотности тока при разных скоростях протоке, электролита ( анод-сталь 12Х18Н10Т)

1-скорость протока-бм/с;

2- - // - -9и/е; 3_ - // - -Пи/с

го

(г

/

тГ/Ь«/'

Рис. 3

эяс-ктролнтз акстрецук сдькгас-гся в область более высоких значений гкотиостеЯ тока за счз? укенкзения тол^нни логпеш'.'шого слоя. Рост скорости течения электролита вцае IX к/с вызывает сшсхе«ие ето обънснлется увеличением турбулизацик потока и, :;аг: следствие, отрьггу чао",: катодного осадка ^¿талла.

Если полученные дбнии? пересчитать на скорость осе>;дс— к;;я никеля (у • и ярэдетавпть в виде знипсикэстн о? скорости протока электролита {рис.4.)5 1а лалучешше кривые обн&ругм-1йкт каксиуук при скорости проток ьде-Етроявтй 9 ¡.'Ус. Прачек значение юкаиуиа не меняется при изменении плотности токь. Получекнцг зависимости . позволяет определить оптимальные значен;:« электроэкстракции .члкйля; скорость протока олек-м/с, плотность сока-10 ¿/сл£. При этой степень кз-•двлекаеюстк никеля в ЮЗ со- • '.ставляет 60-30/5 от его поступления в растЕор.

Зависимость скорости осаждения никеля от скорости течения электролита (анод -сталь ,12Х18:110Т

0,4 о,г

* '8 V», "/а ^ Рис.2

Остадьные 40-6 Ор металла переходят в раствор и" накатан-" вазэтся в'нем, причем если накопление идет по перзо;.!у г:еханиз-ну," то концентрация никеля хоге? достигать значения Ю г/л IV вше. Для снижения содержания конов никеля в растворе ксоздь-. зовался электролизер с насыпным электродами 3 качестве электродного материала для насыпного катода примешался бой стеклоуглерода.- Это? материал обладает сзеяукцжа преимуществами перед традицяонньаа: гиетческая к элзктрохямическая стойкость, инертность к загрязнениям» хоропая электропроводность, низкая адгезия металлических осадков к его г.огер:яюе- ' ти. Основным недостатком данного материала является слогсноеть использования его в качестве анодного материала из-за низкого перенапряжения наделения хлора на не:.'.. Вэдедекие глора является незелательным для электролитов ЗШГ, т.к. снижает концентрацию основных ¡'. активируицих анионов. Крене того, образующийся активный хлор разрузазт анодная материал. Исследования показали, что процесс электроэкстракции ннхелл необходимо проводить при анодной плотности тока шгнеа 0,1 А/д:.ч

Обьевдо-пористые электроды представляют собой сястс-а, разные области которых работай? неодинаково. По мере движения в глубин^' электрода величина тока падает. Исследования необ-" ходилой толщины насыпного' катода показали, что за ептлг-альнуэ монно принять толщину катода равную 3 си, т.к. более удаленные области электродного материала в .процессе глектровесста-яовлекня практически не участвуя?. Кроме того, в процессе •••• элехтроэкстракцяи происходит постоянное снизенке концентрации извлекаемого металла, что сияжае? его выход по току и, соответственно, увеличивает энергетические затраты на единицу кассы. В связи еэгим било выведено згяяричзское уравнение зависимости концентрации никеля от количества пропущенного алектричестьа , которое позволяет регулировать

плотность тока в зависимости от содярхгщия ионов никеля в растворе.

ЧЕТВЕРТАЯ ШВА яссзящена разработке технологии эяектро-экстракции никеля из отработанных и рабочих растворов для,

ЪЖ.

Ma осковагащ проведенных экспериментов предложено извлекать никель из электролота одновременно и в той же ячейке, в которой протекает процесс ЙХ2Т. Анодная плотность тока в этой ячейке составляет 50-100 А/сь£, а скорость электролита 5-10 м/с, тогда как оптимальные условия электроэкстракцкк никеля ро плотности тока отличается в 5-10 раз, а по скорости протока электролита совпадают. Однако анодная плотность тока рассчитывается лишь на участки металла, незедуценные трафаретов, поэтому при степени открытия трафарета 10-20% регимы по плотности тока токе сошедаят. Для реализации такой технологии была сконструирована специальная установка, отличающаяся от известных ранее конструкцией катодного блока. Катодный блок состоит из катода, представлявшего собой ленту I2XI8HI0T толщей 150 мкм, сваренную в кольцо. Эта лента дискретно на дяику рабочей части трафарета протягивалась через меЕзлектрод кый промежуток одновременно с движением анодной заготовки и па мере своего продьихения 4 раза изгибалась под углом 90° по рзднусу 10 на. Токоподвод к протяжка катода осуществлялась с юг-оцью системы натяжных, токоподводящкх и надравлящих роликов. При нарасташш осадка никеля до толщины 10-15 ыкм он начинал отслаиваться на изгибах м удалялся специальный нохам.

Оптимальные технологические резкими при использований такой установки следущае: напряжение на электродах 24 В, меж-глектродкиЗ зазор -0,8-1 мы, скорость протока »лектролита -8-10 и/с, температура аяектродита 20-40°.

Как показали исследования, электрохимическая ячейка, описанная в главе второй для злектроэкстракции никеля на объемных катодах, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к прс ¡лызленным установкам, а ее производительность для каадого ко» кратного случая использования определяется видимой длсцедьв насыпного катода. Поэтому для поддержания концентрации ионов никеля на необходимом уровне в заданном технологическом процессе площадь катода рассчитывается экспериментальным путем.

Оптимизация режимов электролиза проводилась методом кру-

того 'восхождения. Для получения линейного уравнения регрессия использовалась полуреплика о? полного- факторного эксперимента - 2Э." Значения параметра оптимизации рассчитывались как' средние арифметические' значения выхода по току, определенные ш -четырем опытам. В результате экспериментов было получено ли-' нейное адекватное уравнение регрессии; 4,35^ .

Рассчитан градиент функции отклика и направляющие косинусы; Оптимум был достигнут через три опыта. Его условию отвечает следувцие- режимы электролиза: плотность тока 0,5-2 Л/дм*", температура 33°С, скорость протока электролита 5 см/с. '

■ Разработанные технологические процессы позволяй? стабилизировать концентрацию ионоз никеля з растворе в пределах ;"* 2-3 г/л, исключить закорачивание межэлектродного зазора, предотвратить изменение реяимоа ЭХЗТ.

Технология внедрена на ПО "ЗЗзсный машиностроительный завод; г .Днепропетровск для производства товаров народного потребления. Предполагаемый экономический эффект за счет увеличения срока службы электролита и утилизации никеля в виде металла- • ческого поропка составит 6,2 тыс. рублей о год (з ценах 1991г.) ЭкологическиД эффект от внедрения данной технологии по различным методика!! оценки составит от 60 тыс. рублей до 95 ткс. рублей з год (э ценах 1591г.).

ОЩЙЗ взвода.'

I. Изучены процессы накопления никеля в ашонийсодержа-' электролитах при Э<ЗТ различных никельсодержащих сплавов.' Показано, что механизм накопления никеля в указанных электро-'лигах при растворении сплазоз 79Ы'., 12Х18КЮТ и чистого ¡гаке-ля имеет существенные различия.

• 2. Накопление никеля при обработка сплава 79НН возможно до достижения км концентрации з растворе 14 г/л. Срок служба электролита без применения каккх-ллбо мер, направлг;шьз: ка стабилизации технологических свойств электролита,, досгазо--:-ко бсльаой;

,v:V,. . -14 - _

• " _ ■ 3. Ор^-обркбсгке стлал 12Л8Щ0Т каблэдается стабилизация концентрации ионов никеля ери достигеши значения 2 г/л. ото происходит за счет сорбции ионов никеля г*уфоксвдом хро-ta„ рН ге;дра?ообразования которого ниге, чем рабочее рН электролита.

4. При растворенли чистого никеля концентрация конов никеля возрастает до 4 г/л после чего наступает ее стабилизация.

2то объясняется тем, что при достижении определенной концгн-Tpaiçû; процесс катодного восстановления металла становится преобладании. При otoîî гфактическ:: весь никель яцделлстся шi катоде б Езде гслъвисгчиского осадка.

5.- Из-за различий I- процессе накоплен;;« никеля пр;: обработке укеэош&эс материалов приняты две схемы излечения вако-ля: I) совместного ведения процессов ¿.йодного растворен;:;: и электроэкстракцки никеля б а л е ктр о ;че с ко й ячейке для 3XÜ-T С, под-ока заявка ва ьвторскай сриэрнгст); 2} кзвлочеш^

лл а специальной олектролкзера, встроенной з Tyyjixvjiv.vi-cirvn цепь '¿-DT. .

6. Предложен ьаркакт агхшъ&иъ перепоет, нзкоь никеля через кегэаектродкое пространство, который показывает, что ¡высокая скорость переноса ионов кпхедя с внешней граници аялг,- -кого пограничного слоя на внезкаа гр&ккщ- катодного пограикч-üoro слоя, обеспечивается к&личаеы крупных турбулентных вихрей s леЕзлеетродноы пространстве. За счет высокой налрязкло«« ахектраческого поля в 1>яектрохиипческо й ячейке осуществляется мгновенный переход иона никеля с внезней границы катодного пограничного слоя в его внутренней слой, обеспечивая тем са-¡ü3í значительное повышение концентрация никеля в прикатсд-иоц слое.

7. Проведенные поляризационные измерения подтверэдавт предлогенгшй еариант. Показано, что приыанеше никель содержащего анода вдосто нерастворимого приводит к увеличении предельной плотности тока ~ в 4 раза.

в. Изучено влияние скорости протока электролита на ш-ход по току и плотность тока при влектроэкотракции никеля в электрохимической ячейке для ЭХ2Г. Установлено, что при ско-

рости прокачки электролита разной 9 м/с скорость оса.~де;гля :никеля является максимальной. Полненные параметры в одетая процесса олектрсокстраиции никеля лена? з пределах изменения технологических параметров процесса ЭХЗТ, что делает ёозюкшъгм ■ ведение этих процессов п одно,", электрохимической ячейке.

9. Установлено, что совместное зеденле процессов ЗХ5Т извлечения никеля газ вол,тег сохранить 60-SCÍ5 яподно разоряемого никеля. Остальные 20-40,? металла переходят в растсор и иакашшваатся а не«. Стабилизация концентрации ясное раетго-. рявцегося металла возможна введением з технологические цепь ЭХ5Т дополнительной электроэкстракц^окной ячейки, раЗстйщзЙ в рецикле с основным процессом.

10. Методом поляризационных кривых показана возмозность использования в качестве материала для насыпного катода - сге» хлоуглгрода марки СУ-2СС0.

11. Изучено влияние тояциш объемного электрода та оффе;-:-тивность осаздения никеля. Показано, что максимально допустимая толщина такого катода равна 3 см. Превызение этой толщины снижает до нуля эффективность работы тыльной сторона катода,

12. Разработана технология извлечения никеля из электролитов для ЭШГ, обеспечивающая поддернание заданных свойств и состава электролита, что позволяет продлить срок его слузбн

в 4-5 раз. Технология и опотно-прлмнзленная установка внедрены на ПО "Южный маоинострои^ельный завод", г, Днепропетровск для производства товаров народного потребления. Предполагаемый экономический эффект за счет увеличения срока электролита и утилизации никеля в виде металлического порошка составит 6,2 тыс. рублей в год (в ценах 1991г.). Экологический эффект от внедрения данной технологии 'по разлиты*.; методчкам оценки составит от 60 тыс. рублей до 95 тыс. рублей з год <з ценах 1991г.),

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДЙССЕРТАЩИ ОПУБЯИКО-; ; - - ' • ВАНО В СЛВДШДйХ РАБОТАХ: ; ï.-НуЕозВ.И., Кудимов D.H., Лосева Э.И., Струкова Ы.Ы. Регенерация технологических свойств электролитов при ЭХО металлоЕ ц сплавов /Дез. докл. I Всес. науч.-техн. конф.Электрохими-ческа« обработка металлов.- Иваново, 1963.-С. 125.

2. Кувоэ Й.И., Лосев Е.К., Лосева З.И. Локальная очистка рас: воров, электролитов от конов тяжелых металлов // Тез. докл. обл. кекотрасл. науч.-техн. с е мшара. Но о сфер а и экология г ал г панического производства. Экология-90.- Куйбьшев, 19Э0.-С.16.

3. Лосев Е.К., Лосева Э.И. Куышов В.В. К вопросу о возможное ти создания безотходной технологии при электрохимической обработке магнитных иатериедоь //Гез. докл. межреспуб. науч.-техн. конф. Прогрессиыше технологии электрохимической обработки цвтадла и экология гальванического производства,- Волгоград, I9S0.-С.102-103.

4. Лосева Э.И., Курносова U.C. Локальное извлечение металлов из отработанного электролита гальванических производств //le: докл. зональной конф. Прогрессивная технология и вопросы экологии в гальванотехнике.- Пенза, I990.-C.67.

5. Кукоз й.И., Лосев Е.К., Лосева Э.И. Малоотходная технолог; получения изделий из ыагнито«ягких ленточных ьатериалов /Л'е: докл. иевдунар. симпозиума. Проблемы зкологки в химической о< разовйнкн.-àù, I990.-C.23.

о. Анодное поведение неряавекцей стали I2XI8HI0T при высоких плотностях тока /Кукоз Ф.Н., Лосев Е.К., Нувииов В.В., Лосева Э.И..-Новочеркасск, НГТУ, 1994.-12с.-Дел. в EHiCÏTiî,» 1472В 91.

7. О положительной роли гьзоввделетш при электрохшатескои фор«ооброзоБ«нкн /Кукоз &.И., Лоссе Е.К., Кувинов В.В., Лосо sa Э.И.-Новочеркасск, НГТУ, 1994.-9с.-Два. з ВИНИТИ, & 1473В 94.