OOO «УГМК – Ходинг», Верхняя Пышма, Россия:
П. А. Козлов, зам. директора по науке, Научно-исследовательский и проектный институт, Технический университет УГМК, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: p.kozlov@tu-ugmk.com
Челябинский государственный университет, Челябинск, Россия:
А. В. Колесников, зав. кафедрой аналитической и физической химии, докт. техн. наук, эл. почта: avkzinc@csu.ru
ПАО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия:
В. Ю. Несмелов, начальник инженерного центра, канд. техн. наук, эл. почта: vun@zinc.ru
Изучено влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на разряд цинка в сульфатных растворах на твердом электроде и получены новые экспериментальные данные, позволяющие глубже разобраться в процессах, протекающих при промышленном электролизе. В качестве ПАВ использовали анионные и катионные коагулянты (флокулянты), а также анионактивный пенообразователь. Электролиз проводили в области потенциалов от –1050 до –1250 мВ (по Ag/Аg Cl) в стационарных и динамических условиях в присутствии фонового раствора сульфата натрия при интенсивном перемешивании. Получены сравнительные данные о токе разряда цинка в электролите в присутствии пенообразователя и без него при скоростях развертки потенциала от 2 до 100 мВ/с. Отмечено, что при высоких скоростях развертки потенциала (более 10–20 мВ/с) и в начале электролиза процесс разряда цинка протекает в смешанном режиме. При этом положительное влияние пенообразователя на разряд цинка, как показали исследования, наиболее заметно. Для доказательства протекания процесса электровосстановления цинка в смешанном режиме был рассчитан порядок реакции по иону цинка при четырех потенциалах. Показано, что при добавках пенообразователя порядок реакции возрастает с 1,2 до 1,5, что связывают с увеличением эффективной площади поверхности катода. Данные, полученные в гальваностатическом режиме в условиях интенсивного перемешивания, свидетельствуют о том, что поляризация электрода при плотности тока 1,7 мА/см2 в присутствии катионного коагулянта снижается в 1,6 раза, а в присутствии анионного — почти в 3 раза. Приведенные в работе данные также свидетельствуют об изменении режима электролиза цинка. В условиях перемешивания происходит переход процесса восстановления ионов цинка из диффузионного режима в смешанный. Таким образом, полученные экспериментальные данные в условиях интенсивного перемешивания с фоновым раствором сульфата натрия в присутствии пенообразователя, анионных и катионных коагулянтов согласуются с теоретическими представлениями электрохимических процессов.
1. Григорьев В. Д., Фульман Н. И. Влияние полиакриламида на показатели электролиза цинка // Цветные металлы. 1976. № 5. С. 24–25.
2. Григорьев В. Д., Фульман Н. И. Влияние пиридина на выход цинка по току // Цветные металлы. 1974. № 9. С. 14–15.
3. Minotas J. C., Djellab H., Ghali E. Anodic behavior of copper electrodes containining aisenic or antimony as impuritities // J. Appl. Electrochem. 1989. Vol. 19. No. 5. P. 777–783.
4. 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.
5. Drweesh M. A. Effect of surfactants on the removal of copper from waste water by cementaion // Alexandria Engineering Journal. 2004. Vol. 43, No. 6. P. 917–925.
6. Колесников А. В. Исследования влияния ди-2-этил-гексил фосфорной кислоты на параметры электролиза цинка из кислых растворов // Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 55, № 8. С. 127–133.
7. Колесников А. В., Козлов П. А., Фоминых И. М. Исследования влияния добавки уайт спирита на параметры электролиза цинка из кислых растворов // Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 55, № 8. С. 120–126.
8. Колесников А. В. Исследование причин эффективного использования лигносульфоната в электролизе цинка // Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 40, № 12. С. 110–116.
9. 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, Вып.1. С. 53.
10. Галюс З. Теоретические основы электрохимического анализа. — М. : Мир, 1974. — 552 с.
11. Колесников А. В., Козлов П. А. Электролиз цинка в сульфатных растворах // Цветные металлы. 2018. № 8. С. 45–49.
12. Минин И. В., Соловьева Н. Д. Кинетика электро восстановления цинка из сульфатного электролита в присутствии добавок ПАВ // Вестник СГТУ. Химия и Химические технологии. 2013. № 1. С. 58–60.
13. Эткинс П. Физическая химия. Т. 2. — М. : Мир, 1980. — 584 с.
14. Скорчеллети В. В. Теоретическая электрохимия. — Л. : Химия, 1974. — 567 с.