Особенности разряда цинка в фоновом растворе сульфата натрия в условиях перемешивания
Аннотация
В технологии гидрометаллургического производства цинка используются различные поверхностно-активные вещества (ПВА) для сгущения пульп, стабилизации процесса электролиза, получения качественных катодных осадков. Многие исследования по изучению катодных и анодных процессов на широком диапазоне состава водных растворов с использованием различных твердых электродов проведены в отсутствии интенсивного перемешивания электролита и с высоким вкладом миграционной составляющей разряда металлов. Такой подход к исследованию влияния ПАВ часто не позволял увидеть с высокой степенью статистической надежности влияния разно заряженных
ПАВ на электродные процессы, что имеет большое значение в гидрометаллургическом производстве цинка. В данной работе была поставлена задача практического исключения вклада миграционной составляющей за счет следующих факторов: проведения электролиза в фоновом растворе сульфата натрия; организации перемешивания электролита; выполнения расчетов плотностей тока в начальный момент протекания электролиза; снятие поляризационных кривых при увеличенной с 20 до 100 мВ/с скорости развертки потенциала. Такой подход позволил
в большей степени статистической надежности отразить механизм влияния добавок катионных и анионных ПАВ на стадию разряда цинка на твердом электроде, что являлось целью статьи.
Электролиз проводили в области потенциалов от –1050 до –1250 мВ относительно хлорид серебряного электрода (AgCl/Ag) в присутствии фонового раствора сульфата натрия (0.5 М растворе Na2SO4), содержащем 0.005, 0.0125 и 0.025 М ZnSO4 с введением поверхностно-активных высокомолекулярных веществ: катионных и анионных коагулянтов (флокулянтов) и пенообразователей (лигносульфоната – ЛСТП).
При проведении электролиза в фоновом растворе сульфата натрия при перемешивании установлено, что процесс разряда ионов цинка на твердом электроде реализуется в смешанно-кинетическом режиме. Показано, что положительно заряженные добавки: лигносульфонат, катионный коагулянт (флокулянт) бесфлок К6645 отрицательно влияют на динамику разряда катионов цинка, а отрицательно заряженный бесфлок К4034 практически не влияет.
Предложенный в работе подход позволяет оценивать влияние добавок катионных и анионных ПАВ на стадию разряда цинка на твердом электроде, что являлось практической и научной ценностью данной работы
Скачивания
Литература
Kolesnikov A. V., Kozlov P. A. Electrolysis of zinc in sulfate solutions. Tsvetnye Metally. 2018;(8): 45–49. https://doi.org/10.17580/tsm.2018.08.05 (In Russ., abstract in Eng.)
Ivanov I., Stefanov Y. Electroextraction of zinc from sulphate electrolytes containing antimony ions and hydroxyethylated-butyne-2-diol-1,4: Part 3. The influence of manganese ions and a divided cell. Hydrometallurgy. 2002;64(3): 181–186. https://doi.org/10.1016/s0304-386x(02)00039-7
Stefanov Y., Ivanov I. The influence of nickel ions and triethylbenzylammonium chloride on the electrowinning of zinc from sulphate electrolytes containing manganese ions. Hydrometallurgy. 2002;64(3): 193–203. https://doi.org/10.1016/s0304-386x(02)00037-3
Kolesnikov A. V. Investigations of the influence of di-2-ethyl-hexyl phosphoric acid on the parameters of electrolysis of zinc from acidic solutions. Butlerov Communications. 2018;55(8): 127–133. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35659982 (In Russ., abstract in Eng.)
Kolesnikov A. V., Kozlov P. A., Fominykh I. M. Investigations of the influence of white spirit on the parameters of electrolysis of zinc from acidic solutions. Butlerov Communications. 2018;55(8): 120–126. Available at: https://w w w.elibrar y.ru/item.asp?id=35659981 (In Russ., abstract in Eng.)
Karavasteva M. The effect of some surfactants on the dissolution of zinc in sulfuric acid solutions containing ions of metallic impurities. Canadian Metallurgical Quarterly. 2004;43(4): 461–468. https://doi.org/10.1179/cmq.2004.43.4.461
Kolesnikov A. V. The electroreduction are investigated zinc from the background solution of sodium sulfate in the presence of cationic and anionic flocculants. Butlerov Communications. 2017;49(2): 130–136. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29197189 (In Russ., abstract in Eng.)
Ivanov I. Increasing the current efficiency during zinc electroextraction in the presence of metal impurities by a d ding organic in hibitors. Hydrometallurgy. 2004;72(1-2): 73–78. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(03)00129-4
Tripathy B. C., Das S. C., Misra V. N. Effect of antimony(III) on the electrocrystallisation of zinc from sulphate solutions containing SLS. Hydrometallurgy. 2003;69(1-3): 81–88. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(02)00204-9
Kolesnikov A. V. Сopper recovery of zinc metal in aqueous solutions in the presence of high surfactant. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2016;18(1): 46–55. Available at: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/ view/107/128 (In Russ., abstract in Eng.)
Krstajic N. V., Grgur B. N., Mladenovic N. S., Vojnovic M. V., Jaksic M. M. Determination of the kinetic parameters of hydrogen evolution. Electrochimica Acta. 1997;42(2): 323–330.
https://doi.org/10.1016/0013-4686(96)00188-0
Tseluykin V. N., Koreshkova A. A., Invalid O. G., Tseluykina G. V., Solovieva N. D. Electrodeposition and properties of zinc composite coatings modified by carbon nanotubes. .Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2013;15(4): 466–469. Available at: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/936/1018 (In Russ.)
Sapronova L. V., Sotskaya N. V., Dolgikh O. V. Kinetics of electrodeposition of nickel from complex electrolytes containing amino acids. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2013;15(4): 446–452. Available at: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/933/1015 (In Russ.)
Kolesnikov A. V., Kazanbaev L. A., Kozlov P. A. Influence of organic substances on cementation and zinc electrolysis processes. Tsvetnye Metally. 2006;(8): 24–28. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9245180 (In Russ., abstract in Eng.)
Kichigin V. I., Shein A. B. Effect of anodization on the kinetics of the hydrogen evolution on cobalt silicides in sulfuric acid solution. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2017;19(3): 359–367. https://doi.org/10.17308/kcmf.2019.21/2365 (In Russ., Abstract in Eng.)
Skibina L. M., Duran Delgado O. A., Sokolenko A. I. Kinetics of electrodeposition and surface morphology of cadmium and organo-cadmium coatings containing e-caprolactan. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2017;19(3): 430–440. Available at: https://doi.org/10.17308/kcmf.2017. 19/220 (In Russ., abstract in Eng.)
Kondrashin V. Yu., Shafrova M. F. Copper dissolution in persulfate environment at cathodic potentials. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2017;19(4): 517–522. https://doi.org/10.17308/kcmf.2017.19/230 (In Russ., abstract in Eng.)
Galyus Z. Theoretical foundations of electrochemical analysis. Moscow: Mir Publ.; 1974. 552 p. (In Russ.)
Alfantazi A. M. An investigation on the effects of orthophenylene diamine and sodium lignin sulfonate on zinc electrowinning from industrial electrolyte. Hydrometallurgy. 2003;69(1-3): 99–107.
https://doi.org/10.1016/s0304-386x(03)00030-6
Kolesnikov A. V., Fominykh I. M. Parameters of electrolysis of zinc sulfate solutions. Butlerov Communications. 2017;51(8): 89–97. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30506038 (In Russ., abstract in Eng.)
Solmaz R., Kardas G., Yazici B., Erbil M. Adsorption and anticorrosive properties of 2-amino-5-mercapto-1,3,4-thiadiazole on mild steel in hydrochloric acid media Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2008;(312): 7–17. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2007.06.035
Kolesnikov A. V. Cathodic and anodic processes in zinc sulfate solutions in the presence of surfactants. ChemChemTech. 2016;59(1): 53–57. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25501669 (In Russ)
Minin I. V., Solovyova N. D. Kinetics of zinc electroreduction from the sulfate electrolyte in the presence of surfactant additives. Vestnik Saratovskogo tekhnicheskogo universiteta. 2013;69(1): 58–60.Available at: https://www.elibrar y.ru/item.asp?id=19415711 (In Russ., abstract in Eng.)
Rotinyan A. L., Tikhonov K. I., Shoshina I. A. Theoretical electrochemistry. Leningrad: Khimiya Publ.; 1981. 424 p. (In Russ.)
Atkins P. Physical chemistry. New York: W. H. Freeman; 2002.
Skorcheleti V. V. Theoretical electrochemistry. Ed. 4th, rev. and add. Leningrad: Khimiya Publ; 1974. 567 p. (In Russ.)
Copyright (c) 2021 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
