Изыскание новых блескообразующих добавок и разработка экологически безопасной технологии электроосаждения цинка
Электролитическое выделение цинка из растворов электролитов широко применяется в металлургии и для нанесения гальванических покрытий. Электроэкстракция цинка на металлургических предприятиях обычно осуществляется из сернокислых растворов, в которые для получения компактного осадка цинка на катоде добавляют коллоидные добавки, называемые выравнивающими. Применение их позволяет уменьшить… Читать ещё >
Содержание
- 1. AI1АЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ 11РИМЕ11ЕНИЯ 8 БЛЕСКООБРАЗУЮЩИХ ДОБАВОК И ИХ РОЛЬ В СОЗДАНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЦИНКА
- 1. Л. Теория процесса электроосаждения цинка с добавками органических со- 8 единений
- 1. Л. 1. Электродные процессы, протекающие при осаждении цинка из цинкатных растворов, и механизм кристаллообразования 1Л .2. Роль добавок в электроосаждении цинка, вероятные механизмы их дей- 12 ствия
- 1. 3. Классы веществ, используемые в качестве блескообразуюгцих добавок
- 1. 2. Практика применения блескообразователей в гальванотехнике
- 1. 3. Сравнительный анализ электролитов цинкования
- 1. 4. Основные требования, предъявляемые к блескообразующим добавкам
- 1. 5. О возможности синтеза новых органических веществ, пригодных в каче- 53 с гве блескообразователей в цинкатных электролитах
- Выводы по литературному обзору и формирование задач исследования
- 2. ИЗЫСКАНИЕ НОВЫХ БЛЕСКООБРАЗУЮЩИХ ДОБАВОК ДЛЯ 55 ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ЩЕЛОЧНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА
- 2. 1. Объекты и методы исследования 55 2.1.1. Исходные вещества, получение их и приготовление электролита 55 2.1.2 Методика снятия потенциодинамических кривых
- 2. 1. 3. Определение рассеивающей способности
- 2. 1. 4. Методика пробного коагулирования
- 2. 2. Результаты исследования новых блескообразующих добавок для процесса электроосаждения цинка из щелочного электролита
- 2. 2. 1. Электрохимические исследования осаждения цинка с известными и но- 88 выми блескообразователями
2.2.2. Определение характера поляризации при электроосаждении цинка из цинкатного электролита 2.2.3 Результаты исследований по влиянию добавок на рассеивающую спо- 101 собность электролита и выход по току цинка из цинкатных электролитов
Выводы
3. РАЗРАБОТКА ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ ТЕХНОЛО! ИИ
ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЦИНКА С ПРИМЕНЕНИЕМ НОВЫХ БЛ ЕСКООБР АЗОВ АТЕЛЕЙ
3.1. Разработка технологической схемы экологически безопасной технологии 125 цинкования
3.2. Анализ и корректировка электролита с органической добавкой
3.3. Результаты промышленных испытаний экологически безопасной техно- 145 погии электроосаждения цинка с новым блескообразователем
Выводы
- 2. 1. Объекты и методы исследования 55 2.1.1. Исходные вещества, получение их и приготовление электролита 55 2.1.2 Методика снятия потенциодинамических кривых
Список литературы
- Баймаков Ю.В., Журин А. И. Электролиз в гидрометаллургии.- М.: Металлургия, 1977, — 336 с.
- Лоскутов Ф.М. Металлургия свинца и цинка.- М.: Металлургиздат, 1956, — 478 е., ил.
- Стендер В.В. Прикладная электрохимия.- X., 1961.
- Сосновский Г. Н., Баранова Т. В. Состояние и возможные пути интенсификации процесса электроосаждения цинка. Сборник трудов ИПИ, 1974.- Ч. 2. С. 2431.
- Прикладная электрохимия. Учеб. для вузов /Под ред. докт. техн. наук проф. А. П. Томилова, — 3-е изд., перераб.- М.: Химия, 1984. 520 е., ил.
- ГОСТ 9.309−86 «Покрытия гальванические». М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1986.-9 с.
- Вишомирскис P.M. Кинетика электроосаждения металлов из комплексных электролитов.- М.: Наука, 1969. 244 с.
- Кравцов В.И. Электродные процессы в растворах комплексных металлов.-Л.: ЛГУ, 1969. 192 с.
- Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высшая школа, 1984, — 519с.
- Matsuda Н., Ayabe. Polarographische untersuchungen eber die kinetik der Entladung von Zink-Tartrat-komplexen.- Z. Elektrochem., 1962, 66, 469−477.
- Стромберг А.Г., Попова Л. Н. Полярографическое исследование кинетики электродных процессов.- Электрохимия.- 1968.- 4.- С. 39−45.
- Элькинд К.М., Наумов В. И., Михаленко М. Г., Флеров В. Н. О механизме катодного выделения цинка из калийцинкатных электролитов. Изв. ВУЗов, химия и химич. технол., 1977, 20(6), 870−873.
- Флеров В.Н., Бакаев В. В., Меркулов А. В., Михаленко М. Г., Элькинд К. М. Исследования электродных превращений в цинкатных электролитах. В сб. тезисов докл. VIII Всесоюзн. научно-техн. конф. по электрохим. технол., 1977, 37.
- Кабанов Б.Н. Электрохимия металлов и адсорбция. М.: Наука, 1966. 222 с.
- Howard Р, Huff. J. Доклад на 6 Международном симпозиуме по источникам энергии. Брейтон, сентябрь 1968.
- Farr J.P., Hampson N.A. Reactions of solid metal electrodes. Part I.- Trans. Farad. Soc. 1966, 62, 3453−3501.
- Иванов Э.А., Попова Т. И., Кабанов Б. Н. Потенциостатическая пассивация и галг ваностатическая активация цинка в пересыщенных цинкатных растворах едкого калия. Электрохимия.- 1970.- 6.- С. 100−103.
- Gerisher H. Kinetik der Entladang einfacher und kompleuer zinkionen.- Z. phys. Chem., 1953,208,3−4,301−317.
- Якобсон С.С., Матулис Ю. Ю. О некоторых особенностях электроосаждения блестящего цинка из цинкатно-моноэтаноламиновых электролитов. Тр. АН Лиг. ССР, сер. Б, 1969, 1(56), 37−45.
- Bockris J., Nagy Z., Damjanovic. On the deposition and dissolution of zinc in alkaline solutions.- J. Electrochem. Soc., 1972, 119, 285−295.
- Ревина E.M., Ротинян А. Л., Шошина И. А. Поведение активного цинкового электрода в щелочных и цинкатных растворах, — ЖФХ, 1973, 46, 12, 2654−2659.
- Дамаскин Б.Б., Петрий О. А. Введение в электрохимическую кинетику: Учеб. пособие для студентов хим. спец. ун-тов. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1983, — 400 е., ил.
- Лайнер В.И. Защитные покрытия металлов,— М.: Металлургия, 1974.- 559 с.
- Ваграмян А.Т., Уваров Л. А. ДАН СССР, 146, 635 (1962).
- Баранов А.Н. Металлосберегающие аспекты применения новых и модифицированных реагентов в процессах флотации, травления и электроосаждения. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук.-Иркутск, 1997, — 306 с.
- Фрумкин А.Н. Усп. хим., 24, 933 (1955) — Труды 14 Совещания международного комитета по электрохимической термодинамике и кинетике, — М.: Мир, 1965,-С. 302.
- Литовка Г. П., Лошкарёв Ю. М., Трофименко В. В. и др.- Электрохимия, 1979, — 15.-С. 1229.
- Блинов В.М., Буров Л. М., Трофименко В. В., Енеденков Л. Ю., Лошкарёв Ю. М. Особенности осадков цинка, полученных из щелочного электролита с добавкой полимера тетраалкиламмониевой соли.- Электрохимия, — 1989, — 25, — С. 930−933.
- Астахов И.И., Кабанов Б.Н.- Электрохимия, — 1969.- 5, — С. 749.
- Зак А.И., Кабанов Б.Н.- Электрохимия.- 1965.- 1.- С. 67.
- ЗГ. Кабанов Б. Н., Астахов И. И., Киселёва И.Г.// Двойной слой и адсорбция на твёрдых электродах II: Тез. докл. Всесоюзн. симпоз. Тарту: Изд. Гарт. гос. ун-та, 1970,-С. 168.
- Лошкарёв М.А., Бойченко Л. М., Нестеренко А. Ф. О совместном действии добавок при катодном выделении металлов. Укр. хим. ж., 1970, 36, 6, 616−621.
- Изгарышев Н.А., Горбачёв С. В. Курс теоретической электрохимии. М.-Л.: Госхимиздат, 1951.- 504 с.
- Кудрявцев Н.Т. Условия и причины выделения металлов на катоде в губчатой форме. В сб. «Тр. 4-го Всесоюзного совещ. по электрохимии». М., 1953.- С. 258−275.
- Кудрявцев Н.Т., Бек Р.Ю., Кушевич М. Ф. Причины образования цинковой губки на катоде в цинкатных электролитах при низких плотностях тока. Тр. МХТИ им. Менделеева, 1956, 22, 137−142.
- Блестящие электролитические покрытия. /Под ред. Ю. Ю. Матулиса. Вильнюс: «Минтис», 1969.- 613 е., ил.
- Кайкарис В.А., Пиворюнайте И. Ю. К вопросу о механизме образования блестящих серебряных покрытий в цианистых электролитах серебрения. В сб. «Теория и практика блестящих гальванопокрытий», Вильнюс, 1963, с. 307−320.
- Кайкарис В.А. Изучение процессов электроосаждения серебра. Автореферат докт. дисс., Вильнюс, 1968.
- Кайкарис В.А. Двухфакторная теория блескообразования.- Электрохимия.-1967.- 3,-С. 72−73.а 4. Кудрявцева И. Д. Скалозубов М.Ф. Юринская JI.B. К вопросу о применимости лвухфакторной теории блескообразования, — Электрохимия, — 1971.- 10, — С. 14 291 434.
- Стародубцев Д.С. Органическая химия: Учебник для металлург, спец. вузов.-М.: Высшая школа, 1991.- 368 е., ил.
- Вячеславов П.М., Никитина О. А., Потапова В. И. Изв. высш. учеб. заведений. Химия и хим. технол., 1977, 20, № 5, 708−711.
- Потапова В.И., Вячеславов П. М., Никитина О. А., ЖПХ, 1977, 50, 12, 26 942 697.4.8. Селиванов В. Н., Кукоз Ф. И., Кудрявцева И. Д., Химические и электрохимические методы защиты металлов. Саратов, 1977, 33−34.
- Кудрявцев Н.Т., Чванкин И. В., Трифонов В. И., Защита металлов, — 1977, — 13.-№ 6, — С.731−734.
- Заявка Франции № 2 402 717, 1979.51. Пат. США № 4 071 419, 1978.
- Якобсон С.С., Шармайтис P.P., Купетис Т. К. Матулис Ю.Ю. Щелочной электролит цинкования. Авт. свид. СССР, кл. С23 в 5/10, № 320 557, 07.01.70.
- Гембицкий П.А., Жук Д.С., Каргин В. А. Химия этиленимина. М.: Химия, 1966, — 256 с.5а. Кудрявцев Н. Т., Бушин В. Г., Ваграмян Т. А., Попова Л. И. Груды Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева, 1977, № 95, 71−74.
- Бушин В.Г., Ваграмян Т. А., Кудрявцев Н. Т. Интенсификация технологических процессов при осаждении металлов и сплавов. М., 1977,-С. 11−15.
- Кудрявцев Н.Т., Арапов Д. Г., Бушин В. Г., Ваграмян Т. А. Защита металлов, 14, № 3. 1978,282−285.
- Гринцявичене JI.С. Якобсон С. С., Матулис Ю. Ю. Труды АН ЛитССР. Вильнюс, 1973, — № 1, — 74, — С. 47−55.
- Якобсон С.С., Матулис Ю. Ю. О влиянии некоторых органических добавок на электроосаждение цинка из цинкатно-моноэтаноламиновых электролитов. Тр. АН Лит. ССР. сер. Б, 1968, 3(54). 51−64.
- Якобсон С.С., Матулис ЮЮ. Электроосаждение цинка из смесей моноэта-ноламинового и цинкатного электролитов. Тр. АН Лит. ССР, сер. Б. 1968, 3(54), 41−49.
- Блестящее цинкование из цинкатного электролита. «Metal Finish Soc. Japan», 1969, 20, N7,315−328.
- Modern Electroplating. Ed. by F.A. Zowenheim.- N.-Y., Ill Ed., 1974, 801 p.
- Матулис Ю.Ю., Якобсон C.C. Щелочной электролит цинкования. Авт. свид. СССР, кл. С23 в 5/10, № 307 115, 30.03.70.
- Дереш Л.Х., Миглинайте Р. И., 8-ая Всесоюзная научно-техническая конференция по электрохимической технологии. Тезисы докладов. Казань. 1977. с. 53.
- Кудрявцев Н.Т., Арапов Д. Г., Виноградов В. П. Влияние органических добавок на катодный процесс в цинкатном электролите. ЖПХ, 1977, 50, 2, 342−346.
- Патент ФРГ № 3 257 845, МКИ С 23 в 5/10. Verlahrer zur Herstellung eines Glanzzusatxes fur alkalische cyanidfreie Zinkdlfler //Senge G, Sieburg R.
- Якобсон С.С., Шармайтис P.P., Матулис Ю. Ю. Электролит блестящего цинкования. Авт. свид. СССР, кл. С23 В 5/10. № 306 189, 20.10.69.
- Гальванические покрытия в машиностроениии. Справочник. В 2-х томах / Под редакцией М. А. Шлугера. М.: Машиностроение, 1985, — Т.1.- 240 с.
- Ямпольский A.M., Ильин В. А. Краткий справочник гальванотехника.- Л.: Машиностроение, 1981.- 269 с.
- Митрофанов Э.Ф. Исследование электродных процессов на транспассивных цинковых и инертных анодах в щелочно-цианистых электролитах цинкования. Автореферат канд. дисс., Горький, 1972.
- Лошкарёв Ю.М., Коваленко B.C. Сравнительный анализ современных электролитов цинкования и критерии их выбора для целей гальванотехники. Гальванотехника и обработка поверхности.- 1993.- 2, № 2.- С.37−45.
- Якобсон С.С., Юодказис К. И., Матулис Ю. Ю. Блескообразователи в цинкатных электролитах цинкования. Тр. АН Лит. ССР, сер. Б, 1971, 4(67). 37−54.
- Букавяцкая Б.К., Гринцявичене Л. С., Матулис Ю. Ю. Влияние некоторых органических добавок на ёмкость двойного электрического слоя цинкового электрода в цинкатном электролите. Тр. АН Лит. ССР, сер. Б. 1972, 6(73), 19−24.
- Гринцявичене Л.С., Якобсон С. С., Матулис Ю. Ю. Блескообразователи в цинкатных электролитах цинкования. Тр. АН Лит. ССР. сер. Б, 1973, 1(74), 47−54.
- Мазолене И.И., Бубялис Ю. Ю., Вальсюнас А. И., Якобсон С. С. Влияние некоторых органических добавок и аддентов на степень наводораживания цинковых покрытий, получаемых из щелочных электролитов. Тр. АН Лит. ССР. сер. Б, 1973, 4(77), 31−35.
- Karpium J. Die galvanische Verzinkung. Galvanotechnik, 1971, 62, 3, 210−220.
- Хигути С., Миякэ Й. Осака когё гидэюнэ сикэнсё кихо, 1972, 23, 2, 94−104.
- Дереш Л.Х., Миглинайге Р. Ю., Резайте В. П. Щелочное цинкование //Покрытия и ингибиторы эффективные средства защиты металлов от коррозии.-Рига: Знание, 1985, — С. 9−17.
- Дамаскин Б.Б., Петрий О. А., Батраков В. А. Адсорбция органических соединений на электродах,— М.: Наука, 1968, — 333 с.
- Патент Японии № 47−16 042, 08.08.68. МКИ С 23 в 5/10. Электролит для блестящего цинкования /Симдзау Иосинугу.
- Стафутина М.А., Ширкина А. Г., Кучуков В. Г. Электроосаждение цинка изэлектролитов на основе аминопроизводных //Коррозия и защита металлов:
- Тез.докл к конференции, — Усолье-Сибирское, 1985, — С. 16−18.
- Технические условия ТУ 6−09−4799−83. Добавка блескообразующая двукратная НБЦ. — Ин-т химии и химической технологии, АН Лит. ССР.
- Гальванические процессы: Каталог /Составители: Э. В. Левицкас, З.В. Пету-хаускене, — Черкассы: Изд-во НИИТЭХИМ, 1988, — 48 с.
- Алабышев А.Ф., Вячеславов П. М., Гальнбек А. А., Животинский П. Б., Роти-нян А.Л., Федотьев II.II. Прикладная электрохимия. Л.: Химия, 1967. 600 с.
- Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии /Пер. с 3-го нем. изд. Л. В. Коваленко и А.А. Заликина- Под ред. Н. Н. Суворова. М.: Химия, 1968.-944 е.-С. 413−427.
- М. Finkelstein, R.C. Petersen, S.D. Ross, J. Am. Chem. Soc., 81, 2361 (1959).
- E. Grovenstein jr., E.P. Blanchardjr. et al., J. Am. Chem. Soc., 81, 4842 (1959).
- Баранов A.M., Миронов А. В. Новые органические добавки для электроосаждения цинка // Гальванотехника и обработка поверхности, — 1994, — 3.- № 5−6, с. 2930.
- Солодкова JI.H., Кудрявцев В. П. Способ определения гальванических добавок и эффективности их действия при электроосаждении цинка из цинкатных электролитов // Гальванотехника и обработка поверхности.- М., 1993.- 2, — № 2, — С. 46−51.
- Фрейман Л.И., Макаров В. А., Брыксин И. Е. Потенциостатические методы в коррозионных исследованиях и электрохимической защите / Под ред. акад. Я. М. Колотыркина. Л.: Химия, 1972, — 240 е., рис. 101, табл. 5.
- Блескообразователь Ликонда ZnSR, ТУ 6−09−4286−84.
- Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.- М.: Химия, 1984, — 448 е., ил.
- Горбачёв С.В. Труды IV Совещания по электрохимии. М.: АН СССР, 1959. -С. 61.
- Левин А.И. Теоретические основы электрохимии,— М.: Металлургия, 1972,544 с.
- Горбачёв С.В., Весенин P.M.- ЖФХ, 1954, 28, 135, 1795.
- Баранов А.Н., Михайлов Б. Н., Миронов А. В. Исследование влияния азотсодержащих органических соединений на показатели процесса электроосаждеиия цинка // Известия вузов. Цветная металлургия, — 1998, — № 6.- С. 53−55.
- Гибкие автоматизированные гальванические линии: Справочник / Под ред. В. Л. Зубченко, — М.: Машиностроение, 1989, — 672 е., ил.
- Исследование состава токсических отходов г. Иркутска: Отчёт о НИР. Лимнологический институт, А. Н. Сутурин.- Иркутск, 1989.
- Баранов А.Н. Технико-экономический расчёт извлечения металлов из отходов гальваники: Отчёт о НИР НИИ. Иркутск, 1992.- 49 с.
- АО «Иркутский релейный завод1. АКТпроведения промышленных испытаний блескообразователя БЦ-1 в гальваническом цехе АО «Иркутский релейный завод». г
- НАЗВАНИЕ ОБЪЕКТА, НА КОТОРОМ ПРОВЕДЕНО МЕРОПРИЯТИЕ:
- Гальванический цех Иркутского релейного завода.
- КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ И ПРЕИМУЩЕСТВО МЕРОПРИЯТИЯ:
- ОСНОВНЫЕ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:
- От АО «ИРЗ» От ИрГТУ аспирант каф. МЦМ1. Начальник цеха № 3
- Миронов А. В доцент каф^ХЭП, АГТА Михайлов Б.Н.
- АО «Иркутский релейный завод'1. Утверждаю1 •вный инженерС1. С. М. Жигунов.1. Ж, 2002 г.
- Расчет -«» экономического эффекта от применения блескообразующей добавки БЦ-1 в условиях АО «Иркутский релейный завод «и .
- На заводе использовался щелочной электролит состава: ZnO 10 г/л- NaOH — 100 г/л- блескообразователь ЦКН-01 — 10 г/л.
- Рекомендуется замена этого электролита на электролит следующего состава: ZnO -10 г/л- NaOH 100 г/л- блескообразователь БЦ-1 — 10 г/л.
- П = 0,9 207 * 3,2 = 0,2946 руб./м2 Предотвращённый экологический ущерб составит 0,2946 р./м2. При годовой производительности цинковых покрытий в гальваническом цехе Иркутского релейного завода 25 тыс. м2/год предотвращённый ущерб составит:
- Стоимость добавки ЦКН-01 76,8 руб./кг. Расход добавки 10 г (0,01 кг) на 1 м² покрытия. При годовой программе 25 000 м² затраты на приобретение добавки составят:76,8 * 0,01 * 25 000 = 19 200 руб.'в год.
- Стоимость добавки БЦ-1 20 руб./кг. Расход добавки 10 г (0,01 кг) на 1 м² покрытия. Стоимость приобретения добавки для годовой программы в 25 000 м² равна: ту = 0,4 * 1 * 8 = 3,2 г/м20,2946 * 25 000 = 7365,6 руб. в год.20 ' 0,01 * 25 000 = 5000 руб. в год.