Анотація до роботи:

Власенко Н. Є. Процес електровідновлення міді, цинку, нікелю та хрому на біполярному електроді. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.05 - електрохімія. - Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського Національної Академії Наук України, Київ, 2004.

Дисертацію присвячено дослідженню процесу електровідновлення міді, цинку, нікелю та хрому при електролізі з біполярним електродом.

Особливу увагу приділено вивченню цього процесу з малоконцентрованих розчинів, що імітують промивні води. В літературі такі дані відсутні, між тим актуальність цієї проблеми з екологічної та техно-економічної точок зору є безумовною. Встановлено закономірності впливу густини струму, швидкості руху біполярного електроду та концентрації електроліту на продуктивність процесу електровідновлення металів (міді, цинку, нікелю та хрому) з водних розчинів в біполярному електролізері оригінальної конструкції.

Розподіл потенціалу на біполярному електроді є більш рівномірним. Поєднання рівномірності розподілу потенціалу з високими граничними струмами, та отримання компактних металічних осадів - характерні ознаки дослідженого процесу.

1. Проведено дослідження процесу електровідновлення міді, цинку, нікелю та хрому з водних розчинів в електролізері з біполярним електродом. Встановлено закономірності впливу густини струму, швидкості руху біполярного електроду та концентрації електроліту на продуктивність процесу електроекстракції металів (міді, цинку, нікелю та хрому) з водних розчинів в біполярному електролізері оригінальної конструкції: зростання концентрації електроліту та швидкості руху біполярного електроду веде до підвищення швидкості масопереносу.

2. Встановлено, що розподіл потенціалу на біполярному електроді є більш рівномірним порівняно з монополярним за аналогічних умов. Поєднання рівномірності розподілу потенціалу з високими граничними струмами дозволяє отримувати щільні металічні осади міді, нікелю і цинку з розведених розчинів (0,0039-0,023 моль/л – для міді та цинку, 0,136-0,272 моль/л – для нікелю), що неможливо на монополярному електроді.

3. На прикладі електроосадження чорного хрому, показана доцільність використання біполярного електроду, що дозволяє інтенсифікувати процес нанесення у 8-10 разів, при покращенні екологічного середовища виробництва. Цей метод можна рекомендувати для нанесення інших покриттів (міді, нікелю, цинку) на стрічку, дріт, прокат.

4. Використання рухомого біполярного електроду дозволяє підвищити граничну густину струму в порівнянні з стаціонарним станом. Такі електролізери можуть бути використані для розробки принципово нових технологічних процесів, а саме: вилучення металів з промивних та стічних вод, нанесення функціональних покриттів.

5. Коефіцієнт вилучення металів – міді (ІІ), цинку(ІІ) та нікелю(ІІ) з розчинів, що моделюють промивні води гальванічного виробництва, становить 87, 71 та 74% відповідно. Він залежить від концентрації іонів металів в розчині, швидкості руху біполярного електроду і зростає з підвищенням цих параметрів. В електролізері з монополярним електродом при тих самих умовах осади не осаджуються або утворюються порошкоподібні осади.

6. Отримані осади нікелю, мікротвердість яких змінюється від 390 до 540 кг/мм², залежно від концентрації іонів нікелю (0,136-0,272 моль/л) в електроліті. Для зразків з меншою мікротвердістю характерний широкий розподіл за розмірами від 2 до 25 мкм, осадок не суцільний, а покриття має дефекти. Осади з мікротвердістю 520-540 кг/мм² – суцільні, дрібнокристалічні з вузьким розподілом за розміром - від 2 до 6 мкм.

7. Показано, що процес електровідновлення міді, цинку та нікелю з низькоконцентрованих розчинів є достатньо ефективним, не енергоємним. Розрахунок показав, що для вилучення 1 кг міді, цинку, нікелю енергозатрати складають 14; 16; 18,5 кВтгод, відповідно.Конструкція електролізера відрізняється компактністю, простотою та ефективністю роботи.