عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر جنس آند در الکترووینینگ روی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 963;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53940
- تاریخ دفاع
- ۰۶ مهر ۱۳۹۰
- دانشجو
- سمیه دشتی
- استاد راهنما
- مسعود امامی, فرشته رشچی
- چکیده
- یکی از پرکاربردترین روش‌های تولید روی مصرفی جهان، روش الکترووینینگ است. از مهم‌ترین اهداف در فرآیند الکترووینینگ روی افزایش راندمان جریان و کاهش توان مصرفی است. از تاثیرگذارترین عوامل، با توجه به اسیدی بودن الکترولیت در فرآیند الکترووینینگ روی، بکار بردن الکترود آندی مناسب در حین الکترولیز می‌باشد. هدف از این تحقیق بررسی اثر ترکیب شیمیایی آندهای مختلف با پایه سربی در کنار دیگر پارامترهای تاثیرگذار، بر فرآیند الکترووینینگ روی می‌باشد. در این تحقیق، دو آند دوتایی Pb-Ag(0.5,2%) و سه آند چهارتاییPb-Ag 0.5%-Sn2%-Ca1%، Pb-Ag0.5%-Sn2%-Sb1%، Pb-Ag0.5%-Sn2%-Bi1% ریختگی شدند. آزمایش‌های الکترووینینگ در مدت زمان 4 ساعت در شرایط چگالی جریان A/m21000-500، غلظت یون روی g/L80-50، غلظت اسید سولفوریک g/L180-150و دمای C°60-30 انجام شد. تاثیر این پارامترها در کنار هم بر راندمان جریان، توان مصرفی و مورفولوژی سطح رسوب روی بر کاتد مورد بررسی قرار گرفت. روش طراحی آزمایش تاگوچی، L25، برای بهینه‌سازی این پنج پارامتر در فرآیند الکترووینینگ در نظر گرفته شد. آلیاژ چهارتایی با ترکیب Pb-Ag0.5%-Sn2%-Sb1% مناسب¬ترین آند برای شرایط بهینه چگالی جریان 500 آمپر بر مترمربع، غلظت اسید سولفوریک 165 گرم بر لیتر، دمای الکترولیت 50 درجه سانتی‌گراد و غلظت یون روی 80 گرم بر لیتر تعیین شد. هم‌چنین دو مدل تجربی برای راندمان جریان و توان مصرفی بر اساس پارامترهای مذکور حاصل شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نتایج حاصل را تایید نمود.
- Abstract
- One of the most applying approaches for world zinc production is derived via electrowinning process. The main goals in zinc electrowinning process are decreasing of power consumption and increasing of current efficiency.The purpose of this research is the study of the effect of different anode compositions (lead based) alongside the other parameters in zinc electrowinning process. The anode compositions prepared and examined in this study were binary alloys Pb-(0.5 and 2%)Ag and quaternary alloys Pb-0.5%Ag-1%Ca-2%Sn, Pb-0.5%Ag-1%Ca-1%Sn-1%Sb and Pb-0.5%Ag-1%Ca-1%Sn-1%Bi. The electrowinning experiments were conducted at a time of 4 hours, a current density of 500-1000 A/m2, industrial zinc sulfate electrolyte having zinc concentrations of 50-80 g/L, H2SO4 concentrations of 150-180 g/L and 30-60°C temperature. The influence of these parameters on current efficiency, power consumption and surface morphology of zinc deposit on cathodic have been studied. The design of experiment Taguchi, L25, for optimizing these parameters has been considered. The quaternary alloy Pb-Ag0.5%-Sn2%-Sb1% was the suitable anode accompanied by current density of 500 A/m2, acid concentration of 165 g/L, temperature 50°C and zinc ion concentration 80 g/L. Also two empirical models were obtained current efficiency and power consumption according to the mentioned parameters. Besides, to more study about the effect of anodes on the surface morphology of cathodic zinc deposits, the scanning electronic microscope was applied.
