Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов
Представлены результаты исследований по электрохимической переработке кислых регенерационных растворов, содержащих ионы тяжелых металлов. Показано, что использование трехкамерного электролизера дает возможность эффективно извлекать ионы цинка, меди и никеля из солянокислых растворов и концентрироват...
Saved in:
| Published in: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Date: | 2017 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут газу НАН України
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159191 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов / Н.Д. Гомеля, Е.В. Глушко, А.Г. Трохименко, Л.И. Бутченко // Энерготехнологии и ресурсосбережение.— 2017.— № 1.— С. 60-67.— Бібліогр.: 9 назв.— рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860261789871112192 |
|---|---|
| author | Гомеля, Н.Д. Глушко, Е.В. Трохименко, А.Г. Бутченко, Л.И. |
| author_facet | Гомеля, Н.Д. Глушко, Е.В. Трохименко, А.Г. Бутченко, Л.И. |
| citation_txt | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов / Н.Д. Гомеля, Е.В. Глушко, А.Г. Трохименко, Л.И. Бутченко // Энерготехнологии и ресурсосбережение.— 2017.— № 1.— С. 60-67.— Бібліогр.: 9 назв.— рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description | Представлены результаты исследований по электрохимической переработке кислых регенерационных растворов, содержащих ионы тяжелых металлов. Показано, что использование трехкамерного электролизера дает возможность эффективно извлекать ионы цинка, меди и никеля из солянокислых растворов и концентрировать соляную кислоту в промежуточной камере электролизера. Исследована зависимость выхода по току тяжелых металлов от концентрации соляной кислоты, начальной концентрации тяжелых металлов в катодном пространстве, продолжительности электролиза и концентрации соляной кислоты в зоне ее концентрирования. Показано, что выход меди и цинка по току уменьшается с повышением кислотности в исходных растворах и промежуточной камере электролизера. Установлено, что выход никеля по току мало зависит от исходной концентрации соляной кислоты. Представлены результаты по концентрированию соляной кислоты в зависимости от продолжительности электролиза, исходной концентрации кислоты и тяжелых металлов в католите.
Представлено результати досліджень щодо електрохімічної переробки кислих регенерац ійних розчинів, що містять іони важких металів. Показано, що використання трикамерного електролізера дає можливість ефективно вилучати іони цинку, міді та нікелю з солянокислих розчинів та концентрувати соляну кислоту в проміжній камері електролізера. Досліджено залежність виходу за струмом важких металів від концентрації соляної кислоти, початкової концентрації важких металів у катодному просторі, тривалості електролізу та концентрації соляної кислоти в зоні її концентрування. Показано, що вихід міді та цинку за струмом зменшується з підвищенням кислотності в початкових розчинах та проміжній камер і електролізера. Встановлено, що вихід нікелю за струмом мало залежить від вихідної концентрації соляної кислоти. Вивчено процес концентрування соляної кислоти в проміжній камері трикамерного електролізера в залежності від тривалості електролізу, концентрацій важких металів та соляної кислоти в модельних розчинах.
The results of research on the electrochemical processing of acidic regeneration solutions containing heavy metals ions are presented. The use of a three-cell electrolyzer makes it possible to efficiently extract zinc, copper and nickel ions from muriatic solutions and to concentrate hydrochloric acid in the cell’s intermediate chamber. The paper studies the dependence of the current yield of heavy metals on the concentration of hydrochloric acid, the initial concentration of heavy metals in the cathode chamber, the duration of electrolysis and the concentration of hydrochloric acid in its concentrating zone. The yield of copper and zinc decreases with increasing of acidity in the initial solutions and in the intermediate chamber of the cell. The current yield of nickel is determined to be little depended on the initial concentration of hydrochloric acid. The results on the concentration of hydrochloric acid, depending on the duration of electrolysis, the initial concentration of acid and heavy metals in the catholyte are presented.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:56:12Z |
| format | Article |
| fulltext |
Âîäà îòíîñèòñÿ ê óñëîâíî íåèñ÷åðïàåìûì
ïðèðîäíûì ðåñóðñàì. Îäíàêî èç-çà íåðàâíî-
ìåðíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ è àíòðîïîãåííîãî çà-
ãðÿçíåíèÿ óæå ñåé÷àñ â íåêîòîðûõ ðàéîíàõ
Çåìëè ÷óâñòâóåòñÿ îñòðûé äåôèöèò ÷èñòîé
ïèòüåâîé âîäû. Óêðàèíà íå ÿâëÿåòñÿ èñêëþ÷å-
íèåì è îòíîñèòñÿ ê ñòðàíàì ñ îãðàíè÷åííûìè
âîäíûìè ðåñóðñàìè. Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ
ÿâëÿåòñÿ òîò ôàêò, ÷òî ìåñòàì ðàñïîëîæåíèÿ
íàèáîëåå ìîùíûõ ïîòðåáèòåëåé âîäû îòâå÷àþò
íàèìåíüøèå çàïàñû âîäíûõ ðåñóðñîâ, à ïîòðåá-
ëåíèå âîäû è òåìïû åå çàãðÿçíåíèÿ íåóìîëèìî
ðàñòóò. Ñáðîñ ñòî÷íûõ âîä ïðîìûøëåííûõ
ïðåäïðèÿòèé, îáúåêòîâ òåïëîýíåðãåòèêè, øàõò-
íûõ âîä çíà÷èòåëüíî óñóãóáëÿþò ïðîáëåìó çà-
ãðÿçíåíèÿ ïðèðîäíûõ âîä [1].
Îäíèì èç ãëàâíûõ íàïðàâëåíèé îõðàíû îê-
ðóæàþùåé ñðåäû è ðàöèîíàëüíîãî èñïîëüçîâà-
60 ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1
� Ãîìåëÿ Í.Ä., Ãëóøêî Å.Â., Òðîõèìåíêî À.Ã., Áóò÷åíêî Ë.È., 2017
Îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû
ÓÄÊ 628.1.034.2
Ãîìåëÿ Í.Ä.1, äîêò. òåõí. íàóê, ïðîô., Ãëóøêî Å.Â.1, êàíä. òåõí. íàóê,
Òðîõèìåíêî À.Ã. 2, êàíä. áèîë. íàóê, Áóò÷åíêî Ë.È.1, êàíä. òåõí. íàóê
1 Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «Êèåâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé
èíñòèòóò èìåíè Èãîðÿ Ñèêîðñêîãî», Êèåâ
ïðîñï. Ïîáåäû, 37, 03056 Êèåâ, Óêðàèíà, e-mail: m.gomelya@kpi.ua, alyona_glushko@ukr.net
2 Íàöèîíàëüíèé óíèâåðñèòåò êîðàáëåñòðîåíèÿ èìåíè àäìèðàëà Ìàêàðîâà,
Íèêîëàåâ
ïð. Ãåðîåâ Ñòàëèíãðàäà, 9, 54025 Íèêîëàåâ, Óêðàèíà
Ýëåêòðîëèòè÷åñêîå èçâëå÷åíèå èîíîâ
òÿæåëûõ ìåòàëëîâ èç ñîëÿíîêèñëûõ ðàñòâîðîâ
Ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïî ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ïåðåðàáîòêå êèñëûõ
ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ èîíû òÿæåëûõ ìåòàëëîâ. Ïîêàçàíî, ÷òî èñ-
ïîëüçîâàíèå òðåõêàìåðíîãî ýëåêòðîëèçåðà äàåò âîçìîæíîñòü ýôôåêòèâíî èçâëåêàòü
èîíû öèíêà, ìåäè è íèêåëÿ èç ñîëÿíîêèñëûõ ðàñòâîðîâ è êîíöåíòðèðîâàòü ñîëÿíóþ
êèñëîòó â ïðîìåæóòî÷íîé êàìåðå ýëåêòðîëèçåðà. Èññëåäîâàíà çàâèñèìîñòü âûõîäà ïî
òîêó òÿæåëûõ ìåòàëëîâ îò êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû, íà÷àëüíîé êîíöåíòðàöèè
òÿæåëûõ ìåòàëëîâ â êàòîäíîì ïðîñòðàíñòâå, ïðîäîëæèòåëüíîñòè ýëåêòðîëèçà è êîí-
öåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû â çîíå åå êîíöåíòðèðîâàíèÿ. Ïîêàçàíî, ÷òî âûõîä ìåäè è
öèíêà ïî òîêó óìåíüøàåòñÿ ñ ïîâûøåíèåì êèñëîòíîñòè â èñõîäíûõ ðàñòâîðàõ è ïðî-
ìåæóòî÷íîé êàìåðå ýëåêòðîëèçåðà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî âûõîä íèêåëÿ ïî òîêó ìàëî çà-
âèñèò îò èñõîäíîé êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû. Ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû ïî êîí-
öåíòðèðîâàíèþ ñîëÿíîé êèñëîòû â çàâèñèìîñòè îò ïðîäîëæèòåëüíîñòè ýëåêòðîëèçà,
èñõîäíîé êîíöåíòðàöèè êèñëîòû è òÿæåëûõ ìåòàëëîâ â êàòîëèòå. Áèáë. 9, ðèñ. 9.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ýëåêòðîëèç, êàòîëèò, èîííûé îáìåí, ðåãåíåðàöèîííûé ðàñòâîð,
ìåäü, íèêåëü, öèíê.
íèÿ âîäíûõ ðåñóðñîâ ÿâëÿåòñÿ î÷èñòêà è îáåç-
âðåæèâàíèå ñòî÷íûõ âîä, à òàêæå óòèëèçàöèÿ
îòõîäîâ ãàëüâàíè÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâ, êîòîðûìè
ÿâëÿþòñÿ îòðàáîòàííûå ýëåêòðîëèòû, òðàâèëü-
íûå ðàñòâîðû, à òàêæå ïðîìûâíûå âîäû, õàðàê-
òåðèçóþùèåñÿ âûñîêèì ñîäåðæàíèåì çàãðÿç-
íÿþùèõ âåùåñòâ, êîòîðûå íåâîçìîæíî óäàëèòü
ìåõàíè÷åñêèìè è áèîëîãè÷åñêèìè ìåòîäàìè
î÷èñòêè.
Òÿæåëûå ìåòàëëû êàê îäèí èç êîìïîíåíòîâ
ñòî÷íûõ è ïðîìûâíûõ âîä ãàëüâàíè÷åñêèõ ïðî-
èçâîäñòâ îòíîñÿòñÿ ê íàèáîëåå òîêñè÷åñêèì õè-
ìè÷åñêèì çàãðÿçíèòåëÿì êóìóëÿòèâíîãî äåéñò-
âèÿ, îáëàäàþùèì êàíöåðîãåííûìè ñâîéñòâàìè.
Êðîìå òîãî, áîëüøîå êîëè÷åñòâî òÿæåëûõ ìå-
òàëëîâ îáðàçóåò òàê íàçûâàåìûå ñèíåðãåòè÷å-
ñêèå ñìåñè, êîòîðûå îêàçûâàþò òîêñè÷åñêîå
äåéñòâèå íà âîäíûå îðãàíèçìû, çíà÷èòåëüíî
ïðåâûøàþùåå ñóììó äåéñòâèé îòäåëüíûõ êîì-
ïîíåíòîâ. Êîýôôèöèåíò êîíöåíòðèðîâàíèÿ òÿ-
æåëûõ ìåòàëëîâ â æèâûõ îðãàíèçìàõ ìîæåò
äîñòèãàòü 105–106 è âûøå.
 ýòîì ñìûñëå âàæíûì àñïåêòîì ÿâëÿåòñÿ
î÷èñòêà ñòî÷íûõ âîä ãàëüâàíè÷åñêèõ ïðîèç-
âîäñòâ. Âûáîð ìåòîäà î÷èñòêè ñòî÷íûõ âîä îò
èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ çàâèñèò îò îáúåìà ñòî-
êîâ, ñîñòàâà è êîíöåíòðàöèè ïðèìåñåé â íèõ,
òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ ñîîáðàæåíèé, ìåñòíûõ
óñëîâèé âîäîîáåñïå÷åíèÿ ïðîèçâîäñòâ è ñáðîñà
ñòîêîâ. Ðàäèêàëüíî ðåøèòü ýòîò âîïðîñ ìîæíî
çà ñ÷åò âíåäðåíèÿ çàìêíóòûõ öèðêóëÿöèîííûõ
ñèñòåì âîäîïîëüçîâàíèÿ íà ïðîìûøëåííûõ
ïðåäïðèÿòèÿõ [2].
Ïåðñïåêòèâíûì íàïðàâëåíèåì ÿâëÿåòñÿ
ïðèìåíåíèå èîííîãî îáìåíà, êîòîðûé äàåò âîç-
ìîæíîñòü óëàâëèâàòü èîíû òÿæåëûõ ìåòàëëîâ è
âîçâðàùàòü âîäó äëÿ ïîâòîðíîãî èñïîëüçîâà-
íèÿ, ÷òî îñîáåííî àêòóàëüíî ïðè íûíåøíåì äå-
ôèöèòå ÷èñòîé âîäû. Îäíàêî ïðè èñïîëüçîâà-
íèè èîííîãî îáìåíà âîçíèêàåò ïðîáëåìà óòèëè-
çàöèè ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ.
Ñðåäè èçâåñòíûõ ìåòîäîâ óòèëèçàöèè ðåãå-
íåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ èîíîîáìåííîãî èçâëå÷å-
íèÿ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ èç ïðîìûâíûõ âîä ãàëü-
âàíè÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâ òàêèõ, êàê íåéòðàëèçà-
öèÿ è îñàæäåíèå ãèäðîêñèäîâ ìåòàëëîâ, èñïàðå-
íèå ðàñòâîðîâ, ýëåêòðîäèàëèç è ýëåêòðîëèç, ïî-
ñëåäíèå ÿâëÿþòñÿ íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûìè,
ïîñêîëüêó äàþò âîçìîæíîñòü óäàëÿòü ìåòàëëû
è ïîçâîëÿþò ïîâòîðíî èñïîëüçîâàòü ðåãåíåðàöè-
îííûå ðàñòâîðû. Êðîìå òîãî, â çàâèñèìîñòè îò
îáîðóäîâàíèÿ, êîòîðîå èñïîëüçóåòñÿ ïðè ýëåê-
òðîõèìè÷åñêîé ïåðåðàáîòêå ðåãåíåðàöèîííûõ
ðàñòâîðîâ, ïîâûøåíèå êèñëîòíîñòè â àíîäíîì
ïðîñòðàíñòâå èëè äðóãèõ êàìåðàõ ýëåêòðîëèçå-
ðà ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü êèñëîòó, ïðèãîäíóþ äëÿ
ïîâòîðíîãî èñïîëüçîâàíèÿ. Ãëàâíûì íåäîñòàò-
êîì äàííîãî ìåòîäà ÿâëÿþòñÿ íèçêèå êîíöåí-
òðàöèè îáðàçóþùèõñÿ êèñëîò è âûñîêîå îñòà-
òî÷íîå ñîäåðæàíèå êàòèîíîâ ìåòàëëîâ â äàííûõ
ðàñòâîðàõ, à òàêæå çíà÷èòåëüíûå ýíåðãîçàòðàòû
ïðè ñíèæåíèè êîíöåíòðàöèè ïðèìåñåé â ýëåê-
òðîëèòàõ [3].
Ðàíåå ïðîâîäèëèñü èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðî-
õèìè÷åñêîãî èçâëå÷åíèÿ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ èç
êèñëûõ, íåéòðàëüíûõ è ñëàáîùåëî÷íûõ ðàñòâî-
ðîâ [4, 5]. Ãëàâíûìè íåäîñòàòêàìè ïðîöåññà
ýëåêòðîëèçà êèñëûõ ðàñòâîðîâ áûëî òî, ÷òî èç
íèõ ýôôåêòèâíî èçâëåêàëèñü òîëüêî èîíû êàä-
ìèÿ, ìåäè è äðóãèõ ìåòàëëîâ, ñòîÿùèõ â ðÿäó
íàïðÿæåíèÿ ïîñëå âîäîðîäà. È âî âñåõ ñëó÷àÿõ
âûõîä ìåòàëëîâ ïî òîêó ðåçêî ñíèæàëñÿ çà ñ÷åò
êîíêóðèðóþùåãî ïðîöåññà âûäåëåíèÿ âîäîðîäà
íà êàòîäå. Ãëàâíîé ïðîáëåìîé ïðè ýëåêòðîëèçå
ðàñòâîðîâ õëîðèäîâ ÿâëÿëîñü âûäåëåíèå õëîðà
è äðóãèõ åãî ñîåäèíåíèé íà àíîäå, à òàêæå ðàç-
ðóøåíèå ðàñòâîðèìûõ àíîäîâ.
Ïîñòàíîâêà öåëåé è çàäà÷
íàó÷íîãî èññëåäîâàíèÿ
Öåëü äàííîé ðàáîòû — îïðåäåëåíèå ýô-
ôåêòèâíîñòè î÷èñòêè ñîëÿíîêèñëûõ ðåãåíåðàöè-
îííûõ ðàñòâîðîâ îò èîíîâ ìåäè, íèêåëÿ è öèí-
êà ïðè ýëåêòðîõèìè÷åñêîì èõ âîññòàíîâëåíèè â
òðåõêàìåðíîì ýëåêòðîëèçåðå.
Äëÿ äîñòèæåíèÿ öåëè íåîáõîäèìî áûëî ðå-
øèòü ñëåäóþùèå çàäà÷è:
— îïðåäåëèòü çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîñòè
èçâëå÷åíèÿ èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ (Cu2+,
Ni2+, Zn2+) èç ñîëÿíîêèñëûõ ðàñòâîðîâ, ñòåïåíè
èõ âîññòàíîâëåíèÿ îò êîíöåíòðàöèè èñõîäíîãî
ðàñòâîðà, íàïðÿæåíèÿ è ïëîòíîñòè òîêà â òðåõ-
êàìåðíîì ýëåêòðîëèçåðå;
— èçó÷èòü âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé
êèñëîòû â çîíå åå êîíöåíòðèðîâàíèÿ íà ýôôåê-
òèâíîñòü ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî âîññòàíîâëåíèÿ
Cu2+, Ni2+, Zn2+, îïðåäåëèòü ìàêñèìàëüíóþ
êîíöåíòðàöèþ ñîëÿíîé êèñëîòû â ïðîìåæóòî÷-
íîé êàìåðå ïðè âûñîêèõ çíà÷åíèÿõ âûõîäà âîñ-
ñòàíîâëåííûõ ìåòàëëîâ ïî òîêó.
Ìåòîäû è îáúåêòû èññëåäîâàíèÿ
Äëÿ ïðîâåäåíèÿ ýëåêòðîëèçà ñ ïîëó÷åíèåì
ñîëÿíîé êèñëîòû èñïîëüçîâàëè òðåõêàìåðíûé
ýëåêòðîëèçåð (ðèñ.1). Â êàòîäíîé êàìåðå (I)
íàõîäèëèñü ñîëÿíîêèñëûå ðàñòâîðû õëîðèäîâ
ìåòàëëîâ, â àíîäíîé êàìåðå (²²²) — ðàñòâîð
ñåðíîé êèñëîòû. Â ñðåäíåé êàìåðå (II), êîòîðàÿ
áûëà îòäåëåíà îò êàòîäíîãî ïðîñòðàíñòâà àíèî-
íîîáìåííîé ìåìáðàíîé ÌÀ-41 è îò àíîäíîé çî-
íû êàòèîíîîáìåííîé ìåìáðàíîé ÌÊ-40, íàõî-
ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1 61
äèëñÿ ðàñòâîð ñîëÿíîé êèñëîòû. Êàòîä ïðåä-
ñòàâëÿë ñîáîé ïëàñòèíó èç íåðæàâåþùåé ñòàëè,
àíîä — òèòàíîâóþ ïëàñòèíó, ïîêðûòóþ îêñè-
äîì ðóòåíèÿ.  êà÷åñòâå ìîäåëüíûõ èñïîëüçî-
âàëè ðàñòâîðû õëîðèäîâ öèíêà, íèêåëÿ è ìåäè
êîíöåíòðàöèåé 10–30 ã/äì3.
Êîíöåíòðàöèÿ ñîëÿíîé êèñëîòû â ìîäåëü-
íîì ðàñòâîðå ñîñòàâëÿëà 0,05–3 ìã-ýêâ/äì3,
ñåðíîé êèñëîòû — 0,05 ìã-ýêâ/äì3. Îáúåì êà-
òîäíîé, àíîäíîé è ïðîìåæóòî÷íîé êàìåðû ñî-
ñòàâëÿë 100 ñì3. Êîíöåíòðàöèþ èîíîâ ìåäè,
íèêåëÿ, öèíêà, à òàêæå ùåëî÷íîñòü âîäû îïðå-
äåëÿëè ïî ñòàíäàðòíûì ìåòîäèêàì [6, 7].
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé
Èçâåñòíî, ÷òî ìåäü ëåãêî âûäåëÿåòñÿ èç
âîäíûõ ðàñòâîðîâ â ïðîöåññå ýëåêòðîëèçà, ïî-
ñêîëüêó âëèÿíèå êîíêóðèðóþùåãî ïðîöåññà âû-
äåëåíèÿ âîäîðîäà íà êàòîäå äîñòàòî÷íî íåçíà-
÷èòåëüíîå. Êàê âèäíî èç ðèñ.2, áûëè ïîëó÷åíû
õîðîøèå ðåçóëüòàòû ïî âûäåëåíèþ ìåäè ïðè
ïîâûøåíèè êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû â
êàìåðå (II) îò 75 äî 2750 ìã-ýêâ/äì3. Íàèáî-
ëåå ýôôåêòèâíî âûäåëåíèå ìåäè ïðîèñõîäèëî
ïðè íèçêèõ çíà÷åíèÿõ êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé
êèñëîòû. Ïðè ïîâûøåíèè èñõîäíîé êîíöåíòðà-
öèè HCl íàáëþäàëîñü íåêîòîðîå óìåíüøåíèå
âûõîäà ïî òîêó ìåäè. Îäíàêî çà 6 ÷ ýëåêòðîëè-
çà óäàëîñü ñíèçèòü êîíöåíòðàöèè èîíîâ ìåäè ñ
944 äî 25,984–51,97 ìã-ýêâ/äì3 ïðàêòè÷åñêè âî
âñåõ ñëó÷àÿõ. Î÷åâèäíî, ÷òî êîíöåíòðàöèÿ ñî-
ëÿíîé êèñëîòû âëèÿåò è íà ýôôåêòèâíîñòü èç-
âëå÷åíèÿ ìåäè, è íà ïðîöåññ êîíöåíòðèðîâàíèÿ
êèñëîòû.
Ïðîöåññ ýëåêòðîëèçà ïðîâîäèëè, ìåíÿÿ ðàñ-
òâîðû â êàòîäíîé êàìåðå ïðè èçâëå÷åíèè ìåäè,
áåç çàìåíû ðàñòâîðîâ ñîëÿíîé êèñëîòû â êàìåðå
(II). Ïðè ýòîì, åñëè çà ïåðâûé öèêë êîíöåíòðà-
öèÿ HCl â êàìåðå (II) âûðîñëà îò 75 äî
1620 ìã-ýêâ/äì3 (íà 1545 ìã-ýêâ/äì3), íà âòî-
ðîì ýòàïå îíà âûðîñëà íà 1360 ìã-ýêâ/äì3 è äîñ-
òèãëà çíà÷åíèÿ 3165 ìã-ýêâ äì3, òî íà òðåòüåì
ýòàïå ïðèðîñò êîíöåíòðàöèè êèñëîòû ñîñòàâèë
âñåãî 599 ìã-ýêâ/äì3. Ïðè ýòîì êîíöåíòðàöèÿ
êèñëîòû äîñòèãëà âñåãî 3579 ìã-ýêâ/äì3 (13 %).
Êîíöåíòðèðîâàíèå êèñëîòû â êàìåðå (II)
ïðîèñõîäèëî çà ñ÷åò õëîðèäà ìåäè, à òàêæå èç-
áûòî÷íîé ñîëÿíîé êèñëîòû â èñõîäíîì ðàñòâî-
ðå. Â ïðîöåññå ýëåêòðîëèçà ïðè âîññòàíîâëåíèè
êàòèîíîâ ìåäè è èîíîâ âîäîðîäà íàäýêâèâà-
ëåíòíîå êîëè÷åñòâî õëîðèäîâ èç êàòîäíîé êàìå-
ðû ÷åðåç àíèîííóþ ìåìáðàíó ìèãðèðóåò â ñòî-
ðîíó àíîäà — êàìåðó (II). Èçáûòîê ïðîòîíîâ,
îáðàçóþùèéñÿ â àíîäíîé êàìåðå ïðè âûäåëåíèè
êèñëîðîäà, äâèæåòñÿ ñêâîçü êàòèîííóþ ìåìáðà-
íó â ñòîðîíó êàòîäà, òî åñòü â êàìåðó (II), ãäå
è ïðîèñõîäèò íàêîïëåíèå ñîëÿíîé êèñëîòû.
Äàëüíåéøàÿ ìèãðàöèÿ õëîðèäîâ â ñòîðîíó àíî-
äà è ïðîòîíîâ â ñòîðîíó êàòîäà îãðàíè÷åíû ñî-
îòâåòñòâåííî êàòèîííîé è àíèîííîé ìåìáðàíà-
ìè. Ýòî ñïîñîáñòâóåò ðîñòó êîíöåíòðàöèè ñîëÿ-
íîé êèñëîòû â êàìåðå (II) òàê æå, êàê è ýëåê-
òðîõèìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñèñòåìû, ÷òî è
ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé îãðàíè÷åíèÿ äîïóñòèìûõ
êîíöåíòðàöèé HCl â êàìåðå (II).
Äàëüíåéøåå óâåëè÷åíèå èñõîäíîé êîíöåí-
òðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû äî 2750 ìã-ýêâ/äì3 íå
ïðèâåëî ê ñóùåñòâåííîìó íàêîïëåíèþ êèñëîòû
â êàìåðå (II). Çà 6 ÷ ýëåêòðîëèçà â äàííîì ñëó-
÷àå êîíöåíòðàöèÿ ñîëÿíîé êèñëîòû âûðîñëà
âñåãî íà 300 ìã-ýêâ/äì3. Ïðè íèçêèõ êîíöåí-
òðàöèÿõ õëîðèäà ìåäè (II) è ñîëÿíîé êèñëîòû
ïðè àíàëîãè÷íîé äëèòåëüíîñòè ïðîöåññà áûëî
äîñòèãíóòî ñíèæåíèå êîíöåíòðàöèè ìåäè äî
40 ìã-ýêâ/äì3, à êîíöåíòðàöèÿ ñîëÿíîé êèñëî-
òû ïðè ýòîì ïîäíÿëàñü ëèøü íà 535 ìã-ýêâ/äì3
(ðèñ.2, êðèâàÿ 5).
Çàâèñèìîñòü âûõîäà ïî òîêó ìåäè îò êîí-
öåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû èìååò ñëîæíûé õà-
ðàêòåð (ðèñ.3). Îäíàêî, ñóììàðíûé âûõîä ïî
òîêó óìåíüøàëñÿ è ñ ïîâûøåíèåì êèñëîòíîñòè
â èñõîäíûõ ðàñòâîðàõ, è â êàìåðå (II).
Âûäåëåíèå öèíêà â äàííîì ýëåêòðîëèçåðå
ïðîèñõîäèëî òàê æå ýôôåêòèâíî, êàê è âûäåëå-
íèå ìåäè (ðèñ.4).
62 ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1
Ðèñ.2. Çàâèñèìîñòü îñòàòî÷íîé êîíöåíòðàöèè èîíîâ ìåäè â
êàòîäíîì ïðîñòðàíñòâå îò âðåìåíè ýëåêòðîëèçà õëîðèäà ìå-
äè. Èñõîäíûå êîíöåíòðàöèè èîíîâ ìåäè 944 ìã-ýêâ/äì3
(1–4); 274 ìã-ýêâ/äì3 (5), ñîëÿíîé êèñëîòû, ìã-ýêâ/äì3: 1
— 750; 2 — 1100; 3 — 1911; 4 — 2750; 5 — 70.
Ðèñ.1. Ñõåìà ýëåêòðîëèçåðà äëÿ èçâëå÷åíèÿ òÿæåëûõ ìåòàë-
ëîâ èç èõ ñîëÿíîêèñëûõ ðàñòâîðîâ.
Êðîìå òîãî, îòìå÷åíî ýôôåêòèâíîå êîíöåí-
òðèðîâàíèå ÍÑl â êàìåðå (II) ïðè äîñòèæåíèè
çíà÷åíèé äî 3200 ìã-ýêâ/äì3 (ðèñ.5).
Ïðè óâåëè÷åíèè èñõîäíîé êîíöåíòðàöèè
ñîëÿíîé êèñëîòû â ñðåäíåé êàìåðå îòìå÷åíî íå-
êîòîðîå ñíèæåíèå âûõîäà ïî òîêó öèíêà, îäíà-
êî â öåëîì îí îñòàåòñÿ äîñòàòî÷íî âûñîêèì ïðè
óâåëè÷åíèè èñõîäíîé êîíöåíòðàöèè ÍÑl îò 60
äî 3000 ìã-ýêâ/äì3 (ðèñ.6).
Ïðîáëåìà âûäåëåíèÿ íèêåëÿ ýëåêòðîëèçîì
èç ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷-
íî ñëîæíîé è èíòåðåñíîé äëÿ èññëåäîâàíèÿ. Â
çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè áûëà ðåøåíà ïðîáëåìà èç-
âëå÷åíèÿ íèêåëÿ èç êèñëûõ ðåãåíåðàöèîííûõ
ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ ñóëüôàò íèêåëÿ [8].
Îäíàêî ïðè ïðèìåíåíèè áóðû è áîðíîé êèñëîòû
ìåíÿåòñÿ ñîñòàâ ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ, ÷òî
íåãàòèâíî âëèÿåò íà ïðîöåññû ðåãåíåðàöèè êàòèî-
íèòîâ ïðè ïîâòîðíîì èñïîëüçîâàíèè ýòèõ ðàñòâî-
ðîâ. Íåäîïóñòèìî èñïîëüçîâàíèå ÷åòâåðòè÷íûõ
ñîëåé â ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðàõ, ïîñêîëüêó
îíè áóäóò ýôôåêòèâíî ñîðáèðîâàòüñÿ íà êàòèîíè-
òå, ñíèæàÿ åãî åìêîñòü ïî êàòèîíàì ìåòàëëîâ.
 ïðîöåññàõ ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ïåðåðàáîò-
êè êèñëûõ ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ, ñîäåð-
æàùèõ èîíû òÿæåëûõ ìåòàëëîâ, âàæíûì ÿâëÿ-
åòñÿ ïîëó÷åíèå ðàñòâîðîâ êèñëîò êîíöåíòðàöè-
åé 5 % è áîëåå. Âåäü ïîëó÷åíèå â àíîäíîì ïðî-
ñòðàíñòâå äâóõêàìåðíîãî ýëåêòðîëèçåðà ðàçáàâ-
ëåííûõ ðàñòâîðîâ êèñëîò ÿâëÿåòñÿ íåóäîâëåòâî-
ðèòåëüíûì ðåøåíèåì ïðîáëåìû â ñâÿçè ñ ïðî-
áëåìàòè÷íîñòüþ ïðèìåíåíèÿ äàííûõ ðàñòâîðîâ
ïîâòîðíî äëÿ ðåãåíåðàöèè èîíèòîâ.
Èçó÷åíû ïðîöåññû âûäåëåíèÿ èîíîâ íèêåëÿ èç
êèñëûõ ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ
èîíû íèêåëÿ è ñåðíóþ êèñëîòó, â äâóõêàìåðíîì
ýëåêòðîëèçåðå, ðàçäåëåííîì àíèîíîîáìåííîé ìåì-
áðàíîé ÀÂ-17-8 [9]. Áûëî äîñòèãíóòî ñíèæåíèå
êîíöåíòðàöèè èîíîâ íèêåëÿ ïî÷òè íà 90 % (ñ 23,77
äî 0,88 ã/äì3) çà 8–12 ÷ ýëåêòðîëèçà â çàâèñèìî-
ñòè îò êîíöåíòðàöèè ñåðíîé êèñëîòû â ïðèàíîäíîì
ñëîå. Êðîìå òîãî, áûëè ïîëó÷åíû ðàñòâîðû ñåðíîé
êèñëîòû â êîíöåíòðàöèè 0,9–2,68 ýêâ/äì3.
ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1 63
Ðèñ.6. Çàâèñèìîñòü âûõîäà ïî òîêó öèíêà îò âðåìåíè ýëåê-
òðîëèçà ðàñòâîðà õëîðèäà öèíêà. Èñõîäíûå êîíöåíòðàöèè
èîíîâ öèíêà 1060 ìã-ýêâ/äì3 (1–3), 1020 ìã-ýêâ/äì3 (4),
360 ìã-ýêâ/äì3 (5), ñîëÿíîé êèñëîòû, ìã-ýêâ/äì3: 1, 5—
60; 2 — 1050; 3 — 2150; 4 — 3020.
Ðèñ.5. Çàâèñèìîñòü êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû â ïðîìå-
æóòî÷íîé êàìåðå òðåõêàìåðíîãî ýëåêòðîëèçåðà îò âðåìåíè
ýëåêòðîëèçà õëîðèäà öèíêà. Èñõîäíûå êîíöåíòðàöèè èîíîâ
öèíêà 1060 ìã-ýêâ/äì3 (1– 3); 1020 ìã-ýêâ/äì3 (4); 360
ìã-ýêâ/äì3 (5), ñîëÿíîé êèñëîòû, ìã-ýêâ/äì3: 1, 5— 60; 2
— 1050; 3 — 2150; 4 — 3020.
Ðèñ.4. Çàâèñèìîñòü îñòàòî÷íîé êîíöåíòðàöèè öèíêà â êàòîä-
íîì ïðîñòðàíñòâå îò âðåìåíè ýëåêòðîëèçà õëîðèäà öèíêà. Èñ-
õîäíûå êîíöåíòðàöèè èîíîâ öèíêà 1060 ìã-ýêâ/äì3 (1–3),
1020 ìã-ýêâ/äì3 (4); 360 ìã-ýêâ/äì3 (5), ñîëÿíîé êèñëîòû,
ìã-ýêâ/äì3: 1, 5— 60; 2 — 1050; 3 — 2150; 4 — 3020.
Ðèñ.3. Çàâèñèìîñòü âûõîäà ïî òîêó ìåäè îò âðåìåíè ýëåê-
òðîëèçà ðàñòâîðà õëîðèäà ìåäè. Èñõîäíûå êîíöåíòðàöèè
èîíîâ ìåäè 944 ìã-ýêâ/äì3 (1–4), 274 ìã-ýêâ/äì3 (5),
ñîëÿíîé êèñëîòû, ìã-ýêâ/äì3: 1 — 750; 2 — 1100; 3 —
1911; 4 — 2750; 5 — 70.
Ó÷èòûâàÿ ñêàçàííîå âûøå è èñõîäÿ èç çà-
äà÷ è öåëè ðàáîòû, áûëè ïðîâåäåíû èññëåäîâà-
íèÿ ýëåêòðîëèòè÷åñêîãî èçâëå÷åíèÿ èîíîâ íèêå-
ëÿ èç ñîëÿíîêèñëûõ ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ
â òðåõêàìåðíîì ýëåêòðîëèçåðå. Óäàëîñü äîáèòü-
ñÿ ñíèæåíèÿ êîíöåíòðàöèè íèêåëÿ áîëåå ÷åì íà
1000 ìã-ýêâ/äì3 (ðèñ.7), ÷òî îáóñëîâëåíî òåì,
÷òî â êàòîäíîì ïðîñòðàíñòâå ïîääåðæèâàþòñÿ
îïòèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ðÍ íà óðîâíå 3,5–4,0.
Ýòîò ýôôåêò äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò ïðîöåññà
âîññòàíîâëåíèÿ âîäîðîäà íà êàòîäå.  ñëó÷àå âû-
äåëåíèÿ íèêåëÿ ïðèðîñò êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé
êèñëîòû â ñðåäíåé êàìåðå ãëàâíûì îáðàçîì îïðå-
äåëÿëñÿ êîíöåíòðàöèåé íèêåëÿ â êàòîäíîé êàìå-
ðå, âðåìåíåì ýëåêòðîëèçà è ïðàêòè÷åñêè íå çàâè-
ñåë îò èñõîäíîé êîíöåíòðàöèè êèñëîòû äî çíà÷å-
íèé êèñëîòíîñòè îêîëî 3500 ìã-ýêâ/äì3 (ðèñ.8).
Ïðè èñõîäíîé êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëî-
òû 60 ìã-ýêâ/äì3 îòìå÷åí ïðèðîñò êîíöåíòðàöèè
çà 6 ÷ ýëåêòðîëèçà íà 1120 ìã-ýêâ/äì3, ïðè èñ-
õîäíîé êîíöåíòðàöèè 2985 ìã-ýêâ/äì3 ïðèðîñò
ñîëÿíîé êèñëîòû ñîñòàâèë 965 ìã-ýêâ/äì3. Ïðè
ýòîì íà÷àëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ HCl â êàìåðå (II)
áûëà 3000 ìã-ýêâ/äì3, à â ðåçóëüòàòå ýëåêòðî-
ëèçà îíà äîñòèãëà 3950 ìã-ýêâ/äì3, òî åñòü
14 %. Âûõîä ïî òîêó íèêåëÿ òàêæå ìàëî çàâèñåë
îò èñõîäíîé êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû
(ðèñ.9). Ñíèæåíèå âûõîäà ïî òîêó ñî âðåìåíåì
ýëåêòðîëèçà îáóñëîâëåíî ñíèæåíèåì êîíöåíòðà-
öèè íèêåëÿ â êàòîëèòå.
Òàê, â îïûòå ñ èñõîäíîé êîíöåíòðàöèåé
HCl â ñðåäíåé êàìåðå 60 ìã-ýêâ/äì3 ñíèæåíèå
êîíöåíòðàöèè íèêåëÿ â êàòîäíîì ïðîñòðàíñòâå
äî 20 ìã-ýêâ/äì3 áûëî äîñòèãíóòî çà 8 ÷, à ïðè
1950 ìã-ýêâ/äì3 — çà 10 ÷ ýëåêòðîëèçà. Ïðè
ýòîì íåêîòîðîå ñíèæåíèå âûõîäà ïî òîêó íèêå-
ëÿ âî âòîðîì ñëó÷àå áûëî îáóñëîâëåíî ñíèæå-
íèåì êîíöåíòðàöèè íèêåëÿ íà ïîñëåäíåì ýòàïå
ýëåêòðîëèçà ïðè íèçêèõ åå çíà÷åíèÿõ.
Âûâîäû
 ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííûõ èññëåäîâàíèé
ïîêàçàíî, ÷òî ïðèìåíåíèå òðåõêàìåðíîãî ýëåê-
òðîëèçåðà ïîçâîëÿåò ðåøèòü äîâîëüíî ýôôåê-
òèâíî ïðîáëåìó èçâëå÷åíèÿ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ
èç ñîëÿíîêèñëûõ ðàñòâîðîâ ñ ïîëó÷åíèåì ñîëÿ-
íîé êèñëîòû. Â êàìåðå (II) ýëåêòðîëèçåðà áû-
ëà äîñòèãíóòà êîíöåíòðàöèÿ ñîëÿíîé êèñëîòû
íà óðîâíå 7–14 %, ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü èñ-
ïîëüçîâàòü åå äëÿ ðåãåíåðàöèè èîíèòîâ. Êîí-
öåíòðàöèÿ êèñëîòû â äàííîì ïðîöåññå îãðàíè-
÷èâàåòñÿ ãëàâíûì îáðàçîì õàðàêòåðèñòèêàìè
êàòèîíîîáìåííîé ìåìáðàíû, êîòîðàÿ ïðè âû-
ñîêèõ êîíöåíòðàöèÿõ êèñëîòû òåðÿåò èîíîîá-
ìåííûå ñâîéñòâà.
64 ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1
Ðèñ.9. Çàâèñèìîñòü âûõîäà ïî òîêó íèêåëÿ îò âðåìåíè ýëåê-
òðîëèçà ðàñòâîðà õëîðèäà íèêåëÿ ïðè èñõîäíûõ êîíöåíòðà-
öèÿõ èîíîâ íèêåëÿ 1160 ìã-ýêâ/äì3 (1–4); 1027 ìã-ýêâ/äì3
(5), 990 ìã-ýêâ/äì3 (6, 7), ñîëÿíîé êèñëîòû, ìã-ýêâ/äì3: 1,
6 — 60; 2 — 1160; 3 — 2180; 4 — 2985; 5 — 70; 7 — 1950.
Ðèñ.8. Çàâèñèìîñòü êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû â ïðîìå-
æóòî÷íîé êàìåðå òðåõêàìåðíîãî ýëåêòðîëèçåðà îò âðåìåíè
ýëåêòðîëèçà õëîðèäà íèêåëÿ ïðè èñõîäíûõ êîíöåíòðàöèÿõ
èîíîâ íèêåëÿ 1160 ìã-ýêâ/äì3 (1– 4), 1027 ìã-ýêâ/äì3 (5),
ñîëÿíîé êèñëîòû, ìã-ýêâ/äì3: 1 — 60; 2 — 1160; 3 — 2180;
4 — 2985; 5 — 70.
Ðèñ.7. Çàâèñèìîñòü îñòàòî÷íîé êîíöåíòðàöèè íèêåëÿ â êà-
òîäíîì ïðîñòðàíñòâå îò âðåìåíè ýëåêòðîëèçà õëîðèäà íèêå-
ëÿ. Èñõîäíûå êîíöåíòðàöèè èîíîâ íèêåëÿ 1160 ìã-ýêâ/äì3
(1–4), 1027 ìã-ýêâ/äì3 (5), ñîëÿíîé êèñëîòû, ìã-ýêâ/äì3:
1 — 60; 2 — 1160; 3 — 2180; 4 — 2985; 5 — 70.
Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè ýëåêòðîõèìè÷åñêîì
âîññòàíîâëåíèè ìåäè èç ðàñòâîðîâ õëîðèäà ìå-
äè âûõîä ìåòàëëà ïî òîêó çàâèñåë îò èñõîäíîé
êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû â ñðåäíåé êàìå-
ðå òðåõêàìåðíîãî ýëåêòðîëèçåðà. Â öåëîì âû-
õîä ìåäè óìåíüøàëñÿ ñ ïîâûøåíèåì êîíöåíòðà-
öèè ñîëÿíîé êèñëîòû. Ýôôåêòèâíî ïðîöåññ
ýëåêòðîâîññòàíîâëåíèÿ ìåäè ïðîòåêàåò ïðè êîí-
öåíòðàöèè HCl äî 3600 ìã-ýêâ/äì3.
Ïîêàçàíî, ÷òî ïðîöåññ ýëåêòðîëèçà ðàñòâî-
ðîâ õëîðèäà öèíêà â òðåõêàìåðíîì ýëåêòðîëè-
çåðå ïðîõîäèò äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíî ïðè êîí-
öåíòðàöèÿõ öèíêà îò 20 äî 1000 ìã-ýêâ/äì3.
Âûõîä öèíêà ïî òîêó óìåíüøàåòñÿ íà 20 % ïðè
óâåëè÷åíèè êîíöåíòðàöèè ñîëÿíîé êèñëîòû â
êàòîëèòå îò 60 äî 3020 ìã-ýêâ/äì3. Ñîäåðæà-
íèå ñîëÿíîé êèñëîòû â êàìåðå (II) äîñòèãàåò
3590 ìã-ýêâ/äì3.
Îïðåäåëåíî, ÷òî ïðè ýëåêòðîëèçå ðàñòâî-
ðîâ õëîðèäà íèêåëÿ âûõîä ìåòàëëà ïî òîêó
ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò êîíöåíòðàöèè ñîëÿ-
íîé êèñëîòû è íèêåëÿ â êàòîëèòå è ñîñòàâëÿåò
70–90 %. Êîíöåíòðàöèÿ ñîëÿíîé êèñëîòû â êà-
ìåðå (²²) äîñòèãàåò 14 %.
Ýôôåêòèâíîñòü âîññòàíîâëåíèÿ êàòèîíîâ
òÿæåëûõ ìåòàëëîâ çàâèñèò íå òîëüêî îò èñõîä-
íîé êîíöåíòðàöèè è âðåìåíè ýëåêòðîëèçà, à è
ñóùåñòâåííûì îáðàçîì îò ïëîòíîñòè òîêà. Ïî-
ýòîìó îïðåäåëåíèå çàâèñèìîñòè ñòåïåíè âîññòà-
íîâëåíèÿ èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ îò êîíöåí-
òðàöèè èñõîäíîãî ðàñòâîðà, íàïðÿæåíèÿ è
ïëîòíîñòè òîêà â òðåõêàìåðíîì ýëåêòðîëèçåðå
áóäåò òåìîé äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèé.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Êóðöõàëèÿ È.Ñ. Ðàçðàáîòêà òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðî-
öåññà î÷èñòêè ñòî÷íîé âîäû ãàëüâàíè÷åñêîãî ïðî-
èçâîäñòâà / È.Ñ. Êóðöõàëèÿ, Í.Å. Åíóêèäçå,
Ç.Ì.Ñèìîíèÿ, Ä.À.Ïàðöâàíèÿ, Ì.Â. Íàäèðàøâè-
ëè // ÃÐ.: Èçâ. ÀÍ Ãðóçèè. Ñåð. õèì. — 2005.
— ¹ 1–2. — Ñ. 24–29.
2. Bosso S.T. Envalution of heavy metal removal from
agueous solution onto scolecite / S.T. Bosso, I.
Enzweiler. // Brazil: Instituto de Geociencias,
UNICAMP, Campinass, SP, Water Res, 2002. —
¹ 9. — P. 4795–4800.
3. Äîí÷åíêî Ì.². Ðîëü ïîá³÷íèõ ðåàêö³é ó ïðîöåñàõ
åëåêòðîåêñòðàêö³¿ ìåòàë³â ³ç ñò³÷íèõ âîä ìåòàëîîá-
ðîáíèõ âèðîáíèöòâ / Ì.². Äîí÷åíêî, Î.Ã.
Ñð³áíà, Ð.Ì. Ðåäüêî. // Ýêîòåõíîëîãèè è ðåñóð-
ñîñáåðåæåíèå. — 2005. — ¹ 3. — Ñ. 25–30.
4. Ãîìåëÿ Í.Ä. Ðàçðàáîòêà ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé òåõ-
íîëîãèè èçâëå÷åíèÿ öèíêà èç ãàëüâàíîñòîêîâ /
Í.Ä. Ãîìåëÿ, È.Ñ. Ñàãàéäàê // Ïåðñïåêòèâíûå
íàïðàâëåíèÿ ðàçâèòèÿ ýêîëîãèè, ýêîíîìèêè, åíåð-
ãåòèêè: Ñá. íàó÷. ñò. / ÎÖÍÒÝÈ. — Îäåññà,
1999. — Ñ. 81–85.
5. Ñàãàéäàê ².Ñ. Ëîêàë³çàö³ÿ òà çíåøêîäæåííÿ
ñò³÷íèõ âîä, çàáðóäíåíèõ ñïîëóêàìè õðîìó,
êàäì³þ òà öèíêó : Àâòîðåô. äèñ. ... êàíä. òåõí. íà-
óê. — Êè¿â, 2000. — 20 ñ.
6. Àëåñêîâñêèé Â.Á. Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ìåòîäû àíà-
ëèçà. Ïðàêòè÷åñêîå ðóêîâîäñòâî : Ó÷åá. ïîñîáèå
äëÿ âóçîâ / Â.Á. Àëåñêîâñêèé, Â.Â. Áàðäèí,
Ì.È. Áóëàòîâ è äð .— Ë. : Õèìèÿ, 1988. — 376 ñ.
7. Ëóðüå Þ.Þ. Àíàëèòè÷åñêàÿ õèìèÿ ïðîìûøëåííûõ
ñòî÷íûõ âîä. — Ì. : Õèìèÿ, 1984. — 448 ñ.
8. Äîí÷åíêî Ì.². Åëåêòðîõ³ì³÷íå îñàäæåííÿ í³êåëþ ³ç
ñ³ð÷àíîêèñëèõ åëþàò³â, óòâîðåíèõ ïðè ðåãåíåðàö³¿
êàò³îí³ò³â /Äîí÷åíêî Ì.²., Ðåäüêî Ð.Ì., Êîâà-
ëåíêî Ñ.Þ. // Òåç. äîêë. ̳æí. íàóê.-ïðàêò.
êîíô. «Ñó÷àñí³ ïðîáëåìè îõîðîíè äîâê³ëëÿ,
ðàö³îíàëüíîãî âèêîðèñòàííÿ âîäíèõ ðåñóðñ³â òà
î÷èñòêè ïðèðîäíèõ ³ ñò³÷íèõ âîä», Êè¿â, Óêðà¿íà,
30 òðàâ. 2007 ð.— Êè¿â : Ò-âî «Çíàííÿ Óêðà¿íè»,
2007. — Ñ. 69–72.
9. Ãîìåëÿ Ì.Ä. Åëåêòðîõ³ì³÷íå âèëó÷åííÿ ³îí³â
í³êåëþ ç íåéòðàëüíèõ òà êèñëèõ ðåãåíåðàö³éíèõ
ðîç÷èí³â / Ì.Ä. Ãîìåëÿ, Þ.À.Îìåëü÷óê,
Î.Â.Ãëóøêî, Â.Ñ. Êàìàºâ // Ñõ³äíî-ªâðîïåéñü-
êèé æóðíàë ïåðåäîâèõ òåõíîëîã³é. — 2011. —
¹ 6/6 (54). — Ñ. 26–29.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 27.04.17
ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1 65
66 ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1
Ãîìåëÿ Ì.Ä. 1, äîêò. òåõí. íàóê, ïðîô., Ãëóøêî Î.Â. 1, êàíä. òåõí. íàóê,
Òðîõèìåíêî Ã.Ã. 2, êàíä. á³îëîã. íàóê, Áóò÷åíêî Ë.². 1, êàíä. òåõí. íàóê
1Íàö³îíàëüíèé òåõí³÷íèé óí³âåðñèòåò Óêðà¿íè «Êè¿âñüêèé ïîë³òåõí³÷íèé
³íñòèòóò ³ìåí³ ²ãîðÿ ѳêîðñüêîãî», Êè¿â
ïðîñï. Ïåðåìîãè, 37, 03056 Êè¿â, Óêðà¿íà ,e-mail: m.gomelya@kpi.ua, alyona_glushko@ukr.net
2Íàö³îíàëüí³é óí³âåðñèòåò êîðàáëåáóäóâàííÿ ³ìåí³ àäì³ðàëà Ìàêàðîâà,
Ìèêîëà¿â
ïð. Ãåðî¿â Ñòàë³íãðàäà, 9, 5402, Ìèêîëà¿â, Óêðà¿íà
Åëåêòðîë³òè÷íå âèëó÷åííÿ ³îí³â âàæêèõ ìåòàë³â
³ç ñîëÿíîêèñëèõ ðîç÷èí³â
Ïðåäñòàâëåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåíü ùîäî åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ ïåðåðîáêè êèñëèõ ðåãåíå-
ðàö³éíèõ ðîç÷èí³â, ùî ì³ñòÿòü ³îíè âàæêèõ ìåòàë³â. Ïîêàçàíî, ùî âèêîðèñòàííÿ òðèêàìåð-
íîãî åëåêòðîë³çåðà äຠìîæëèâ³ñòü åôåêòèâíî âèëó÷àòè ³îíè öèíêó, ì³ä³ òà í³êåëþ ç ñîëÿíî-
êèñëèõ ðîç÷èí³â òà êîíöåíòðóâàòè ñîëÿíó êèñëîòó â ïðîì³æí³é êàìåð³ åëåêòðîë³çåðà.
Äîñë³äæåíî çàëåæí³ñòü âèõîäó çà ñòðóìîì âàæêèõ ìåòàë³â â³ä êîíöåíòðàö³¿ ñîëÿíî¿ êèñëîòè,
ïî÷àòêîâî¿ êîíöåíòðàö³¿ âàæêèõ ìåòàë³â ó êàòîäíîìó ïðîñòîð³, òðèâàëîñò³ åëåêòðîë³çó òà
êîíöåíòðàö³¿ ñîëÿíî¿ êèñëîòè â çîí³ ¿¿ êîíöåíòðóâàííÿ. Ïîêàçàíî, ùî âèõ³ä ì³ä³ òà öèíêó çà
ñòðóìîì çìåíøóºòüñÿ ç ï³äâèùåííÿì êèñëîòíîñò³ â ïî÷àòêîâèõ ðîç÷èíàõ òà ïðîì³æí³é êà-
ìåð³ åëåêòðîë³çåðà. Âñòàíîâëåíî, ùî âèõ³ä í³êåëþ çà ñòðóìîì ìàëî çàëåæèòü â³ä âèõ³äíî¿
êîíöåíòðàö³¿ ñîëÿíî¿ êèñëîòè. Âèâ÷åíî ïðîöåñ êîíöåíòðóâàííÿ ñîëÿíî¿ êèñëîòè â ïðîì³æí³é
êàìåð³ òðèêàìåðíîãî åëåêòðîë³çåðà â çàëåæíîñò³ â³ä òðèâàëîñò³ åëåêòðîë³çó, êîíöåíòðàö³é
âàæêèõ ìåòàë³â òà ñîëÿíî¿ êèñëîòè â ìîäåëüíèõ ðîç÷èíàõ. Á³áë. 9, ðèñ. 9.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: åëåêòðîë³ç, êàòîë³ò, ³îííèé îáì³í, ðåãåíåðàö³éí³ ðîç÷èíè, ì³äü,
í³êåëü, öèíê.
Gomelya N.D.1, Doctor of Technical Sciences, Professor, Hlushko O.V.1,
Candidate of Technical Sciences, Trohymenko G.G.2, Candidate of Biological
Sciences, Butchenko L.I.1, Candidate of Technical Sciences
1National Technical University of Ukraine «Kiev Polytechnic Institute named Igor
Sikorsky», Kiev
37, Peremohy Ave., 03056 Kiev, Ukraine, e-mail: m.gomelya@kpi.ua, alyona_glushko@ukr.net
2National University of Shipbuilding named Admiral Makarov, Nikolaev
9, Heroes of Stalingrad Ave., 54025 Nikolaev, Ukraine
Electrolytic Removal of Heavy Metals Ions
from Muriatic Solutions
The results of research on the electrochemical processing of acidic regeneration solutions
containing heavy metals ions are presented. The use of a three-cell electrolyzer makes it
possible to efficiently extract zinc, copper and nickel ions from muriatic solutions and to
concentrate hydrochloric acid in the cell’s intermediate chamber. The paper studies the
dependence of the current yield of heavy metals on the concentration of hydrochloric
acid, the initial concentration of heavy metals in the cathode chamber, the duration of
electrolysis and the concentration of hydrochloric acid in its concentrating zone. The
yield of copper and zinc decreases with increasing of acidity in the initial solutions and
in the intermediate chamber of the cell. The current yield of nickel is determined to be
little depended on the initial concentration of hydrochloric acid. The results on the con-
centration of hydrochloric acid, depending on the duration of electrolysis, the initial con-
centration of acid and heavy metals in the catholyte are presented. Bibl. 9, Fig. 9.
Key words: electrolysis, catholyte, ion exchange, regeneration solution, copper, nickel, zinc.
References
1. Kurtskhaliya I.S., Enukidze N.E., Simoniya Z.M.,
Partsvaniya D.A., Nadirashvili M.V. [Development
of technological process of wastewater treatment of
galvanic production], GR.: Izv. AN Gruzii. Ser.
him., 2005, (1–2), pp. 24–29. (Rus.)
2. Bosso S.T., Enzweiler I. Envalution of heavy metal
removal from agueous solution onto scolecite,
Brazil: Instituto de Geociencias, UNICAMP,
Campinass, SP, Water Res, 2002,(9), pp.
4795–4800. (Eng.)
3. Donchenko M.²., Sr³bna O.G., Red’ko R.M. [Role of
adverse reactions in processes ålectric extraction
metals from wastewater metal production],
Energotechnologii i resursosberezhenie [Energy
Technologies and Resource Saving], 2005, (3), pp.
25–30. (Ukr.)
4. Gomelja N.D. Sagajdak I.S. [Development of ecolog-
ically pure technology of extraction of zinc from
galvanic rocks], M³zhn. nauk.-prakt. konf.
«Perspektivnye napravlenija razvitija jekologii,
jekonomiki, energetiki, Odessa, Ukraine, May 16,
1999, Odessa, 1999, pp. 81–85 (Ukr.)
5. Sagajdak ².S. [Localization and disposal of
wastewater contaminated with chromium com-
pounds, cadmium and zinc], Avtoreferat disertac³¿
na zdobuttja naukovogo stupenja kandidata
tehn³chnih nauk.[ Thesis for the degree of candidate
of technical sciences], Kiev, Ukraine, 2000, pp.
11–12. (Ukr.)
6. Aleskovskij V.B. Bardin V.V., Bulatov M.I.
Fiziko-himicheskie metody analiza. [Physicoche-
mical methods of analysis], Leningrad : Himija,
1988, 420 p. (Rus.)
7. Lur’e Ju.Ju. Analiticheskaja himija promyshlennyh
stochnyh vod. [Analytical chemistry of industrial
wastewater], Moscow : Himija,1984, 312 p. (Rus.)
8. Donchenko M.². Red’ko R.M., Kovalenko S.Ju.
[Electrochemical deposition of nickel sulphate
eluate formed during regeneration cation], M³zhn.
nauk.-prakt. konf. «Suchasn³ problemi ohoroni
dovk³llja, rac³onal’nogo vikoristannja vodnih
resurs³v ta ochistki prirodnih ³ st³chnih vod», Kiev,
Ukraine, May 30, 2007, Kiev : Society Tovarystvo
«Znannja Ukrai’ny», 2007, pp. 69–72. (Ukr.)
9. Gomelja M.D., Omel’chuk Ju.A., Glushko O.V.,
Kamaºv V.S. [Electrochemical removal of nickel
ions from neutral and acid regeneration solutions],
Sh³dno-Evropejs’kij zhurnal peredovih tehnolog³j,
2011, 6/6, No. 54, pp. 26–29. (Ukr.)
Received April 27, 2017
ISSN 2413-7723. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2017. ¹ 1 67
Ïåðåäïëà÷óéòå æóðíàë
«Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546)
íà II ï³âð³÷÷ÿ 2017 ð. çà «Êàòàëîãîì âèäàíü Óêðà¿íè»
ó â³ää³ëåííÿõ ïîøòîâîãî çâ’ÿçêó;
� â îïåðàö³éíèõ çàëàõ ïîøòàìò³â;
� â ïóíêòàõ ïðèéìàííÿ ïåðåäïëàòè;
� íà ñàéò³ ÄÏ «Ïðåñà»: www.presa.ua
Íàãàäóºìî, ùî â áóäü-ÿêèé ÷àñ ìîæíà çä³éñíèòè ïåðåäïëàòó, ñêîðèñòàâøèñü ïîñëóãîþ
«Ïåðåäïëàòà ON-LINE» çà äîïîìîãîþ åëåêòðîííèõ âåðñ³é «Êàòàëîãó âèäàíü
Óêðà¿íè» òà «Êàòàëîãó âèäàíü çàðóá³æíèõ êðà¿í» íà ñàéò³ ÄÏ «Ïðå-
ñà» www.presa.ua.
Îïëàòó ìîæíà çä³éñíèòè ó áóäü-ÿêèé çðó÷íèé äëÿ Âàñ ñïîñ³á: â áàíêó àáî íà ïîøò³ çà
ñôîðìîâàíèì íà ñàéò³ ðàõóíêîì òà çà äîïîìîãîþ ïëàò³æíèõ êàðòîê Visa ÷è
MasterCard.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159191 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0235-3482 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:56:12Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут газу НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гомеля, Н.Д. Глушко, Е.В. Трохименко, А.Г. Бутченко, Л.И. 2019-09-25T16:29:14Z 2019-09-25T16:29:14Z 2017 Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов / Н.Д. Гомеля, Е.В. Глушко, А.Г. Трохименко, Л.И. Бутченко // Энерготехнологии и ресурсосбережение.— 2017.— № 1.— С. 60-67.— Бібліогр.: 9 назв.— рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159191 628.1.034.2 Представлены результаты исследований по электрохимической переработке кислых регенерационных растворов, содержащих ионы тяжелых металлов. Показано, что использование трехкамерного электролизера дает возможность эффективно извлекать ионы цинка, меди и никеля из солянокислых растворов и концентрировать соляную кислоту в промежуточной камере электролизера. Исследована зависимость выхода по току тяжелых металлов от концентрации соляной кислоты, начальной концентрации тяжелых металлов в катодном пространстве, продолжительности электролиза и концентрации соляной кислоты в зоне ее концентрирования. Показано, что выход меди и цинка по току уменьшается с повышением кислотности в исходных растворах и промежуточной камере электролизера. Установлено, что выход никеля по току мало зависит от исходной концентрации соляной кислоты. Представлены результаты по концентрированию соляной кислоты в зависимости от продолжительности электролиза, исходной концентрации кислоты и тяжелых металлов в католите. Представлено результати досліджень щодо електрохімічної переробки кислих регенерац ійних розчинів, що містять іони важких металів. Показано, що використання трикамерного електролізера дає можливість ефективно вилучати іони цинку, міді та нікелю з солянокислих розчинів та концентрувати соляну кислоту в проміжній камері електролізера. Досліджено залежність виходу за струмом важких металів від концентрації соляної кислоти, початкової концентрації важких металів у катодному просторі, тривалості електролізу та концентрації соляної кислоти в зоні її концентрування. Показано, що вихід міді та цинку за струмом зменшується з підвищенням кислотності в початкових розчинах та проміжній камер і електролізера. Встановлено, що вихід нікелю за струмом мало залежить від вихідної концентрації соляної кислоти. Вивчено процес концентрування соляної кислоти в проміжній камері трикамерного електролізера в залежності від тривалості електролізу, концентрацій важких металів та соляної кислоти в модельних розчинах. The results of research on the electrochemical processing of acidic regeneration solutions containing heavy metals ions are presented. The use of a three-cell electrolyzer makes it possible to efficiently extract zinc, copper and nickel ions from muriatic solutions and to concentrate hydrochloric acid in the cell’s intermediate chamber. The paper studies the dependence of the current yield of heavy metals on the concentration of hydrochloric acid, the initial concentration of heavy metals in the cathode chamber, the duration of electrolysis and the concentration of hydrochloric acid in its concentrating zone. The yield of copper and zinc decreases with increasing of acidity in the initial solutions and in the intermediate chamber of the cell. The current yield of nickel is determined to be little depended on the initial concentration of hydrochloric acid. The results on the concentration of hydrochloric acid, depending on the duration of electrolysis, the initial concentration of acid and heavy metals in the catholyte are presented. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Охрана окружающей среды Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов Електролітичне вилучення іонів важких металів із солянокислих розчинів Electrolytic Removal of Heavy Metals Ions from Muriatic Solutions Article published earlier |
| spellingShingle | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов Гомеля, Н.Д. Глушко, Е.В. Трохименко, А.Г. Бутченко, Л.И. Охрана окружающей среды |
| title | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов |
| title_alt | Електролітичне вилучення іонів важких металів із солянокислих розчинів Electrolytic Removal of Heavy Metals Ions from Muriatic Solutions |
| title_full | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов |
| title_fullStr | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов |
| title_full_unstemmed | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов |
| title_short | Электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов |
| title_sort | электролитическое извлечение ионов тяжелых металлов из солянокислых растворов |
| topic | Охрана окружающей среды |
| topic_facet | Охрана окружающей среды |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159191 |
| work_keys_str_mv | AT gomelând élektrolitičeskoeizvlečenieionovtâželyhmetallovizsolânokislyhrastvorov AT gluškoev élektrolitičeskoeizvlečenieionovtâželyhmetallovizsolânokislyhrastvorov AT trohimenkoag élektrolitičeskoeizvlečenieionovtâželyhmetallovizsolânokislyhrastvorov AT butčenkoli élektrolitičeskoeizvlečenieionovtâželyhmetallovizsolânokislyhrastvorov AT gomelând elektrolítičnevilučennâíonívvažkihmetalívízsolânokislihrozčinív AT gluškoev elektrolítičnevilučennâíonívvažkihmetalívízsolânokislihrozčinív AT trohimenkoag elektrolítičnevilučennâíonívvažkihmetalívízsolânokislihrozčinív AT butčenkoli elektrolítičnevilučennâíonívvažkihmetalívízsolânokislihrozčinív AT gomelând electrolyticremovalofheavymetalsionsfrommuriaticsolutions AT gluškoev electrolyticremovalofheavymetalsionsfrommuriaticsolutions AT trohimenkoag electrolyticremovalofheavymetalsionsfrommuriaticsolutions AT butčenkoli electrolyticremovalofheavymetalsionsfrommuriaticsolutions |