The paper considers a method used to determine Faraday current efficiency (CeF) based on the ratio of partial currents of metal and hydrogen reduction. To calculate the Faraday current efficiency based on polarization measurements, it is necessary to know the working current density and potential (Ei) at which the metal is deposited in the corresponding solution, as well as kinetic parameters of hydrogen evolution for determining the partial current density of hydrogen (iН2 ) at this potential. The proposed method was used to calculate current efficiency for the processes of nickel extraction and nickel coating application from solutions containing nickel sulfate at current density of 300 A/m2. The study allowed to determine kinetic parameters of hydrogen evolution by the polarization curve obtained in the background electrolyte solution containing 120 g/l of magnesium sulfate and 18 g/l of boric acid at pH = 3.9. An equation was obtained to calculate the partial current density of hydrogen evolution at any potential by kinetic parameters. The use of kinetic regularities made it possible to calculate nickel CeF in sulphate solutions of different composition and with different pH values (3.0 and 4.1). The calculated CeF values within the margin of error coincide with the current efficiency value determined by the gravimetric method using a copper coulometer. It is shown that the division of the «total current efficiency» (CeΣ), which is a commercial indicator, into Faraday (CeF) and apparatus (Ceap) indicators in combination with the method using partial polarization provide additional information about the degree of process perfection.
Аннотация: Электролитическое рафинирование меди позволяет получать металл высокой степени чистоты, поэтому анализ основных путей перехода примесей в продукты электролиза является актуальной проблемой, решение которой дает возможность управлять технологическим процессом при изменении состава сырья и, как следствие, содержания примесей в анодах. В настоящей работе на основе комплексного анализа и синхронизации большого массива данных по концентрации примесей в различных технологических средах (аноды, электролит, шлам и катодный металл), полученных на сериях товарных ванн, определены направления потока примесей и выявлены связи между их содержанием в этих средах. Показано, что переход примесей из одной технологической среды (источник) в другую (приемник) реализуется по четырем основным схемам: линейное увеличение, отсутствие видимой зависимости, наличие предельной концентрации в приемнике и наличие пороговой концентрации в источнике. Приведены результаты статистического анализа распределения 6 примесей (висмут, мышьяк, свинец, сера, никель и серебро), относящихся к разным группам, в четырех основных парах источник примеси -приемник: анод-раствор, анод-шлам, шлам-катод и раствор-катод. Для всех зависимостей концентрации примеси в источнике от содержания в приемнике определены коэффициенты линейных уравнений регрессии и проведена оценка их значимости. Полученные коэффициенты позволяют объяснить наблюдаемые в промышленном электролизере пути перехода примесей и прогнозировать качество катодной меди и состав шламов при изменении состава анодов. Проведенные расчеты показали, что накопление примесей в катодах происходит не столько за счет электрохимических реакций, сколько вследствие окклюзии частиц шлама и неполного удаления раствора с поверхности товарных катодов. Совершенствование и развитие технологии электролитического рафинирования меди должно быть направлено на поиск поверхностно-активных веществ, которые бы способствовали предотвращению адсорбции частиц взвешенного шлама на поверхности катодов, а также улучшению их отмывки от электролита.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.