Теоретичні основи і технологічні засади електрохімічного перероблення псевдосплаву WC-Ni

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний університет "Львівська політехніка", Львів, 2016. Дисертація присвячена розробленню теоретичних основ і технологічних засад електрохімічного окисного розчинення вторинної вольфрамвмісної сировини карбідного типу (псевдосплавів WC-Ni) з одержанням оксидів Вольфраму та ніколу (ІІ) сульфату кристалогідрату. У дисертації висвітлено результати електрохімічної поведінки псевдосплаву WC-Ni у розчинах кислот (HCl, HNO₃, H₂SO₄); NaOH та аміакатних електролітах (NH₄OH, NH₄OH + NH₄Cl); диметилформамідних розчинах літію та ніколу (ІІ) хлоридів, за різних температур (20…80⁰ С) та потенціалів електрода (-0,2…2 В). Вибрано найкращий за технологічними показниками процес перероблення псевдосплавів WC-Ni, а саме окиснення вольфраму (IV) карбіду до його оксидів з одночасним розчиненням нікелю, та електроліт для здійснення цього процесу, а саме сульфатну кислоту. Згідно з планом комбінаційних квадратів, проведено дослідження електрохімічного окисного розчинення вищенаведених псевдосплавів у розчинах H₂SO₄ + Ni₂SO₄, за різних концентрацій компонентів (С₁, С₂), температур (Т) та потенціалів електрода (Е). Одержано математичні моделі залежності густини струму (іₐ) та виходу за струмом (ВС) від чотирьох факторів (С₁, С₂, Т, Е). На основі розрахунків за вказаними моделями визначено оптимальні умови електролізу. Проведено дослідження електрохімічного окисного розчинення WC-Ni в 1М H₂SO₄ за симетричного реверсного струму. Показано, що таке здійснення процесу електролізу немає суттєвих переваг, порівняно із процесом за постійного струму. Запропоновано схему вузла пілотного електролізера та принципову технологічну схему перероблення псевдосплаву WC-Ni у WO₃. Виконано техніко-економічний аналіз запропонованої технології, показано її економічну доцільність та ефективність.The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.17.03 – technical electrochemistry. – National University "Lviv Polytechnic", Lviv, 2016. The thesis is devoted to development of theoretical basis and technological foundations electrochemical oxidative dissolution of secondary tungsten raw materials carbide type (pseudoalloys WC-Ni) to form tungsten oxide and Nicol (II) sulphate crystalline. The thesis highlights the results of the electrochemical behavior pseudoalloys WCNi in solutions of various acids (HCl, HNO₃, H₂SO₄), alkali NaOH and ammoniac electrolytes (NH₄OH, NH₄OH + NH₄Cl); dymetylformamids solutions of lithium and nicol (II) chloride, at different temperatures (20 – 80° C) and electrode potentials (-0.2 – 2 V). Selected best at technological indicators process of recycling pseudoalloys WC-Ni, namely oxidation of tungsten (IV) carbide to him oxide, while dissolving nickel, and electrolyte for this process, namely sulfuric acid. According to the plan, combination squares, studied electrochemical oxidation dissolution above pseudoalloys in solutions H₂SO₄ + Ni₂SO₄, at different concentrations of the components (С₁, С₂), temperature (T) and electrode potential (E). Obtained mathematical models depending on current density (Ia) and exit at current (AC) of the four factors (С₁, С₂, T, E). Based on the calculation at the above models, defined optimum (favorable) conditions of electrolysis. Research electrochemical oxidative dissolution of WC-Ni in 1M H₂SO₄ for symmetric reverse current. It is shown that such realization electrolysis no significant advantages compared with the process for DC. The scheme of the experimental electrolyzer and fundamental technological scheme of recycling pseudoalloys WC-Ni to WO₃ it was suggested. Completed feasibility study of the proposed technology, displayed its economic feasibility and efficiency.