Research into the Influence of Process Parameters on the Efficiency of Zinc Electrolysis from Alkaline Solutions


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The effect of the main zinc electrolysis parameters from an alkaline zincate solution on the current efficiency and power consumption is studied in laboratory conditions. The zinc concentration (initial and final), current density, and temperature are chosen as variable parameters. Both model (prepared from standard reagents) and actual electrolytes are used. The latter is prepared by leaching the calcined middling product of zinc-bearing dusts processing of ferrous metallurgy. It is shown that the current efficiency can be rather high (higher than 90%) even at the initial zinc concentration in the alkaline electrolyte of 10 g/dm3. However, low current loads (100–400 A/m2) are required in this case, the use of which is unreasonable for industrial electrolysis with the formation of powdered metal, because the actual current density decreases with the development of a cathode deposit surface even lower than the limiting diffusion current of complex ions. The growth of enlarged dendrites with the formation of short-circuited segments in the interelectrode space is expected in this case, which will decrease the current efficiency of zinc. Large-scale laboratory studies on zinc electrolysis from the actual zincate solution make it possible to determine the most power-efficient (with the highest current efficiency of zinc and lowest power consumption) process parameters; notably, the current density is 1000–2000 A/m2, the electrolyte temperature is 50–80°C, the initial zinc concentration is 20–50 g/dm3, and the residual zinc concentration is no lower than 15 g/dm3. A high current efficiency (85–95%) and applied power consumption (2.28–3.20 kW h/kgZn) will be provided under these conditions. The maximal current efficiency (higher than 90%) for the “depleted” zincate solution with a zinc content of 10 g/dm3 is implemented at current density j = 125 A/m2 close to the diffusion current density (of about 95.7 A/m2). The current efficiency considerably decreases at j > 500 A/m2, which is caused by intense hydrogen evolution. When performing studies for the enlarged electrolysis cell, the formed cathode deposit is evaluated qualitatively (by visible crystal sizes).

Об авторах

S. Mamyachenkov

Ural Federal University

Автор, ответственный за переписку.
Email: svmamyachenkov@yandex.ru
Россия, Yekaterinburg, 620002

S. Yakornov

OAO UGMK-Holding

Автор, ответственный за переписку.
Email: s.yakornov@ugmk.com
Россия, Verkhnyaya Pyshma, Sverdlovsk oblast, 624091

O. Anisimova

Ural Federal University

Автор, ответственный за переписку.
Email: osanis@mail.ru
Россия, Yekaterinburg, 620002

P. Kozlov

UGMK Technical University

Автор, ответственный за переписку.
Email: p.kozlov@tu-ugmk.com
Россия, Verkhnyaya Pyshma, Sverdlovsk oblast, 624091

D. Ivakin

PAO Chelyabinsk Zinc Shop

Автор, ответственный за переписку.
Email: dai@zinc.ru
Россия, Chelyabinsk, 454008

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».