всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Исследование электрохимической стойкости нового нерастворимого анодного материала для очистки электролизом промышленной промывной воды от ионов никеля на участке никелирования гальванического производства

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 7-9 за 2018 год, стр. 127-136.
Рубрика: Материалы для водоподготовки

 

Тураев Д.Ю. кандидат технических наук, научный сотрудник, кафедра Технологии неорганических веществ и электрохимических процессов, ФГБОУ ВО Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Аннотация:
Для существенного уменьшения поступления ионов никеля в сточную воду гальванического предприятия необходимо после операции электрохимического никелирования осуществлять промывку деталей в ванне непроточной промывки (ванне улавливания), из которой нужно извлекать ионы никеля электролизом, как наиболее простым и эффективным методом. Основная сложность данного метода - выбор нерастворимого анодного материала, который должен обладать высокой электрохимической стойкостью - т.е. длительно и безотказно работать месяцами и годами в промывной воде ванны улавливания. Промышленная эксплуатация нерастворимого анода из титана с рабочим слоем из армированного диоксида свинца в малообслуживаемой установке для очистки производственной промывной воды от ионов никеля показала его высокую электрохимическую и химическую стойкость в сернокислой среде, содержащей 0,08-0,26 г/л хлорид-ионов. Многомесячная работа данного нерастворимого анода при анодной плотности тока 12 А/дм2 не выявила каких-либо признаков его разрушения. Нерастворимый анод из титана с рабочим слоем из армированного диоксида свинца выдержал пропускание 88,1 кАч (41,9 кАч/дм2 рабочей поверхности) за 3600 часов электролиза в течение 22 мес. непрерывного контакта с промывной водой в ванне улавливания, содержащей хлорид-ионы. Аналогичные производственные испытания нерастворимых анодов из платинированного ниобия и титана показали следующие результаты: предельное время их работы до полного выхода из строя 1500-2000 ч, предельное значение количества пропущенного электричества 10,4-11,4 кАч, максимальное значение удельного количества электричества на единицу рабочей площади поверхности 19,2 кАч/дм2. Малая толщина платинового покрытия (2,5 мкм) обуславливает короткий срок эксплуатации платинированных анодов, несмотря на группу стойкости платинового покрытия II (весьма стойкие) и III (стойкие), коррозионный балл со 2 по 5 в условиях эксплуатации. Согласно полученным результатам нерастворимые аноды из платинированного ниобия и титана непригодны для длительной эксплуатации в процессе очистки промывной воды в ванне улавливания от ионов никеля электролизом.

Ключевые слова: ионы никеля, нерастворимый анод из диоксида свинца, платинированный ниобий и титан, промывная вода, сернокислое никелирование

Ссылка для цитирования:
Тураев Д.Ю. Исследование электрохимической стойкости нового нерастворимого анодного материала для очистки электролизом промышленной промывной воды от ионов никеля на участке никелирования гальванического производства // Вода: химия и экология. — 2018. — № 7-9. — c. 127-136. — http://watchemec.ru/article/29017/

Литература:
Краткий справочник по химии. Под общ. ред. Пилипенко А.Т Киев. Наукова думка, 1987, 829 с.
2. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. М., Глобус, 2002, 350 с.
3. Coman V. Nickel recovery/removal from industrial wastes: A review / V. Coman, B. Robotin, P. Ilea // Resources, Conservation and Recycling. Volume 73, April 2013, P. 229-238.
4. Benvenuti T. Recovery of nickel and water from nickel electroplating waste water by electrodialysis / T. Benvenuti, R.S. Krapf, M.A.S. Rodrigues, A.M. Bernardes, J. Zoppas-Ferreira // Separation and Purification Technology. Volume 129, 29 May 2014, P. 106-112.
5. Benvenuti Tatiane. Closing the loop in the electroplating industry by electrodialysis / Tatiane Benvenuti, Marco Antonio Siqueira Rodrigues, Andréa Moura Bernardes, Jane Zoppas-Ferreira // Journal of Cleaner Production. Volume 155, Part 1, 1 July 2017, P. 130-138.
6. Guan Wei. Electrooxidation of nickel-ammonia complexes and simultaneous electrodeposition recovery of nickel from practical nickel-electroplating rinse wastewater. / Wei Guan, Shichao Tian, Di Cao, Yutong Chen, Xu Zhao // Electrochimica Acta. Volume 246, 20 August 2017, P. 1230-1236.
7. Якименко Л.М. Электродные материалы в прикладной электрохимии. М. Химия, 1977. 266 с.
8. Виноградов Е.И. Электрохимия магнетитового анода в растворе сульфата натрия / Е.И. Виноградов, О.В. Иванова, И.В. Мекаева, К.Е. Румянцева, К.В. Станиславчик, Б.А. Хоришко // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2009. Т. 52. № 12. С. 52-55.
9. Пчельников И.В. Исследование коррозионных и электрохимических свойств оксидных покрытий анодов для производства низкоконцентрированного гипохлорита натрия / И.В. Пчельников, С.И. Игнатенко, А.А. Бабаев, Л.Н. Фесенко // Инженерный вестник Дона. 2014. Т. 28. № 1. С. 30.
10. Патент RU 2561565. Опубликовано 27.08.2015. Бюл. № 24. Анод для выделения хлора.
11. Патент RU 2361967. Опубликовано 20.07.2009. Бюл. № 20. Способ электроизвлечения компактного никеля.
12. Lupi C. Nickel and cobalt recycling from lithium-ion batteries by electrochemical processes / C. Lupi, M. Pasquali, A. Dell’Era // Waste Management. Volume 25. Issue 2. 2005. P. 215-220.
13. Химические источники тока. Справочник. Под ред. Н.В. Коровина, А.М. Скундина. М. Изд. МЭИ, 2003 г., 740 с.
14. Патент RU 2577402. Опубликовано 20.03.2016. Бюл. № 8. Анод для выделения кислорода и способ его изготовления.
15. Тураев Д.Ю. Излечение катионов никеля и цинка из растворов, содержащих гипофосфит- или цианид-анионы // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. 2009. №3. С. 66-70.
16. Веселовская И.Е. Изучение кинетики анодного процесса на платинированном титановом аноде в зависимости от рН хлоридных растворов / И.Е. Веселовская, С.Д. Ходкевич, Л.М. Якименко // Электрохимия. 1969. Т.5. №8. С. 906-909.
17. Бибиков Н.Н. Электрохимическая защита морских судов от коррозии. / Н.Н. Бибиков, Е.Я. Люблинский, Л.В. Поварова. Л. «Судостроение», 1971, 262 с.
18. Чернышова О.В. Электрохимическое извлечение никеля из сточных вод и технологических растворов с применением объемных электродов при контролируемом потенциале / О.В. Чернышова, В.И. Чернышов // Вода: химия и экология. №. 5. 2013. С. 29-35.
19. Платинированный ниобий. Электронный ресурс: http://www.metakem.de/ru/produkte/anoden/platiniertes-niob.html.
20. Патент RU 2318080. Опубликовано 27.02.08. Бюл. №6. Способ изготовления электрода из диоксида свинца.
21. Коррозия металлов. Десятибалльная шкала коррозионной стойкости. ГОСТ 13819-68. М.: Изд-во стандартов, 1968, 6 с.
22. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости. ГОСТ 9.908-85. М.: Изд-во стандартов, 1985, 17 с.