مقاله بررسی فلز مس و کاربردهای آن

مقاله بررسی فلز مس و کاربردهای آن در 16 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	مواد و متالوژی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	55 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	16

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تمام فایل ها

مقاله بررسی فلز مس و کاربردهای آن در 16 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

?- خلاصه ?
?- مقدمه ?
?-?- الکترولیز ?
?-?- اندازه گیری پلاریزاسیون ?
?-?- آزمایش رسوب ?
?- نتایج ?
?-?- غلظت دی اکسید سولفور ?
?-?- غلظت مس ??
?-?- غلظت اسید سولفوریک ??
?-?- دما ??
?-?- چگالی جریان ??
?-?- جایگزینی آند ??
?-?- رفتار پلاریزاسیون ??
?-?-?- رفتار پلاریزاسیون آندی ??
?-?-?- پلاریزاسیون کاتدی ??
?-?- جهت یابی کریستالوگرافی ??
?-? – شکل شناسی ( مورفولوژی ) رسوب ??
? ـ نتیجه گیری ??

1- خلاصه

مس از محلول اسیدی سولفات در حضور اسید سولفور مس و یا استفاده از آندگرافیتی بررسی شده است . تأثیرات متغیرها نظیر غلظت دی اکسید سولفور ،‌‎ غلظت مس، غلظت اسید سولفوریک ، دانسیته جریان و دما بر روی ولتاژ پیل ، پتانسیل آندی ، توان مصرفی، بازدهی جریان ، کیفیت رسوب ، مورفولوژی سطح ، جهت یابی کریستالی و نوع پلاریزانسیون نیز مورد مطالعه قرار گرفته است . سایر مواد بکار رفته در آند مانند و ti و ti-Iro2 نیز برای بررسی تأثیراتشان روی فعالیت الکترولیت در اکسیداسیون so2 و نیز کیفیت رسوب انجام شده است . کاتدی مستطیل شکل از جنس فولاد زنگ نزن با ابعاد نول و عرض و به ضخامت 2cm برای مس بکار برده شده است . افزایش غلظت so2 ، غلظت مس ، غلظت اسید سولفوریک و دما ، توان مصرفی را کاهش می دهند . این متغیرها تأثیری بر روی بازدهی جریان رسوب گذاری مس ندارند . حضور so2 در الکترولیک مس ، منحنی های پلاریزاسیون آندی و کاتدی را تغییر می دهد . علاوه بر این باعث تغییر در جهات کریستالی در مورفولوژی سطح مس رسوب کرده نیز قابل مشاهده است . مشخص شده که توان مصرفی مینیمم و بازدهی جریان ماکزیمم و مورفولوژی بهبود یافتة ‌سطح با استفاده از آند گرافیکی ، قابل دلتایابی است.


2- مقدمه

در طی 20 سال گذشته استخراج مس دستخوش تحولات بسیاری قرار گرفته اند . فرآیندهای پیرو متالوژی و هیدورمتالوژی پیشرفت کرده اند و روشهای بدیعی برای انجام این فرآیندها گزارش شده است. مشکل اقتصادی تکنولوژی در ارتباط با so2 از مس توسط فرآیندهای پیروستالورژیکی سبب پیشرفت فرآیندهای هیدروستالورژیکی جهت بازیافت مس از کنساتره های بیان گشته است . عملیات عمده ای که در پروسه های هیدرومتالورژی بکار می روند شامل تشویه ، لیچینگ و می باشند.

در سالهای اخیر افزایش قابل توجهی در تولید مس به روش صورت گرفته است . ایراد اصلی این عملیات ، نیاز آن به انرژی فراوان جهت مس در مقایسه با انرژی مصرفی e.firing مس می باشد.

این پروسه تقریباً نیاز به 8 تا 10 برابر توان مصرفی در e.fin دارد .

این نیاز بالا در انرژی مس سبب انجام تحقیقاتی به منظور کاهش انرژی مصرفی شده است . یکی از راههای ارائه شده ، جایگزین کردن یک واکنش آندی انتخابی به جای واکنش احیاء اکسیژن است . واکنش آندی انتخابی که ممکن است بکار رود بصورت زیر است :

1 )

2 )

3 )

4 )

واکنشهای فوق به غیر از واکنش 1 ،‌ در پتانسیل های پایین تری نسبت به پتانسیل احیاء اکسیژن می شوند . با این وجود ، واکنش 4 جاذبه بیشتری برای محققین داشته است . اکسیداسیون محلول در آندهای کربین و گرافیتی توسط محققین متعددی بررسی شده است.

Wiesener به این نکته اشاره کرده است که آندهای کربنی بار یاکسیداسیون آندی مناسب نیست. Pace و stauter نیز دریافتند که توان مصرفی برخلاف مقدار بدست آمده در روشهای متدوال ، به ازای یک kg از مس می باشد.

Bharucha ، موفق به طراحی نوعی آندگرافیتی جهت مس شد . به این صورت که مخلوطی از هوا و 12% الی 15% بر روی یک گرافیت آندی متخلخل Spargod شد .

البته این روش بالاتر از محدودة مشخصی در مقیاس آزمایشگاه کاربرد ندارد .

امروزه تلاش زیادی جهت بررسی تأثیرات اسید سولفوریک بر روی مس از الکترولین سولفاتی انجام می شود . اسید سولفوریک به عنوان منبع بکار می رود زیرا استخراج محیطی که عمدتاً به صورت اسید سولفوریک می باشد و انتقال آن به پیل مس جهت تغییر آن به و کاهش هم زمان انرژی مصرفی ،‌ سبب سهولت بیشتری می شود .

ترکیبات متداول دیگری نظیر و برای جلوگیری از تشکیل سولفاتهاشان در پیل مس بکار نمی رود زیرا ممکن است در مس تأثیر بگذارند یک آند گرافیتی جهت بررسی تأثیرات اسید سولفوریک بر روی ولتاژ پیل ،‌ توسط سر پوشی از جنس شیشه پلاستیکی و نیز تدارکات لازم به منظور داخل کردن آندو کاتد ،‌ پوشیده شده است . کادهای بکار رفته مستطیل شکل و از جنس فولاد زنگ نزن هستند و ابعاد زیر را دارند : طول ، عرض و ضخامت 2mm . جهت اتصال الکتریکی به کاتد نوارهایی با جنس مشابه و با ابعاد زیر بکار می روند:

طول cm 11 و عرض cm 1 و ضخامت mm 2 که این نوارها به مرکز لبه فوقانی صفحات مستطیل شکل ، جوش خورده اند . آندهای بکار رفته متشکل از گرافیت ، ، ، Ti و ti-Iro2 می باشند . آندهای بکار رفته نیز ،‌ ابعادی مشابه کاتد دارند . یک الکترود کالومل به عنوان الکترود مرجع بکار می رود که یک سوکننده جریان برق می باشد و با ماکزیمم قدرت ، کالومل به عنوان الکترود مرجع بکار می رود که یک سو کننده جریان برق می باشد و با وارد کردن ولتامترهایی دقیق در مدار، اندازه گیری می شوند ، یک ترمستات نیز جهت فراهم کردن دمای مورد نیاز الکترولیت بکار می رود . محلول الکترولیک از شناساگر سولفات مس اسید سولفوریک ، اسید سولفوروس و آب مقطر تشکیل شده است.

-3- غلظت اسید سولفوریک

تأثیر غلظت اسید سولفوریک در طی مس در محدوده بررسی شده است و تأثیرات آن بر روی پتانسیل آندی و ولتاژ پیل در جدول 1 آروده شده است. ولتاژ پیل و پتانسیل آندی با افزایش غلظت اکسید تا کاهش می یابند . اگر چه کاهش در ولتاژ اندک است . تغییرات غلظت اسید سولفوریک تأثیر قابل توجهی بر روی بازدهی جریان و توان مصرفی ندارد. نتایج مشابهی در این باره توسط vinshra و coopen بدست آمده است . آنها ،‌ مس را در محلولهایی حاوی غلظت بالای اسید سولفوریک در حدود می کنند و تنها کاهش جزئی در بازدهی جریان حاصل می شود.
4-3- دما

تأثیرات دما در حین مس در محلولی حاوی آهن و ، توسط coopen بررسی شده است وی نتیجه می گیرد که دما نقش مهمی در تعیین کیفیت رسوب کاتدی بازی می کند . در این بررسی ، تأثیر دما در محدودة 30 تا 60 درجه سانتیگراد بررسی شده است . ولتاژ پیل و پتانسیل آندی با افزایش دمای حوضچه کاهش می یابند ( شکل 4 ) . هیچ تغییری در بازدهی جریان در محدوده دمای ذکر شده مشاهده نمی شود و حدود 98% کل می باشد . شکل 5 تأثیر دما را روی توان مصرفی نشان می دهد . با افزایش دما کاهش قابل توجهی در توان مصرفی مشاهده می شود . توان مصرفی تقریباً بصورت خطی با افزایش دمای حوضچه کاهش می یابد . مشخص شده که دمای بالاتر کیفیت رسوب را بهبـود می بخشد و این مطابق با نتایج گزارش شده توسط Coopon می باشد.

5-3- چگالی جریان

تغییرات در چگالی جریان در حین مس در محدودة 100 الی 300 بررسی شده است و تأثیرات آن بروی ولتاژ پیل ، پتانسیل آندی و توان مصرفی و بازدهی جریان مشاهده شده است . شکل 6 تأثیرات دانسیته جریان را بر روی ولتاژ پیل و پتانسیل آندی نشان می دهد . نتایج فوق نشان می دهند که ولتاژ پیل و پتانسیل آندی در حین مس با افزایش دانسیته جریان ، افزایش می یابند . افزایش در ولتاژ پیل و پتانسیل آندی ممکنست به جهت افزایش پلاریزاسیون آندی و کاتدی نیز باشد . توان مصرفی با افزایش دانسیته جریان افزایش می یابد ( شکل 7 ) ، بازدهی جریان ثابت می ماند (98%) تا محدود 200 و رسوبات پودری با افزایش دانسیته جریان تشکیل می شوند . طبق گزارش misha وcoopen ، این مسئله ممکنست بخاطر تجاوز دانسیته جریان از حد بحرانی باشد.
6-3- جایگزینی آند

جنس آند ،‌ نقش مهمی در اکسیداسیون الکتریکی دارد . تأثیرات جنسهای مختلف آند بر روی مس در حضور بررسی شده اند . نتایج در جدول 2 ، در حضور و غیاب جهت مقایسه آورده شده است . شکل 8 ، ولتاژ پیل را برای 4 آند مختلف و و Ti – Iro2 و گرافیت ،‌ نشان می دهد . در این آزمایشها در دمای انجام شده است.

از آنجا که در همه آزمایشها ،‌ ترکیب حوضچه ،‌ دما ، فاصله الکتروها ، دانسیته جریان و جنس کاتد ،‌ ثابت نگه داشته شده است ،‌ تغییرات مشاهده شده در ولتاژ پیل ممکنست بخاطر جنس های مختلف آند باشد .

تحقیق بررسی فلز مس و کاربردهای آنپژوهش بررسی فلز مس و کاربردهای آنمقاله بررسی فلز مس و کاربردهای آندانلود تحقیق بررسی فلز مس و کاربردهای آنبررسی فلز مس و کاربردهای آنفلز مسکاربردهای فلز مس