Кафедра процесів, апаратів та загальної хімічної технології (ПАтаЗХТ)

Permanent URI for this communityhttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/20510

ENG: Department of Processes, Apparatuses and General Chemical Technology

Browse

Now showing 1 - 4 of 4

Анодне розчинення олова і свинцю в метансульфонатних розчинах
(Вісник Херсонського національного технічного університету, 2025) Кучер, Вадим; Скнар, Юрій Євгенович; Скнар, Ірина Володимирівна; Бутиріна, Тетяна Євгенівна
UKR: Важливою прикладною задачею сьогодення є вибіркове виділення олова, свинцю, міді та інших цінних елемен-тів зі сплавів, отриманих у процесі переробки відпрацьованої електронної та комп’ютерної техніки. Обсяг таких відходів стрімко зростає через швидкий розвиток інформаційних технологій і матеріалознавства, що спричиняє постійну потребу в оновленні електронних пристроїв. Переробка кольорових металів є економічно вигідною, сприяє екологічній безпеці і забезпечує промисловість критично важливими металами. Енергоефективним методом роз-ділення металів у таких відходах є їх гідрометалургійна обробка. Багатокомпонентні сплави розчиняються у кис-лих або лужних середовищах, після чого проводиться селективне розділення окремих компонентів. Для одночасного розчинення олова і свинцю з брухту електротехнічного сплаву доцільно використовувати розчини вилуговування, в яких утворюються розчинні сполуки цих металів. Одними із найбільш перспективних в цьому аспекті є розчини на основі метансульфонової кислоти. Для контрольованого і селективного розчинення сплавів використовується метод анодного розчинення. В даній роботі проведено дослідження анодного розчинення олова і свинцю в розчині метансульфонової кислоти. В досліджені використано мембранний електроліз, при якому аноліт був відокрем-лений від католіту аніонообмінною мембраною. Встановлено, що стовідсоткове розчинення олова з утворенням іонів олова(ІІ) відбувається у розчині 1 моль/л метансульфонової кислоти в діапазоні густин струму 0,5–3 А/дм2. В діапазоні густини струму 3–6 А/дм2 вихід за струмом утворення іонів олова(ІІ) знижується внаслідок пере-бігу паралельного анодного процесу окиснення олова до олова(IV). Вихід за струмом анодного розчинення свинцю з утворенням іонів плюмбум(ІІ) в досліджуваному інтервалі густин струму становить 100 %. Встановлено, що при концентруванні аноліту під час мембранного електролізу олова і свинцю спостерігається перехід води з като-літу в аноліт під дією осмотичного тиску. Для нівелювання цього ефекту запропоновано підтримувати концен-трацію кислоти у католіті на рівні 3,5 моль/л при концентруванні аноліту за іонами металів на рівні 1,85 моль/л.
Електроекстракція нікелю із метансульфонатних розчинів вилуговування
(Вісник Хмельницького національного університету, 2025) Скнар, Юрій Євгенович; Скнар, Ірина Володимирівна; Бутиріна, Тетяна Євгенівна
UKR: Важливою прикладною задачею є селективне вилучення цінних компонентів із лому сплавів тугоплавких металів з металами групи заліза, що містять значну кількість рідкісних металів. Нагальність та актуальність досліджень в даній царині зумовлена стратегічним значенням цих металів для оборонної промисловості України, оскільки сплави на їх основі мають унікальні фізико-механічні властивості та використовуються,зокрема, як конструкційні матеріали у газотурбінному обладнанні і елементах військової техніки. З огляду на те, що термін служби авіаційних турбореактивних двигунів залежить від ресурсу найбільш важливих компонентів, підвищення їхньої надійності можливе завдяки використанню високочистих компонентів жароміцних сплавів на основі нікелю. Енергетично ощадним є гідрометалургійний спосіб переробки відпрацьованих деталей з таких сплавів. Переведений у розчин нікель може бути виділений хімічним або електрохімічнимспособом. Електроекстракція представляє собоюнайбільш селективний спосіб виділення нікелю високої чистоти з розчину вилуговування. Для вилучення нікелю з низькими внутрішніми напругами використовуються сульфурвмісні органічні речовини, що додаються до розчину електроекстрації. В представленій роботідосліджено новий тип розчину вилуговування на основі метансульфонової кислоти, солі якої є високорозчинними у водному середовищі. В якості сульфурвмісних знижувачів внутрішніх напруг використано ортоарилсульфонат та сахаринат натрію. Встановлено, що виділення нікелю з метансульфонатного розчину відбувається при меншій поляризації порівняно з сульфатним розчином. Дія ортоарилсульфонату натрію в кількості 15 ммоль/л на кінетику виділення нікелю з метансульфонатного розчину є несуттєвою. Сахаринат натрію збільшує поляризацію виділення нікелю з метансульфонатного розчину на 100 мВ вже при концентрації 0,25 мммоль/л. Отримано нікель без внутрішніх напруг з метансульфонатного розчину за присутності 15 ммоль/л ортоарилсульфонату або 0,05 ммоль/л сахаринату натрію. Діапазон густин струму отримання ненапруженого нікелю у випадку ортоарилсульфонату натрію становить 2 –7 А/дм2, для сахаринату натріюцей діапазон 2 –5 А/дм2
Електроекстракція олова із метансульфонатних розчинів
(Вісник Хмельницького національного університету, 2025) Кучер, Вадим; Скнар, Юрій Євгенович; Скнар, Ірина Володимирівна; Бутиріна, Тетяна Євгенівна
UKR: Важливою прикладною задачею є селективне вилучення олова, міді та інших цінних компонентів із сплавів, що отримують при переробці відпрацьованої електронної та комп’ютерної техніки. Кількість таких відходів стрімко зростає у зв’язку з надзвичайно прискореними темпами розвитку інформаційних технологій і матеріалознавства, що призводять до формування потреби у постійному оновленні електронних пристроїв. Рециклінгове використання кольорових металів є економічно, екологічно та соціально доцільним і вже понад 30% олова отримується з електротехнічного брухту. Енергоощадним способом розділення металів з означених відходів є гідрометалургійна їх обробка. Багатокомпонентні сплави розчиняються в кислих або лужних розчинах вилуговування і в подальшому піддаються селективному покомпонентному розділенню. До найбільш селективного і керованого способу виділення чистого олова відноситься електроекстракція. Отримання компактних осадів олова високої чистоти можливе при його катодному виділенні з кислих розчинів за присутності органічних поверхнево-активних речовин. Традиційними кислими середовищами при вилуговуванні олова зі сплавів електротехнічного лому є хлоридні, сульфатні та нітратні розчини. З огляду на високу розчинність солей багатьох металів та низький парціальний тиск парів значні перспективи у використанні в якості вилуговувача проглядаються у метансульфонової кислоти. Тому важливою задачею є встановлення закономірностей виділення олова з метансульфонатних розчинів шляхом електроекстракції. В даній роботі досліджено кінетику електроосадження олова за присутності оксиетильованих -нафтолів, які відрізняються будовою гідрофільної групи. Встановлено, що досліджені поверхнево-активні речовини інгібують виділення олова. Максимальний ефект зниження граничного адсорбційного струму проявляється при концентрація досліджуваних добавок близько 1 ммоль/л. Найменше піноутворення і найвища температура помутніння, яка становить 85 C, відповідає розчину неіоногенного оксиетильваного -нафтолу. Це є важливим для швидкісного процесу електроекстракції, який проводиться за підвищених температур. Показано, що використання неіоногенного оксиетильваного -нафтолу у метансульфонатному розчині електроекстракції дозволяє отримувати компактні дрібнокристалічні осади олова у широкому діапазоні густин струму.
Синтез композитних фотокаталітичних плівок Cu-TIO2
(Вісник Херсонського національного технічного університету, 2025) Скнар, Юрій Євгенович; Скнар, Ірина Володимирівна; Аміруллоєв, Р. С.; Бутиріна, Тетяна Євгенівна; Кожура Д. О.
UKR: Електроосадження композиційних покривів на основі міді розглядається як перспективний напрям створення сучасних поліфункціональних матеріалів. Однією з ключових сфер їх використання є системи очищення газових викидів і стічних вод. Органічні забруднювачі, характерні для текстильної, харчової та лакофарбової промис-ловості, ефективно піддаються фотодеструкції за участю каталізаторів. Найчастіше в ролі фотокаталіза-торів застосовують напівпровідникові оксидні матеріали, зокрема діоксид титану. Найбільш перспективною сферою застосування композитів, що містять TiO2, є фотокаталітична деструкція забруднюючих речовин. Титан діоксид добре відомий як напівпровідник n-типу з відносно високою швидкістю рекомбінації фотоінду-кованих носіїв заряду. Властивості титан діоксиду є функцією кристалічної структури, розміру і морфології наночастинок. Особливості конструкції обладнання для очищення стоків вимагають закріплення частинок TiO2у жорсткій матриці. Оптимальним рішенням є нанесення композитних плівок методом електроосадження, наприклад, Cu–TiO2. Вирішальну роль у формуванні властивостей композитів і виборі технологічних параметрів процесу відіграє склад розчину. Для одержання композитів Cu–TiO2 в роботі використано метансульфонатний розчин, який характеризується високою розчинністю солей і електрохімічною індиферентністю. З’ясовано, що фотокаталітичні властивості композиційних плівок Cu–TiO2, одержаних із метансульфонатного розчину, зале-жать від кількості включеного в плівки діоксиду титану. Показано, що зростання вмісту TiO2 в плівках з 0,1 до 1,3 мас.% супроводжується підвищенням ефективності фотодеструкції барвника з 6 до 15,5 %. Запропо-нований склад розчину демонструє високу ефективність для синтезу композиційних плівок фотокаталізаторів, призначених для очищення стічних вод від органічних забруднень