Исследование кинетики цементации кадмия в присутствии ПАВ
Автор: Агеенко Егор Игоревич, Колесников Александр Васильевич, Павловский Данил Андреевич
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Рубрика: Физическая химия
Статья в выпуске: 2 т.15, 2023 года.
Бесплатный доступ
Целью данной работы является изучение кинетики цементации кадмия порошком цинка в водных средах в непрерывном режиме с использованием ионоселективного кадмиевого электрода. Восстановление кадмия из водных растворов проводили порошком цинка, крупностью от 63 до 200 мкм. В ряде опытов проверяли влияние на процесс цементации кадмия катионоактивного флокулянта Besfloc K6645. Процесс проводили в области температур от 30 до 50 °С при непрерывном перемешивании со скоростью 200 об/мин верхнеприводной мешалкой. Кинетические кривые записывались с использованием кадмий-селективного электрода. Кинетические кривые условно разбивались на линейные участки. К каждому участку были проведены касательные, что позволило определять кажущиеся константы скорости по уравнению первого порядка и коэффициенты режима по уравнению Ерофеева - Колмогорова. Повышение температуры оказывает положительное влияние на цементацию. Введение в электролит флокулянта в количестве 70 мг/л снижало степень цементации от двух до трех раз за период времени 600 с. Полученные данные позволили рассчитать энергии активации скоростей процесса на линейных участках кинетических кривых, которые составили ориентировочно 46, 32 и 11-13 кДж/моль на первом, втором и третьем участке соответственно при проведении восстановления без добавки флокулянта и 117-130 и 82-85 кДж/моль в присутствии флокулянта Besfloc K6645. Показано, что в присутствии флокулянта происходит возрастание энергии активации, особенно на первом участке, характеризующемся замедленной скоростью цементации. В работе отмечено влияние добавки Besfloc K6645 на продолжительность начального участка кинетических кривых цементации.
Цементация кадмия, цинк, скорость реакции, константа, механизм процесса, кажущиеся энергии активации
Короткий адрес: https://sciup.org/147240921
IDR: 147240921 | DOI: 10.14529/chem230210
Список литературы Исследование кинетики цементации кадмия в присутствии ПАВ
- Колесников А.В., Казанбаев Л.А., Козлов П.А. Влияние органических веществ на процессы цементации и электролиза цинка // Цвет. мет. 2006. № 8. С. 24-28.
- Ku Y., Wu M.H., Shen Y.S. A study on the cadmium removal from aqueous solutions by zinc cementation // Sep. Sci. Technol. 2002. Vol. 37, no. 3. P. 571-590. DOI: 10.1081/SS-120001448.
- Nassef E. Removal of copper from wastewater by cementation from simulated leach liquors // J. Chem. Eng. Process Technol. 2015. Vol. 6, no. 1. P. 1-6. DOI: 10.4172/2157-7048.1000214.
- Колмачихина Э.Б. Изучение влияния лигносульфоната натрия, анионных поверхностно-активных веществ и их смесей на показатели цементации ионов меди цинком // Изв. высш. учебн. завед. Цвет. металл. 2020. № 4. С. 29-35. DOI: 10.17073/0021-3438-2020-4-29-35
- Исследование извлечения меди в барабанном цементаторе / Б.Д. Халезов, Н.А. Ватолин, Ю.Н. Макурин, Н.А. Быков // ГИАБ. 2005. № 5. С. 302-311.
- Demirkiran N. A kinetic study of copper cementation with zinc in aqueous solutions // Int. J. Miner. Process. 2007. V. 82, № 2. P. 80-85. DOI: 10.1016/j.minpro.2006.10.005
- Nosier S.A. Removal of cadmium ions from industrial wastewater by cementation // Chem. Bio-chem. Eng. Q. 2003. V. 17, № 3. P. 219-224.
- Karavasteva M. Effect of certain surfactants on co cementation using zinc dust in the presence of both Cu and Sb // Can. Metall. Q. 2005. V. 44, № 4. P. 457-462. DOI: 10.1179/cmq.2005.44.4.457
- Ahmed I.M., El-Nadi Y.A., Daoud J.A. Cementation of copper from spent copper-pickle sulfate solution by zinc ash // Hydrometallurgy. 2011. V. 110, № 4. P. 62-66. DOI: 10.1016/ j.hydromet.2011.08.007
- Farahmand F. Optimization and kinetics of the cementation of lead with aluminum powder // Hydrometallurgy. 2009. V. 98, № 2. P. 81-85. DOI: 10.1016/j.hydromet.2009.04.001
- Younesi S.R., Alimadadi H., Keshavarz E., Marashi S.P.H. Kinetic mechanisms of cementation of cadmium ions by zinc powder from sulphate solutions // Hydrometallurgy. 2006. Vol. 84. № 3-4. P. 155-164. DOI: 10.1016/j.hydromet.2006.05.005
- Asadrokht M., Zakeri A. Effect of concurrent ball milling on cementation reactions: the case of Cu-Al system // Miner. Eng. 2018. Vol. 125. P. 15-25. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.05.024
- Krause B., Sandenbergh R.F. Optimization of cobalt removal from an aqueous sulfate zinc leach solution for zinc electrowinning // Hydrometallurgy. 2015. V. 155. P. 132-140. DOI: 10.1016/j .hydromet.2015.05.001
- Raghavan R., Mohanan P.K., Verma S.K. Modified zinc sulphate solution purification technique to obtain low levels of cobalt for the zinc electrowinning process // Hydrometallurgy. 1999. V. 51, № 2. P. 187-206. DOI: 10.1016/S0304-386X(98)00076-0
- Алкацев М.И. Процессы цементации в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1981. 116 с.
- Lew R.W. The removal of cobalt from zinc sulphate electrolytes using the copper-antimony process: dis. Vancouver, 1994. 99 p.
- Gutknecht T., Colombus Y., Steenari B.M. Recycling zinc from metal oxide varistors through leaching and cementation of cobalt and nickel // J. Sustain. Metall. 2017. V. 3, № 2. P. 239-250. DOI: 10.1007/s40831-016-0072-6
- Nelson A., Wang W., Demopoulos G.P., Houlachi G. The removal of cobalt from zinc electrolyte by cementation: a critical review // Miner. Process. Extr. Metall. Rev. 2000. V. 20, № 1. P. 325356. DOI: 10.1080/08827509908962481
- Vanysek P. CRC Handbook of chemistry and physics. Chemical Rubber Company Press, USA, 2012.
- Sousa S., De Carvalho J.R., Correia M.J.N. Cadmium removal from industrial effluents by cementation with zinc powder // Int. J. Environ. Waste Manage. 2012. Vol. 9, № 3-4. P. 284-292. DOI 10.1504/IJEWM.2012.046393.
- Karavasteva M. The effect of certain eurfactants on the cementation of cadmium by suspended zinc particles // Hydrometallurgy. 1997. Vol. 47, № 1. P. 91-98. DOI: 10.1016/S0304-386X(97)00037-6
- Kinetics of copper and cadmium cementation by zinc powder / V. Oliveira, J. Penna, L. Magalhaes et al. // Tecnol. Metal. Mater. e Miner. 2019. Vol. 16, № 2. P. 255-262. DOI: 10.4322/2176-1523.20191661
- Taha A.A., Abd El-Ghani S.A.H. Effect of surfactants on the cementation of cadmium // J. Colloid Interface Sci. 2004. Vol. 280, № 1. P. 9-17. DOI: 10.1016/j.jcis.2004.07.023
- Review on cadmium removal from aqueous solutions / K.S. Rao, M. Mohapatra, S. Anand, P. Venkateswarlu // Int. j. eng. sci. technol. 2010. Vol. 2, № 7. DOI: 10.4314/ijest.v2i7.63747
- Исследование электроцементационной очистки растворов, полученных при атмосферном выщелачивании низкокачественных цинковых концентратов / С.В. Мамячиков, О.С. Анисимова, Н А. Куленова, Ж.С. Оналбаева // J.S. 2019. T. 65, № 7. С. 11.
- Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. СПб.: АНО НПО «Профессионал», 2004. 838 с.
- Колесников А.В., Працкова С.Е. Теория и практика очистки растворов цинковой пылью в гидрометаллургии. Экспериментальные и теоретические данные. Palmarium Academic Publishing. 2017. 130 с.
- Колесников А.В. Исследование причин эффективного использования лигносульфоната в электролизе цинка // Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 40. № 12. С. 110.
- Колесников А.В., Цыганова И.В. Электролиз сульфатных цинковых растворов. Экспериментальные и теоретические данные. Palmarium Academic Publishing, 2018. 115 с.
- Тормоз В.В., Майборода Ю.В., Назимко Е.И. Исследование процесса осветления воды, содержащей угольный шлам, с использованием флокулянтов марки Besfloc // Вют Донецького прничого шституту. 2013. № 2 (2). С. 41-45.
- Справочное руководство по применению ионоселективных электродов: пер. с англ. Мир, 1986. 231 с.