Abstrakti
Tässä väitöskirjassa tutkittiin hopean elektrolyysiprosessia korkealla virrantiheydellä operoituna hyödyntäen prosessin empiiristä mallintamista. Mallinnuksen ensimmäinen osa koostui anodin pinnalla tapahtuvista ilmiöistä, kuten hopean liukenemisesta, kullasta johtuvasta passivaatiosta, ja kuparin liukenemisesta. Mallinnuksen toinen osa käsitteli prosessioptimointia mallintamalla elektrolyytin ominaisuuksia, kuten johtavuutta, tiheyttä, viskositeettiä ja elektrolyytin kierrätysjärjestelmää. Kaikki mallinnus perustui laboratoriomittakaavan kokeellisiin tuloksiin synteettisissä elektrolyyteissä ja teollisuuden parametreillä operoituna.
Hopean liukenemisen kineettinen mallinnus tässä tutkimuksessa viittaa siihen, että korkean virrantiheyden käyttö on teknisesti mahdollista. Kokeellisten tulosten perusteella hopea-anodin passivoitumisen pääasiallinen syy on anodin kultapitoisuus, koska kulta ei liukene elektrolyysissä käytettyyn laimeaan typpihappoliuokseen. Samalla anodin sisältämä kupari liukenee ja kertyy hopeaelektrolyyttiin. Vaikka liuennut kupari lisäsi elektrolyytin johtavuutta, aiheuttaa korkea kuparipitoisuus samalla myös hopeakatodin kontaminaatiota. Mallintamalla anodilta liukenevien metallien liukenemiskinetiikkaa pystyttiin löytämään sopivat kupari- ja kultapitoisuudet optimaaliselle operoinnille korkealla virrantiheydellä.
Elektrolyytillä on kaksi pääroolia elektrolyysiprosessissa; se mahdollistaa varauksen siirron ja toimii hopeaionien kuljettajana. Vastaavasti elektrolyytin koostumuksen optimointi mahdollistaa energiankulutuksen minimoinnin sekä varmistaa katodituotteen korkean puhtauden. Tässä väitöskirjatyössä määritettiin optimaaliset elektrolyyttiolosuhteet ja elektrolyytin kiertojärjestelmä korkean virrantiheyden operaatiolle hopeaelektrolyysissä. Optimaaliset anodi- ja elektrolyyttiolosuhteet olivat korkeimmillaan 6-8% Au anodissa ja 100-150 g/dm3 [Ag+], 50-75 g/dm3 [Cu2+], 5-7 g/dm3 [HNO3] elektrolyytissä.
| Julkaisun otsikon käännös | Korkean tuotantonopeuden soveltaminen hopean puhdistuselektrolyysissä |
|---|---|
| Alkuperäiskieli | Englanti |
| Pätevyys | Tohtorintutkinto |
| Myöntävä instituutio |
|
| Ohjaaja |
|
| Kustantaja | |
| Painoksen ISBN | 978-952-64-0376-2 |
| Sähköinen ISBN | 978-952-64-0377-9 |
| Tila | Julkaistu - 2021 |
| OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- hopean elektrolyyttinen puhdistus
- korkea virrantiheys
- kokeellinen mallinnus
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Korkean tuotantonopeuden soveltaminen hopean puhdistuselektrolyysissä'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Laitteet
-
Raaka-aineiden tutkimusinfrastruktuuri
Karppinen, M. (Manager)
Kemian tekniikan korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver