МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Химический факультет ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТОВ ЦИНКА И МЕДИ: АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА Магистрант: 2-го курса Меджидов М.Н. Руководитель: д.т.н., профессор Алиев З.М.

Задачи, решаемые при выполнении диссертационной работы: 1. Выявление зависимости выхода карбоната цинка и меди от температуры, переменного тока, давления, концентрации электролитов и времени 2. Анализ и качества целевых продуктов и проведения сравнительного анализа. 3. Проверка качества продуктов на атомно-абсорбционном спектре и проведение сравнительного анализа. 4. Расчет экономического эффекта и анализ конечных продуктов. Цель диссертационной работы: Цель диссертационной работы: Создание оптимальных условий для повышения качества карбонатов цинка и карбоната меди, анализ конечных результатов с целью определения количественного содержания чистоты продуктов и экономической значимости.

Малая изученность электрохимических процессов, протекающих при повышенных давлениях, способствовала нас к проведению систематических исследований в этом направлении. Электрохимия обладает уникальными возможностями в решении многих технологических проблем. Это обусловлено в первую очередь высокой направленностью и селективностью электрохимических процессов, широкими возможностями в варьировании различных степеней окисления и восстановления, низким рассеиванием энергии в окружающую среду. Имеющиеся способы получения карбоната цинка и карбоната меди являются экономически не целесообразными. Чем меньше затрат потребляемой энергии требуется на единицу производимой продукции в сравнении с расчетными нормами, тем эффективнее производство, а производимый продукт – дешевле. Существует проблема загрязнения окружающей среды вредными выбросами диоксида углерода (СО2), при проведении процесса при атмосферном давлении. Актуальность

ZnSO4 750 мл раст. KHCO3 300 мл раст. Результат Недостатки t=30 Аморфный осадок в течение 3-5 дней С=0,1 моль/лC=0,1 моль/л Мелкокристаллического осадка промывают декантацией водой до удаление сульфат-ионов и высушивают при температуре выше 1100 С. Высокий температурный процесс. --Карбонат цинка выпадает в виде аморфного осадка, который оставляют кристаллизоваться на 3-4 дня при температуре ниже 100 С, а затем еще на 2-3 дня при комнатной температуре (старение осадка). Выделить из водного раствора карбонат, отвечающий по составу соли трудно. Химический метод получения карбоната цинка

Примеры Молярное соотношение Сu:NH 3 Температур а 0 С Время выдержки в печи ч. Время процесса ч. Выход % Недостатки 1. Повышение температуры свыше 150 С приводит к загрязнению основного продукта окисью меди СиО, который образуется в результате разложения карбоната меди. 2. Понижение температуры ниже 80"С значительно увеличивает длительность процесса получения карбоната меди, что также неэффективно. Химические методы получения карбоната меди

Схема переменного тока и автоклава Т1Автотрансформатор PH Т2Согласующий тр-ор 220/27V VD1,VD2Диод Д 242А FВставка плавкая ВП1-2-1А PA1Амперметр PV1Вольтметр ЭЭлектролизер

Анод: Zn-2e - =Zn 2 + Катод: 2H 2 O+2e - =2OH - +H 2 Zn 2+ +2OH - =Zn(OH) 2 Zn(OH) 2 +CO 2 =ZnCO 3 +H 2 O Реакция, которая проходит в автоклаве при получении карбоната цинка:

Изменение стационарного потенциала цинкового электрода в зависимости от давления диоксида углерода в водном растворе карбоната натрия. Изменение стационарного потенциала цинкового электрода в зависимости от давления диоксида углерода в водном растворе карбоната натрия.

Электрохимический методы получения карбоната цинка

Изменение стационарного потенциала медного электрода в зависимости от давления диоксида углерода в водном растворе карбоната натрия

Электрохимические методы получения карбоната меди

ПримесиV mg/LВ процентном содержании % 1Cd Ni Co Мn Pb Cu Проверка качества карбоната цинка на атомно-абсорбционном спектре

ПримесиV mg/LВ процентном содержании % 1Cd Ni Co Мn Pb Проверка качества карбоната меди на атомно-абсорбционном спектре

Анализ продуктов и расчет экономического эффекта

1. В настоящей работе впервые в наиболее общем виде проведено систематическое исследование теоретических и технологических особенностей протекания электрохимических процессов в электролитах, насыщенных газообразными веществами (СО 2 ) под давлением. 2. Было выявлено качество конечных продуктов с помощью атомно- абсорбционного спектрального анализа, процентное содержание примесей от общей массы, чистота конечных продуктов составило карбоната цинка 99,8%, карбоната меди 98,9%. 3. Применение переменного тока значительно снизила потребление электроэнергии которая являлось одном из основных недостатков электрохимического метода, где плотность тока составило не более 0,025 А/см и 2-2,5-3А/дм 2 4. Использования автоклава под давлением диоксида углерода СО 2 для получения карбоната цинка и карбоната меди значительно повышает качество конечного продукта и его себестоимость, при этом, не приводя к загрязнению окружающую среду. 5. Был выявлен экономическое и экологическое значимость электрохимического метода получения (ZnCO 3 )карбоната цинка и карбоната меди (CuCO3), по сравнению с имеющимися аналогами на рынке России и СНГ. Заключение

Спасибо за внимание Махачкала 2015 г.