3. Kết quả và thảo luận [3]

3.1. Ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến thời gian thụ động anôt

    Tiến hành điện phân thiếc thô được lấy từ các cơ sở hiện đang tinh luyện trong nước, đo phân cực anôt theo thời gian để xác định thời gian anốt bị thụ động.

    Chế độ điện phân được chọn như sau: Nồng độ axit H2SO4: 120 g/l; Nồng độ ion thiếc: 35 g/l

    Keo gelatin: 2 g/l;     β-napton: 1 g/l

    Ảnh hưởng của mật độ dòng đến thời gian thụ động anôt xem trong bảng 2 và hình 2. Từ đây có nhận xét rằng: mật độ dòng điện ảnh hưởng lớn đến thời gian thụ động anôt. Khi giảm mật độ dòng điện, thời gian thụ động anôt tăng lên nhưng đồng thời lại làm giảm lượng kim loại kết tủa trên catôt trong 1 đơn vị thời gian. Với mật độ dòng 70 A/m 2 so với 90 A/m 2 , tuy thời gian thụ động anôt tăng lên hơn 2 lần nhưng lượng kim loại kết tủa ở catôt chỉ tăng 1,7 lần.

3.2. Ảnh hưởng của nồng độ ion thiếc đến thời gian thụ động anôt

    Chế độ điện phân được chọn như sau:

    Nồng độ axit H2SO4: 120 g/l; Mật độ dòng điện; 90 A/m2

    Keo gelatin: 2 g/l:     β-napton: 1 g/l

STT Thông số Đơn vị TN-1 TN-2 TN-3
1 Nồng độ ion thiếc g/l 25 35 45
2 Thời gian thụ động anôt giờ 30 29 27

Bảng 3. ảnh hưởng của nồng độ ion thiếc đến thời gian thụ động anôt

STT Thông số Đơn vị TN-1 TN-2 TN-3
1 Na2SO4 g/l 0 33 60
2 Thời gian thụ động anôt giờ 29 29 28

Bảng 4. ảnh hưởng của Na2SO4đến thời gian thụ động anôt

STT Thông số Đơn vị TN-1 TN-2 TN-3 TN-4
1 β-napton g/l 0,5 1,0 1,5 2,5
2 Thời gian thụ động anôt giờ 28,5 29 33 40

Bảng 5. ảnh hưởng của β-napton đến thời gian thụ động anôt

STT Thông số Đơn vị TN-1 TN-2 TN-3 TN-4
1 Hàm lượng Cl g/l 1,7 5 1,7 5
2 Hàm lượng Cr g/l 0,7 0,7 2 2
3 Thời gian thụ động anôt giờ 92,5 119,5 226 227

Bảng 6. ảnh hưởng của các ion clo và crôm đến thời gian thụ động anôt

    Từ bảng 3 thấy rõ, khi tăng nồng độ ion thiếc trong dung dịch điện phân không kéo dài được thời gian thụ động anôt.

3.3. Ảnh hưởng của các chất phụ gia NaNa2SO4 và β-napton đến thời gian thụ động anôt

    Chế độ điện phân được chọn như sau:

    Nồng độ axit H2SO4: 120 g/l; Nồng độ ion thiếc; 35 g/l

    Mật độ dòng điện; 90 A/m2 ;     Keo gelatin: 2 g/l:

    Bảng 4 cho thấy khi thay đổi hàm lượng Na2SO4trong dung dịch điện phân thời gian thụ động anôt không thay đổi.

    Trong khi đó tăng lượng β-napton có kéo dài được thời gian thụ động anôt nhưng không nhiều, mặt khác lượng β-napton tăng lại làm tăng điện áp bể và bề mặt dung dịch sủi bọt nhiều, gây khó khăn cho quá trình vận hành bể (bảng 5).

3.4. Ảnh hưởng của các ion clo và crôm đến thời gian thụ động anôt

    Chế độ điện phân được chọn như sau:

    Nồng độ axit H2SO4: 120 g/l; Nồng độ ion thiếc; 35 g/l

    Mật độ dòng điện; 90 A/m2 ; Keo gelatin: 2 g/l: β-napton: 1 g/l

    Kết quả nêu trong bảng 6 cho thấy:

    – Các ion clo và crôm có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian thụ động anôt.
    – Thời gian thụ động anốt tăng theo hàm lượng các ion clo và crôm đưa vào dung dịch.
    – Với hàm lượng clo: 5 g/l và crôm: 2 g/l đã kéo dài thời gian thụ động anôt đến 277 giờ (hơn 11 ngày), gấp nhiều lần so với khi không sử dụng hai ion trên.
    – Ảnh hưởng của hàm lượng ion crôm đến thời gian thụ động anôt mạnh hơn nhiều so với ion clo.

3.5. Chất lượng hóa học của thiếc sau điện phân (catôt)

    Đã kiểm định chất lượng hóa học thiêc catôt sau khi điện phân xem việc sử dụng các phụ gia clo và crôm có đảm bào chất lượng thiếc sạch loại 1 như khi không dùng chất phụ gia không. Kết quả phân tích bằng phương pháp khối phổ plasma cảm ứng chỉ ra trên bảng 7.

Hàm lượng tạp chất (%)

Hàm lượng thiếc (%)

Fe Cu As Sb Bi Pb S

> 99,97

0,068 0,001 0,0003 0,002 0,002 0,009 0,001

Bảng 7. Thành phần hóa học của thiếc catôt

4. Kết luận

    a. Với đặc thù thiếc thô trong nước chứa nhiều tạp chất (bảng 1), khi điện phân tinh luyện trong dung dịch axit H2SO4 thuần, chỉ sau khoảng 29 đến 30 giờ đã xảy ra hiện tượng thụ đông anôt.

    b. Bằng các biện pháp thay đổi mật độ dòng điện hoặc bổ sung thêm các phụ gia như: Na2SO4, β-napton đều không mang lại hiệu quả trong việc kéo dài thời gian thụ động anôt.

    c. ảnh hưởng của ion clo và crôm đến thời gian thụ động anôt rất lớn. Với hàm lượng nhất định của các ion trên có thể kéo dài thời gian thụ động anôt lên nhiều ngày.

    Từ đây gợi ý một hướng nghiên cứu nhằm hoàn thiện công nghệ điện phân tinh luyện thiếc mà không cần phải rửa bùn anốt như các cơ sở điện phân thiếc trong nước hiện nay.

Tài liệu trích dẫn

  1. Hoàng Xuân Ka, Sản xuất thử nghiệm thiếc chất lượng cao bằng phương pháp điện phân, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học, Công ty KLM Thái Nguyên, Số hiệu công trình: 02.03.P/HĐ-CNCL, Thái Nguyên, 2004
  2. Đinh Phạm Thái, Nguyễn Kim Thiết, Lý thuyết các quá trình luyện kim: Điện phân, NXB giáo dục, Hà Nội, 1997
  3. Đinh Tiến Thịnh, Tối ưu hóa quá trình điện phân tinh luyện thiếc, Luận án tiến sĩ, trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2008

Bình luận

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiện thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Bạn có thể sử dụng các thẻ HTML và thuộc tính sau: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>