Введение к работе
Актуальность работы. С вопросами ресурсосбережения и экологическими проблемами в мировом хозяйстве одними из первых столкнулись металлургические предприятия. Существующие в настоящее время способы производства алюминия и магния являются экологически грязными и энергоемкими. Отсюда целесообразно создание таких технологий, которые экономически более выгодны и в меньшей степени влияют на окружающую среду. К настоящему времени экспериментально доказана возможность электролитического выделения алюминия из сернокислых растворов совместно с водородом на капающем галлиевом катоде (Патент № 2.138.582). Это, очевидно, относится и к другим электроотрицательным металлам. В частности, к магнию.
Задачи дальнейшей разработки и промышленного внедрения новых методов требуют всесторонней оценки всех аспектов процессов, в том числе исследования физико-химических свойств, в частности, плотности и вязкости водных растворов, пригодных для электролитического выделения алюминия и магния.
Цепью работы является:
-
Изучение плотности и вязкости тройных растворов соляно- и сернокислого алюминия, а также солянокислого магния в широком диапазоне концентраций и температур, как пригодных для выделения алюминия и магния из водных растворов их солей.
-
Электролитическое выделение алюминия и магния из солянокислых растворов их солей на капающем галлиевом катоде совместно с водородом.
Методы исследований. В работе использовали классические методы пик-нометрии, вискозиметрии, гравиметрии, кондуктометрии, кулонометрический анализ, а также атомно-абсорбционный анализ. Математическую обработку полученных экспериментальных данных выполняли с применением статистических методов и пакета прикладных программ Microsoft Excel.
Научная новизна. 1.Впервые проведены серии опытов по электролитическому выделению алюминия и магния из кислых растворов солянокислого алюминия и солянокислого магния, при этом была усовершенствована конструкция лабораторной установки для работы с солянокислыми средами;
2.Выполненный комплекс работ позволил впервые получить глубокую и систематическую информацию о плотности и вязкости тройных растворов НгО-НСІ-А1С1з-6Н20, H20-H2S04-Al2(S04)3l8H20, H20-HCl-MgCl2-6H20. В широком диапазоне исследовано влияние состава растворов и температуры на свойства исследуемых электролитов;
З.Впервые удалось выделить магний из водных растворов совместно с водородом. 4.Впервые получены данные по энергии активации вязкого течения исследуемых систем и рассмотрено влияние природы электролита на характер вязкого течения; 5.Впервые получены уравнения регрессии, позволяющие рассчитать плотность и вязкость тройных растворов в изученном интервале температур и концентраций с достаточной для практических целей [т^^^ркдайо иал ьнля |
С.Петербург .« *
б.Впервые определены составы исследуемых электролитов, которые могут обеспечить оптимальные условия для электролитического выделения алюминия и магния из водных растворов.
Теоретическая и практическая значимость полученных результатов заключается в том, что они являются составной частью задач создания физико-химических основ новых способов получения алюминия и магния, которые могут быть использованы для выбора оптимальных режимов процессов в водных растворах.
Результаты исследований предназначены для использования в дальнейших разработках по созданию новых способов получения алюминия и магния из водных растворов совместно с водородом. Кроме того, результаты по исследованию плотности и вязкости растворов Н20-НС1-А1С1з*6Н20, H20-H2S04-A12(S04)3'18H20, H20-HCl-MgCl2 6Н20 имеют общенаучный интерес и могут быть использованы в качестве справочных данных.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции химико-металлургического факультета ИрГТУ «Проблемные вопросы Восточно-Сибирского региона» (Иркутск, 2001), IV региональной научно-практической конференции «Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири» (Иркутск, 2001), V региональной научно-практической конференции «Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири» (Иркутск,2002), IV Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2002), ГХ Международной научной конференции «Алюминий Сибири» (Красноярск, 2003)
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 статей и тезисов докладов.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 91 источника. Работа изложена на 129 страницах, содержит 36 рисунков и 40 таблиц.
