Введение
1 Влияние ионов F" на процесс электроэкстракции цинка из сульфатных растворов 11
1.1 Основные технологические показатели электролиза и влияние на них состава электролита 12
1.2 Источники поступления примесей галогенидов на стадию электролиза и применяемые способы очистки раствора от них 14
1.3 Практика работы цинковых предприятий России 15
1.4 Подготовка катодных матриц 19
1.4.1 Механические свойства поверхности 19
1.4.2 Оксидирование алюминия 19
1.5 Выводы по главе 1 23
2 Обзор перспективных методов очистки технологических растворов от фтора 25
2.1 Известные способы очистки цинковых растворов от галогенидов 25
2.1.1 Существующие технологии удаления хлора из растворов 25
2.1.2 Существующие технологии очистки растворов от фтора 28
2.2 Электрохимические методы удаления ионов фтора из растворов 31
2.3 Удаление фтора методом адсорбции 32
2.3.1 Сорбенты на основе глинозема и модифицированного оксида алюминия 32
2.3.2 Сорбенты на основе соединений железа (III) 36
2.4 Способы получения сорбентов на основе железа для удаления хлорид- и фторид- ионов 41
2.5 Выводы по литературному обзору 45
3 Изучение поведения ионов F" в системах Zn2+- H2S04 и их взаимодействия с алюминием 47
3.1 Термодинамическое моделирование фторсодержащих водных систем 48
3.1.1 Фазовые равновесия в системе А1 - F - Н20 49
3.1.2 Фазовые равновесия в системе Zn - F - Н20 50
3.1.3 Фазовые равновесия в системе Fe - F - Н2О 51
3.2 Изучение влияния процессов комплексообразования на активность ионов F" 52
3.2.1 Комплексы [AlFn]3"n 53
3.2.2 Комплексы [FeFn]3"n 57
3.3 Потенциометрические исследования процессов, протекающих на границе алюминий - раствор сульфата цинка 61
3.4 Изучение влияния концентрации фтора на кинетику процесса цементации цинка алюминием в сернокислом растворе 63
3.4.1 Взаимодействие оксидной пленки с ионами фтора 63
3.4.2 Восстановление цинка на поверхности алюминия 66
3.5 Изучение влияния условий разрушения оксидной пленки на время начала цементации цинка 72
3.6 Выводы по главе 3 75
4 Выбор сорбента для очистки цинкового раствора от фторид-ионов 78
4.1 Изучение сорбционных свойств оксигидрата железа ОГЖ 78
4.1.1 Синтез ОГЖ в лабораторных условиях 78
4.1.2 Физико-химические свойства акаганеита 81
4.1.3 Сорбция галогенидов из сульфатных цинковых растворов синтезированным ОГЖ 84
4.1.4 Испытания сорбента на продуктивном цинковом растворе 90
4.2 Полимер-неорганические композитные сорбенты на основе катионитов 92
4.3 Неорганические композитные материалы 95
4.3.1 Синтез неорганического композитного сорбента 95
4.3.2 Сорбционные свойства неорганических композитных сорбентов 103
4.4 Выводы по главе 4 106
5 Описание выбранной технологии очистки сульфатных цинковых растворов от фторид-ионов 108
5.1 Предлагаемая технологическая схема 108
5.1.1 Синтез сорбента 109
5.1.2 Сорбционная очистка цинкового раствора 110
5.1.3 Десорбция / регенерация сорбента 111
5.2 Оценка экономического эффекта от внедрения операции очистки от фторид-ионов 112
5.3 Выводы по главе 5 116
Заключение 117
Список сокращений и условных обозначений 121
Список литературы 122
Приложение А. Данные потенциометрии системы А13+ - F" - Н2О 136
Приложение Б. Данные потенциометрии системы Fe3+ - F" - Н2О 137
Приложение В. Технологическая схема сорбционной очистки цинкового раствора от фторид-ионов 138
