Введение
Глава 1. Контактный обмен и его использование в технологии 9
1. Использование контактного обмена вэлектрохимической технологии 9
1.1. Очистка промышленных растворов от более благородных металлов-примесей 9
1.2. Применение контактного обмена в цветной металлургии 13
1.3. Факторы, определяющие скорость процесса контактного обмена в водных растворах 16
1.3.1. Процессы цементации в водных растворах 19
1.3.2. Скорость извлечения из раствора более благородного компонента 20
1.4. Модельное описание процесса цементации 21
1.5. Свойства дендритных осадков, получаемых в ходе контактного обмена 23
1.6. Задачи исследования 24
Глава 2. Модельное представление контактного осаждения сопровождаемого выделением водорода , 25
2.1. Разработка модельных представлений 25
2.1.1. Физическая модель процесса цементации 25
2.1.2. Математическое описание процесса цементации 27
2.2. Решение задачи в пакете прикладных программ 32
2.2.1. Базовые параметры, начальные условия задачи 32
2.2.2. Принцип работы программы расчета 35
2.2.3. Проверка корректности выполненного решения 36
2.2.4. Поиск плотности размещения цементационных элементов, образующихся в момент контакта металла-цементатора с раствором 39
2.2.5. Учет перемешивающего действия водорода, выделяющегося в процессе контактного обмена 40
2.3. Модельный расчет динамики цементации взависимости от параметров контактного обмена 42
2.3.1. Зависимость динамики контактного обмена от содержания в растворе ионов осаждающегося металла . 42
2.3.2. Влияние начального значения ЭДС цементации надинамику контактного обмена 45
2.3.3. Зависимость динамики цементации от концентрации кислоты в электролите . 48
2.3.4. Зависимость динамики цементации от гидродинамического режима проведения процесса контактного обмена 50
2.3.5. Влияние природы электролита на динамику процесса контактного обмена 50
2.3.6. Влияние природы металла-цементатора на динамику контактного обмена .53
2.4. Связь структурных параметров рыхлого осадка с динамикой цементации 55
2.4.1. Принцип расчета распределения осадка по радиусам вершин дендритов (и по величине 1/N) на основе данных динамики контактного обмена 55
2.4.2. Структура осадка при различном содержании выделяемого металла 57
2.4.3. Зависимость структурных характеристик осадка от продолжительности цементации 59
2.4.4. Влияние ЭДС цементации на структуру осадка 60
2.4.5. Связь между содержанием кислоты в растворе и структурными характеристиками осадка 61
2.4.6. Влияние гидродинамического режима при контактном обмене на структурные характеристики получаемого осадка 63
2.4.7. Влияние природы электролита на структур получаемого осадка 63
2.4.8. Влияние материала металла-цементатора на структуру получаемого осадка 64
2.4.9. Введение фрактальной размерности дендритногоосадка в описание динамики его роста 65
Выводы 69
Глава 3. Динамика цементации меди из растворов различной природы и состава 71
3.1. Выбор систем изучения контактного обмена 71
3.2. Методика эксперимента и обработки данных 73
3.2.1. Наблюдение за процессом цементации и обработка полученного материала 74
3.2.2. Определение кинетических характеристик электродных процессов 78
3.3. Кинетические характеристики изучаемых процессов 81
3.4. Зарождение металлического осадка на чужеродной основе 87
3.5. Динамика контактного выделения металлов из водного раствора 90
3.5.1. Влияния концентрации восстанавливающихсяионов на динамику процесса контактного вытеснения 90
3.5.2. Влияние металла-цементатора на динамику контактного обмена 96
3.5.3. Влияние природы разряжающегося иона на динамику цементации 99
3.5.4. Влияние осаждающегося металла на динамику контактного обмена 104
3.5.5. Влияние концентрации кислоты на динамику процесса контактного обмена 106
3.6. Сопоставление опытных и расчетных хронопотенциограмм и структурных характеристик 108
3.6.1. Сопоставление опытных и модельных хронопотенциограмм при разной концентрации восстанавливающегося металла 109
3.6.2. Сравнение опыта и модели при контактном вытеснении цинком различных металлов 111
3.6.3. Сравнение опыта и модели при контактном вытеснении из растворов различной природы 113
3.6.4. Сравнение опыта и модели при контактном вытеснении меди различными металлами 115
3.6.5. Сравнение опыта и модели при разном содержании кислоты H2S04 в электролите117
3.6.6. Сравнение распределения токов по модели с реально наблюдаемыми процессами 118
Выводы по главе 3 122
Глава 4. Использование контактного обмена при неразрушающем контроле микроструктуры поверхности теплоэнергетического оборудования 123
Выводы по главе 4 130
Заключение 131
Библиографический список 133
Приложение 147
