haku: @keyword electrolysis / yhteensä: 9
viite: 6 / 9
| Tekijä: | Kekki, Antti Jussi |
| Työn nimi: | Erittäin puhtaan katodikuparin valmistus ja vaatimukset teollisuudessa |
| Production of high-purity cathode copper and demand in industry | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2008 |
| Sivut: | 86 s. + liitt. Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Kemian ja materiaalitieteiden tiedekunta |
| Oppiaine: | Korroosionestotekniikka (Mak-85) |
| Valvoja: | Aromaa, Jari |
| Ohjaaja: | Virtanen, Henri |
| Digitoitu julkaisu: | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/95829 |
| OEVS: | Digitoitu arkistokappale on julkaistu Aaltodocissa
|
| Sijainti: | P1 Ark TKK 101 | Arkisto |
| Avainsanat: | copper nitrate electrolysis high purity copper nitrate ion reduction 5N 6N kuparinitraatti elektrolyysi ultrapuhdas kupari nitraattipelkistys 5N 6N |
| Tiivistelmä (fin): | Diplomityössä tutkittiin kuparin nitraattipohjaisen raffinointielektrolyysin toimintaan vaikuttavia tekijöitä ja kartoitettiin parhaat prosessiparametrit kuparin saostamiselle. Lisäksi selvitettiin puhtausvaatimuksia ja kysyntää erittäin puhtaalle kuparille. Kokeellisen osan raffinointikokeille kuparin puhtaustavoitteeksi asetettiin 5,5N-6N (yli 99,9995 % Cu) ja epäpuhtauksien osalta tärkeimmäksi tavoitteeksi rikin minimointi. Kirjallisuusosassa tutkittiin vähän tunnettua kuparin nitraattipohjaista raffinointielektrolyysiä. Siinä keskityttiin nitraattien haitallisiin pelkistysreaktioihin ja kuparin kasvun morfologiaan sekä prosessiparametrien vaikutukseen kuparin saostuksessa. Kirjallisuudesta selvitettiin eri kennoratkaisuja liuoskierrolle, epäpuhtauksien hallinnalle ja hopean sementoinnille. Lisäksi kartoitettiin puhtaimpien kuparilaatujen määrityksiä ja spesifikaatioita eri standardeista sekä mitä erittäin puhtaalla kuparilla todellisuudessa tarkoitetaan. 5N-6N puhtauksia ei ole määritelty standardeissa. Eri yhteyksissä näkee toisistaan poikkeavia määrityksiä epäpuhtauspitoisuuksille. Lopullinen "puhtaus" määräytyy käytännössä tuotteen halutun ominaisuuden ja osapuolten sopimuksen mukaan. Tässä työssä yhteensä 1 ppm 6N ja 10 ppm 5N kuparille epäpuhtauspitoisuuksissa pätevät. Kokeellisessa osassa tutkittiin Cu 2+ pitoisuuden, virrantiheyden, lämpötilan, pH:n ja kahden yleisen lisäaineen vaikutusta elektrolyysiin ja selvitettiin parhaat parametrit kuparin saostumiselle kuparin puhtauspitoisuuden ja ulkonäön (laadun) suhteen. Energian kulutukseen kiinnitettiin huomiota. Lisäksi mitattiin elektrolyytin redox potentiaaleja ja sähkönjohtokykyä sekä kennojännitteen ja pH:n muutosta. Tehtiin elektrolyytin liuosanalyysejä hopean määrän jakautumisen selvittämiseksi ja alkuaineanalyysejä merkittävimpien alkuaineiden hopean ja rikin määrän selvittämiseksi kuparinäytteissä. Tulosten perusteella merkittävämmäksi tekijäksi saostumisen onnistumisen kannalta osoittautui alhainen kuparipitoisuus ja virrantiheys sekä pH:n tarkka alue. Cu -ionien katalysoimilla nitraattien pelkistysreaktioilla havaittiin olevan heikentävä vaikutus kuparin saostuksen virtahyötysuhteeseen ja laatuun. Nitraattireaktiot nostavat pH:n tumman kuparioksiduulin saostumisen alueelle. Tavoiteltuun yli 5,5N Cu -puhtauteen ei käytetyllä kennoratkaisulla päästy. Tavoitteesta jäätiin n. 2 ppm päähän rikin ja hopean ollessa edelleen n. 1-2 ppm tasolla. Epäpuhtauksien minimoimiseksi vaaditaan liuoskiertoa ja suodatusta sekä erillistä hopean sementointia liuoskierrossa tai suodatinkankaassa ennen pääsyä katodille. |
| ED: | 2008-09-29 |
INSSI tietueen numero: 36343
+ lisää koriin
INSSI