Sinkkisulfidin liukenemisen tutkiminen pyörivällä rengas-levyelektrodilla
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2006
Department
Major/Subject
Fysikaalinen kemia
Mcode
Kem-31
Degree programme
Language
fi
Pages
49 s. + liitt. 5
Series
Abstract
Työn kirjallisuusosassa käsitellään sinkkirikasteen atmosfääristä suoraliuotusta. Työssä esitellään Boliden Kokkola Oy:n suoraliuotusprosessi, jossa rikastetta liuotetaan ferrisulfaattia sisältävään rikkihappoliuokseen, sekä tarkastellaan erilaisten muuttujien vaikutusta rikasteen liukenemisnopeuteen. Tässä osassa esitetään myös sinkkisulfidin liukenemista koskevia tutkimuksia ja niiden tuloksia. Lisäksi kirjallisuusosassa perehdytään pyörivään rengaslevyelektrodiin. Työn kokeellisessa osassa tehtiin 19 mittausta pyörivällä rengaslevyelektrodilla, jonka levynä oli sinkkirikasteesta puristettu tabletti. Elektrolyyttiliuoksena oli ferrisulfaattia sisältävä rikkihappoliuos. Levyllä liuoksen ferrirauta pelkistyi ferromuotoon rikasteen liuetessa, ja ferrorauta hapetettiin takaisin ferrimuotoon platinaisella rengaselektrodilla. Renkaan virran ja rengas-levyelektrodin erotusasteen avulla saatiin selville levyllä tapahtuvan reaktion nopeus. Jokaisessa mittauksessa käytettiin kuutta eri pyörimisnopeutta, jolloin aineensiirron vaikutukset saatiin tulosten käsittelyssä eliminoitua pois ekstrapoloimalla. Mittauksia tehtiin seitsemässä eri lämpötilassa (60...90 °C). Lämpötilassa 80 °C mittauksia tehtiin yhdeksällä eri ferri-ionipitoisuudella (0,018 - 0,287 mol/1). Myös kuparin ja sinkin vaikutuksia liukenemisnopeuteen tutkittiin. Mittausten toistettavuuden toteamiseksi tehtiin kolme mittausta samoilla mittausparametreillä. Lämpötilan nosto odotetusti nopeutti liukenemista. Liukenemisen nopeusvakiot eri lämpötiloissa laskettiin ja tuloksista piirrettiin Arrheniuksen yhtälön mukainen suora. Liukenemisreaktion aktivointienergiaksi saatiin 22,6 kJ/mol. Liuoksen rautapitoisuuden nostokin nopeutti liukenemista. Liukenemisnopeuden havaittiin olevan suoraan verrannollinen ferri-ionipitoisuuteen korotettuna potenssiin 0,4. Kuparilisäyksellä (0,016 mol/1) ei sen sijaan mittaustarkkuuden rajoissa havaittu olevan vaikutusta liukenemisnopeuteen. Tämä mahdollisesti osoittaa kuparin katalysoivan vaikutuksen perustuvan ferroionien hapettamiseen takaisin ferrimuotoon, jolloin kupari ei varsinaisesti ota osaa itse liukenemistapahtumaan. Sinkin lisäys (1 mol/1) liuokseen hidasti liukenemista huomattavasti. Todellisissa prosessiliuoksissa liuennutta sinkkiä on kuitenkin huomattavasti enemmän, ja jatkotutkimuksissa sinkkipitoisuutta aiotaankin nostaa todelliselle tasolle.Description
Supervisor
Kontturi, KyöstiThesis advisor
Johans, ChristofferLahtinen, Marko