About the stabilization of the dendritic structure of GG brand copper powder

In industry copper powder is recieved under constant current load. Surface roughening occurs during evolution of the dendritic particles. It is suggested to create a new impulse of current equal to the initial current density of 3200 A/m2 in order to obtain uniform structure of the precipitate. Current load was evaluated by the result of chronopotentiometry research of the dynamics of the dendritic precipitate on cylindrical electrode. Four-impulse galvanostatic electrolysis was investigated for the copper powder GG. New current impulse shifts the electrode potential to the cathodic area, crystallization process flows more rapidly.This work was done under financial support from RFBR № 11-03-002296

Электрохимическое обезмеживание медно-сульфатного электролита

Copper and nickel ions are accumulated in the solution during electrolytic refining of copper. These ions need to be extracted from the solution from time to time. In industry copper extraction is carried out in two stages. It results in copper ions concentration reducing to 1 g/l. Numerical simulation was used to define dependence of the process of copper extraction from particular parameters: mixing of electrolyte, volume of electrolyte, area of cathodic surface. The process of copper extraction was investigated in still electrolyte and during mixing of the solution. Smooth and compact precipitate crystallized on the cathode in all experiments. Rate of copper extraction during mixing of electrolyte is higher than in still electrolyte. The industrial method of abuseive sulphate electrolyte results in the formation on the cathode dendritic sediment copper ions which are restored in extreme conditions. The decrease in the concentration of copper at I = const causes the formation of dendritic sludge that is easily crumbles to the bottom of the cell, enriching copper sludge. Guarantee smooth sediment when basmajian with obtaining compact copper, excluding besides the recovery of arsenic emitting poisonous arsina cars is the organization of intensive mixing or electrolyte circulation, ensuring the recovery of copper ions in limitless conditions smooth and sediment.При электролитическом рафинировании меди в растворе электролита накапливаются ионы никеля и меди, которые необходимо периодически извлекать. В промышленности извлечение меди проводят в две стадии, снижая концентрацию меди до 1 г/л. Численным моделированием установлена зависимость скорости обезмеживания от отдельных параметров: перемешивания электролита, его объема, площади катодной поверхности,. Экспериментально исследован процесс обезмеживания в спокойном электролите и при перемешивании раствора. Во всех опытах на катоде кристаллизовался гладкий, компактный осадок меди. Скорость обезмеживания при организации принудительного перемешивания выше, чем в спокойном электролите

Analysis of structural variations of the precipitate based on monitoring the industrial electrolysis of copper powders of various brands

This study is associated with the solution to the blending problem of the charge for the output of ready articles. The main requirements are claimed to the specific surface and the packed density of the powders of basic brands PML0, PMS-1, and GG. The dynamics of the development of the dendrite depositions for powders of mentioned brands with the simultaneous registration of the cathodic overvoltage is investigated under industrial experimental conditions. The procedure is developed and the results of the continuous monitoring of the deposition growth with the direct immersion of a video camera into the electrolyte are presented. The reproducibility of the results is evaluated statistically. Based on the galvanostatic crystallization model of the dendrite deposition on the rod electrode, the dynamics of varying the density (N) and radius (r t) of growing tips on the growth front is calculated. It is established by variance analysis that structural parameters N and r t are individual for depositions of every brand, so that the preparation conditions of the deposition during the electrolysis should be strictly fulfilled as the charge forms. © 2013 Allerton Press, Inc

Effect of the Nature of Deposited Metal on the Morphology of Electrolytic Deposits

Установлено, что природа ионов металла, разряжающихся на катоде, оказывает значительное влияние на морфологию осадка. Осадки никеля обладают характерной структурой пены: на них присутствуют крупные поры (каналы эвакуации водорода), вокруг которых кристаллизуется металл в форме дендритов. Осадки сплава Ni–Co по своей морфологии близки к рыхлым порошкообразным металлам.It was found that the nature of metal ions discharged at the cathode has a significant effect on the deposit morphology. Pure nickel deposits have a typical foam structure with large pores composed of dendrites. The Ni-Co alloy deposits are characterized by morphology close to loose powder metals

About the stabilization of the den-dritic structure of copper powder brand GG

В промышленности порошок меди получают при поддержании постоянной токовой нагрузки. По мере развития дендритного осадка происходит огрубление поверхности. Для получения более равномерного по структуре осадка предложено через определенные промежутки времени задавать новый импульс тока, равный исходной плотности тока 3200 А/м2. Токовую нагрузку определяли по результатам хронопотенциометрических исследований динамики развития дендритного осадка на цилиндрическом электроде. Проведено исследование четырехимпульсного гальваностатического электролиза для порошка меди марки GG. Новый импульс тока сдвигает потенциал электрода в более отрицательную область, процесс кристаллизации металла начинает протекать более интенсивно

Electrochemical copper extraction from sulphate electrolyte

При электролитическом рафинировании меди в растворе электролита накапливаются ионы никеля и меди, которые необходимо периодически извлекать. В промышленности извлечение меди проводят в две стадии, снижая концентрацию меди до 1 г/л. Численным моделированием установлена зависимость скорости обезмеживания от отдельных параметров: перемешивания электролита, его объема, площади катодной поверхности. Экспериментально исследован процесс обезмеживания в спокойном электролите и при перемешивании раствора. Во всех опытах на катоде кристаллизовался гладкий, компактный осадок меди. Скорость обезмеживания при организации принудительного перемешивания выше, чем в спокойном электролите. Промышленный способ обезмеживания сульфатного электролита приводит к образованию на катоде дендритного осадка меди, ионы которой восстанавливаются в предельных условиях. Снижение концентрации меди при I = const вызывает образование дендритного осадка, который легко осыпается на дно электролизера, обогащая медью шлам. Гарантией получения гладкого осадка при обезмеживании с получением компактной меди, исключающей к тому же восстановления мышьяка с выделением ядовитого арсина, является организация интенсивного перемешивания или циркуляции электролита, обеспечивающая восстанавление ионов меди в допредельных условиях в виде гладкого осадка.Copper and nickel ions are accumulated in the solution during electrolytic refining of copper. These ions need to be extracted from the solution from time to time. In industry copper extraction is carried out in two stages. It results in copper ions concentration reducing to 1 g/l. Numerical simulation was used to define dependence of the process of copper extraction from particular parameters: mixing of electrolyte, volume of electrolyte, area of cathodic surface. The process of copper extraction was investigated in still electrolyte and during mixing of the solution. Smooth and compact precipitate crystallized on the cathode in all experiments. Rate of copper extraction during mixing of electrolyte is higher than in still electrolyte. The industrial method of abuseive sulphate electrolyte results in the formation on the cathode dendritic sediment copper ions which are restored in extreme conditions. The decrease in the concentration of copper at I = const causes the formation of dendritic sludge that is easily crumbles to the bottom of the cell, enriching copper sludge. Guarantee smooth sediment when basmajian with obtaining compact copper, excluding besides the recovery of arsenic emitting poisonous arsina cars is the organization of intensive mixing or electrolyte circulation, ensuring the recovery of copper ions in limitless conditions smooth and sediment

Использование поляризационных измерений для расчета выхода по току

The paper considers a method used to determine Faraday current efficiency (CeF) based on the ratio of partial currents of metal and hydrogen reduction. To calculate the Faraday current efficiency based on polarization measurements, it is necessary to know the working current density and potential (Ei) at which the metal is deposited in the corresponding solution, as well as kinetic parameters of hydrogen evolution for determining the partial current density of hydrogen (iН2 ) at this potential. The proposed method was used to calculate current efficiency for the processes of nickel extraction and nickel coating application from solutions containing nickel sulfate at current density of 300 A/m2. The study allowed to determine kinetic parameters of hydrogen evolution by the polarization curve obtained in the background electrolyte solution containing 120 g/l of magnesium sulfate and 18 g/l of boric acid at pH = 3.9. An equation was obtained to calculate the partial current density of hydrogen evolution at any potential by kinetic parameters. The use of kinetic regularities made it possible to calculate nickel CeF in sulphate solutions of different composition and with different pH values (3.0 and 4.1). The calculated CeF values within the margin of error coincide with the current efficiency value determined by the gravimetric method using a copper coulometer. It is shown that the division of the «total current efficiency» (CeΣ), which is a commercial indicator, into Faraday (CeF) and apparatus (Ceap) indicators in combination with the method using partial polarization provide additional information about the degree of process perfection.Рассмотрен метод определения фарадеевского выхода по току (CeF), основанный на соотношении парциальных токов выделения металла и водорода. Для расчета величины CeF на основании поляризационных измерений необходимо знать рабочую плотность тока и потенциал (Ei), при котором происходит осаждение металла в соответствующем растворе, а также кинетические параметры выделения водорода для определения парциальной плотности тока водорода (iН2 ) при этом потенциале. С помощью предложенного метода был проведен расчет выхода по току для процессов экстракции никеля и нанесения никелевого покрытия из растворов, содержащих сульфат никеля, при плотности тока 300 А/м2. Определены кинетические параметры выделения водорода по поляризационной кривой, полученной в растворе фонового электролита, содержащем 120 г/л сульфата магния и 18 г/л борной кислоты при рН = 3,9. Получено уравнение для расчета парциальной плотности тока выделения водорода при любом потенциале по кинетическим параметрам. Использование кинетических закономерностей позволило рассчитать CeF никеля в сульфатных растворах разного со- става с рН = 3,0 и 4,1. Рассчитанные значения CeF в пределах статистической погрешности совпали с величиной выхода по току, определенной весовым методом с применением медного кулонометра. Показано, что разделение коммерческого показателя «суммарный выход по току» (CeΣ) на фарадеевский (CeF) и аппаратный (Ceap) в сочетании с использованием метода парциальных поляризационных кривых позволяет получить дополнительную информацию о степени совершенства технологического процесса