Hull-kennon käyttö kuparielektrolyysissä
Taipalmaa, Jenni (2009)
Taipalmaa, Jenni
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2009
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2010091513046
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2010091513046
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena oli selvittää, voidaanko Hull-kennoa käyttää apuna todellisessa kuparin raffinointiprosessissa säädettäessä lisäaineiden optimaalista määrää. Teoriaosuudessa käsiteltiin Hull-kennoa, lisäaineiden tasoitus- ja rakenteenparannusmekanismeja ja lisäaineiden annostelua kuparielektrolyysissä. Lisäksi tutkittiin lisäaineiden vaikutuksia Hull-kennolla, polarisaatiomittauksilla, galvanostaattisilla elektrolyyseillä ja käyttäen syklistä voltammografiaa. Edelleen selvitettiin pulssitetun virran vaikutusta virran hyötysuhteeseen ja katodipotentiaaliin sekä virranjakaumaa Hull- kennossa. Lisäksi tarkasteltiin virrantiheyden ja sähkönjohtavuuden vaikutuksia elektrolyysissä. Kokeellisessa osuudessa tutkittiin eri lisäainemäärien vaikutusta saostetun kuparipinnan laatuun Hull-kennossa. Lisäaineina käytettiin luuliimaa ja tioureaa eri suhteissa, sekä osassa kokeita guaria. Kokeissa tarkkailtiin erityisesti myös virrantiheyden muutosten vaikutusta saostettuun kuparipintaan. Kokeiden kesto ja virran suuruus pysyivät vakioina lukuun ottamatta muutamaa ensimmäistä koetta, joiden avulla kokeisiin parhaiten soveltuvaa ajon kestoa ja virran suuruutta haettiin. Lämpötila ja elektrolyytin koostumus pidettiin myös samoina kaikissa kokeissa. Kokeiden perusteella todettiin, että ajoaikaa pidentämällä katodisaostuman vahvuus kasvoi, jolloin syntyneestä saostumasta oli helpommin nähtävissä eri virrantiheysalueiden vaihtumiskohdat ja eri lisäainemäärien määrän vaikutus katodin pinnan laatuun. Lisäämällä lisäaineita elektrolyyttiin saatiin aikaiseksi selvästi sileämpi pinta kuin ilman lisäaineita. Lisäaineiden eri määrillä ja suhteilla oli myös merkittävä vaikutus katodisaostuman pinnan laatuun. Verrattaessa kokeita toisiinsa havaittiin myös saostumisen nopeutuvan virrantiheyden kasvaessa. Teollisella elektrolyytillä saostettu pinta erosi kokeita varten valmistetulla elektrolyytillä saostetusta pinnasta, ja useita päiviä vanhalla elektrolyytillä (johon lisätyt lisäaineet olivat jo hajonneet ja menettäneet vaikutuksensa) saatu pinta oli epätasaisempi kuin tuoreella elektrolyytillä saostettu.