Seleenin rajapitoisuuden määrittäminen nikkelielektrolyysissä

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli määrittää nikkelielektrolyysin prosessiliuoksessa olevan seleenin rajapitoisuuksia, joilla tuotettujen nikkelilevyjen mekaaniset ominaisuudet muuttuvat.

Seleenin on jo aikaisemmissa kokeissa todettu aiheuttavan elektrolyysissä tuotettuihin nikkelilevyihin rakennemuutoksia, jotka taas aiheuttavat ongelmia nikkelilevyjä leikattaessa haluttuun palakokoon. Mekaanisilta ominaisuuksiltaan levyt muuttuvat seleenin vaikutuksesta koviksi ja hauraiksi ja näin ollen niiden murtolujuus laskee ja jalostus on hankalampaa.

Tässä opinnäytetyössä on ensin kirjallinen osa elektrolyysistä yleisesti ja sen jälkeen kokeellinen osuus työn kulusta. Kokeellisessa osiossa pienoiselektrolyysillä kasvatettiin 2 vuorokautta nikkelisiemenlevyjä, vaihdellen lisättävän seleenin määrää ja laatua. Kokeet suoritettiin seleenilisäystä lukuun ottamatta samoin parametrein kuin normaalituotannossakin, joten tulokset ovat siis vertailtavissa oikeaan tuotantoon.

Tutkimus osoitti, että seleeni vaikuttaa nikkelilevyn rakenteeseen ratkaisevasti heti, kun lisätty seleenipitoisuus on yli 1 mg/l. Kuitenkin huomattiin, että seleenin hapetusluvullakin oli merkitystä. Neljän arvoinen seleeni oli rakenteelle selkeästi haitallisempaa kuin kuuden arvoinen seleeni.

Determination of limit concentration of selenium in the nickel electrolysis. The purpose of this thesis was to determine the nickel electrolysis process solution to limit concentrations of selenium, which make produced nickel-plate mechanical properties change.

In previous studies, selenium has been shown to cause electrolysis produced nickel plates of structural changes, which in turn cause problems for the nickel plates cut to the wanted piece-size. Mechanical properties of plates will change by the influence of selenium to hard and brittle and therefore, the breaking strength decreases and the processing is more difficult.

In this thesis, there is first the written part of electrolysis in general and after that the experimental part of the working process.

In the experimental part, nickel seed plates were grown for 2 days in the miniature electrolysis by varying the dose and quality of added selenium. With the exception of adding selenium, the tests were made with same parameters as well as in the normal production so the results are comparable to the real production.

The study demonstrated that selenium affects the structure of nickel plate critically as soon as the added concentration of selenium is more than 1 mg/l. However, it was found that the oxidation number of selenium was of significance too. Tetravalent selenium was clearly more harmful for the structure of the plate than the hexavalent selenium.