Search

The article is devoted to the problem of solving an urgent environmental problem - the rational use of water resources. The most harmful and widespread toxic substances in wastewater, andin some cases in natural waters, are heavy metal compounds, in particular cadmium, which belongs to the 2nd class of hazard. The presence of a large number of metal processing enterprises, chemical, machine-building, and metallurgical enterprises with electroplating shops for applying metal coatings leads to the formation of a large amount of metal-containing wastewater, which makes the problem of wastewater treatment containing heavymetals quite relevant.Among the developed approaches, sorption methods are important, as they ensure the mostcomplete removal of toxic ions, especially from solutions with low concentrations that exceedpermissible standards. The successful development of sorption water treatment technology is based on the development of high-quality sorbents. The development of effective methods for the treatment of industrial wastewater from heavy metal ions is an urgent problem of our time. The paper presents the results of experimental studies of water purification from cadmium ions using ferromagnetic sorbents obtained from waste industrial solutions. The optimal parameters of the purification process from the dose of magnetite, pH of the medium, at different ratios of Fe2+ : Fe3+ ratio in magnetite., Стаття присвячена проблемі вирішення актуальної задачі екології – раціональному використанню водних ресурсів. Найбільш шкідливими і розповсюдженими токсичнимиречовинами стічних вод, а в деяких випадках і природніх є сполуки важких металів, зокрема кадмію, який належить до 2-го класу небезпеки.Наявність великої кількості метолопереробних підприємств, хімічного, машинобудівного,металургійного профілю які мають гальванічні цехи для нанесення металевого покриття, що приводить до утворення великої кількості металовмісних стоків, що робить проблему очищення стічних вод з вмістом важких металів доволі актуальною.Серед розроблених підходів важливе місце займають сорбційні методи, які забезпечуютьнайбільш повне вилучення токсичних іонів, особливо із розчинів з низькою концентрацією, яка перевищує допустимі норми. Успішний розвиток сорбціцної технології очищення води полягає в розробці високоякісних сорбентів.Розробка ефективних методів очищення стічних вод промислових підприємств від іонів важких металів є актуальною проблемою сьогодення. Представлено результати експериментальних досліджень очистки води від іонів кадмію з використанням феромагнітних сорбентів, отриманих з відпрацьованих промислових розчинів. Визначено оптимальні параметри процесу очистки від дози магнетиту, рН середовища, при різному співвідношені Fe2+ : Fe3+в магнетиті.

Електроліт для осадження покриттів із сплаву олово-цинк, що містить оксид цинку, хлористе олово, хлористий амоній і цитрат натрію, причому для підвищення розсіювальної здатності електроліту і стабільності складу сплавів електроліт додатково містить неонол.

Електроліт для нанесення покриттів сплавом залізо-кобальт-ванадій, містить солі кобальту і заліза, борну кислоту, сульфат заліза (III), сульфат кобальту, цитрат натрію, сульфат натрію, оксид ванадію.

Спосіб одержання гальванічних ванадійвмісних покриттів кобальтом шляхом електроосадження. Процес проводять постійним струмом густиною 8-14 А/дм² у комплексному цитратному електроліті, що містить сульфат кобальту, цитрат натрію, оксид ванадію (V), рН 2,8-3,3, при температурі 35-40 °C.

Електроліт для нанесення покриттів сплавом кобальт-вольфрам-цирконій містить кобальту(II) сульфат, цирконію(IV) сульфат, калію пірофосфат, натрію цитрат, натрію сульфат, натрію вольфрамат.

The issue of excessive water consumption in galvanic industry is closely related to the low accuracy of determining the water consumption, the inefficient use of existing methods of its economy, the reluctance and inability to introduce advanced washing technologies. The numerous electroplating technologies do not allow establishing the common standards of water consumption for each type of coating. In order to optimize the water consumption in a particular galvanic production, water consumption analysis should be implemented taking into account all factors. Excessive water consumption is unacceptable due to the high water prices and significant cost of wastewater treatment. Therefore, the problem of reducing water consumption is extremely relevant. The current work aims at analyze of traditional method of the water consumption calculating for washing operations and justify the proposals on improving the technology of washing operations. The rate of flushing water calculated according to the traditional method is overestimated due to the inaccurate determination of several factors. The recommended amount of solution which is supposed be removed from the surface of parts is unjustifiably overstated. It has been recommended to increase the drainage time of the solution in order to significantly reduce the specific removal of solutions. The line performance must be determined taking into account the surface area of the fixture. The experimental determination of the total removal of the solution by surface of the parts is the optimal solution. The range of criteria values for catching baths should be substantially expanded. The numerical values of the coefficients taking into account the presence of catching baths cannot be constant values. Their values should be calculated as a function of the washing criteria of the relevant catching baths. The accuracy of the calculations will increase significantly if the wash water consumption is determined using a formula which takes into account the change in the concentration of components in the relevant washing bath. If the water consumption is insignificant, it is necessary to renounce the setting of a minimum water flow of 50 dm3/h, and to recommend the use of periodical non-rational washing mode. The given recommendations for changing technological schemes of washing will reduce the consumption of washing water and energy., Проблема завышенного водопотребления в гальваническом производстве тесно связана з низкой точностью определения расхода воды, нерациональным использованием существующих методов ее экономии, нежеланием и неумением внедрять передовые технологии промывок. Разнообразие технологий в гальванотехнике не позволяет установить единые нормы расхода воды для каждого вида покрытий. С целью оптимизации расхода воды в конкретном гальваническом производстве, анализ потоков воды необходимо осуществлять с учетом всех факторов. Чрезмерное водопотребление является недопустимым в условиях высоких цен на воду и существенной себестоимости мероприятий по обезвреживанию сточных вод. Поэтому проблема уменьшения расхода воды чрезвычайно актуальна. Целью данной работы является анализ традиционной методики расчета расхода воды на промывные операции и обоснование предложений по усовершенствованию технологии промывных операций. Расход промывной воды, рассчитанный по традиционной методике, является завышенным из‑за неточного определения некоторых факторов. Рекомендованные в литературе значения удельного выноса раствора поверхностью деталей являются неоправданно завышенными. Длительность стекания раствора рекомендуется увеличить с целью существенного уменьшения удельного выноса растворов. Производительность линии необходимо определять с учетом площади поверхности оснастки. Экспериментальное определение общего выноса раствора поверхностью деталей является оптимальным решением. Диапазон значений критерия промывки для ванн улавливания следует существенно расширить. Числовые значения коэффициентов, учитывающих наличие ванн улавливания, не могут быть постоянными величинами. Их значения необходимо рассчитывать как зависимость от критериев промывки соответствующих ванн улавливания. Точность расчетов существенно увеличится, если расход промывной води определять с помощью формулы, учитывающей изменение концентрации компонентов в соответствующей ванне промывки. При незначительном расходе воды на промывку следует отказаться от установления минимального расхода воды на уровне 50 дм3/ч., а рекомендовать использовать периодически непроточный режим промывки. Приведенные рекомендации по изменению технологических схем промывок позволят уменьшить расход промывной воды и энергоносителей., Проблема завищеного водоспоживання в гальванічному виробництві пов’язана з низькою точністю визначення витрат води, нераціональним використанням існуючих методів її економії, небажанням або невмінням впроваджувати передові технології промивань. Різноманітність технологій в гальванотехніці не дозволяє встановити єдині норми витрат води для кожного виду покриттів. З метою оптимізації витрат води в конкретному гальванічному виробництві необхідний, аналіз її потоків необхідно проводити з урахуванням усіх факторів. Надмірне водоспоживання є неприпустимим в умовах високих цін на воду та суттєвої собівартості заходів зі знешкодження стічних вод. Тому проблема зменшення витрат води є надзвичайно актуальною. Метою даної роботи є аналіз традиційної методики розрахунку витрат води на промивні операції та обґрунтування пропозицій щодо удосконалення технології промивних операцій. Витрати промивної води, розраховані за традиційною методикою, є завищеними внаслідок неточного визначення деяких факторів. Рекомендовані в літературі значення питомого виносу розчину поверхнею деталей є невиправдано завищеними. Тривалість стікання розчину рекомендовано збільшувати з метою суттєвого зменшення питомого виносу розчинів. Продуктивність лінії слід визначати з урахуванням площі поверхні оснастки. Експериментальне визначення загального виносу розчину поверхнею деталей є оптимальним рішенням для досягнення високої точності розрахунків. Діапазон значень критерію промивання для ванн уловлювання доцільно суттєво розширити. Числові значення коефіцієнтів, що враховують наявність ванн уловлювання, не можуть бути сталими величинами. Їх значення необхідно розраховувати як залежності від критеріїв промивання відповідних ванн уловлювання. Точність розрахунків суттєво збільшиться, якщо витрати промивної води визначати за допомогою формули, що враховує зміну концентрації компонентів у відповідній ванні промивання. При незначній витраті води на промивання слід відмовитись від встановлення мінімальної витрати води на рівні 50 дм3/год., а рекомендувати використовувати періодично непроточний режим промивання. Надані рекомендації щодо змін у технологічних схемах промивання дозволять зменшити витрати промивної води та енергоносіїв.

У підручнику викладаються загальні аспекти потенціальної екологічної небезпеки гальванічного виробництва з точки зору її впливу на водний та рослинний світ, теплокровних тварин та людину. Аналізується утворення газоподібних, рідких та твердих відходів і методи їх знешкодження. Наведені приклади ГДК хімічних речовин, що використовуються у виробництві, та кількісні критерії екологічної небезпеки гальванічних технологій. Описуються механічні та сорбційні методи очищення стічних вод, механізми процесів і сфери їх застосування. Показані технологічні схеми очистки та апаратура для їх реалізації. In the of the manual outlines general aspects of environmental hazard galvanic production in terms of its effect on water and vegetation, warm-blooded animals and humans are taken. The formation of gaseous, liquid and solid waste and methods of disposal are analyzes. Examples of MPC chemicals used in production, and quantitative criteria for environmental hazards electroplating technology. Describes mechanical and sorption methods of wastewater treatment processes and mechanisms of their scope. The technological schemes and cleaning equipment for their implementation are shown. В учебнике излагаются общие аспекты потенциальной экологической опасности гальванического производства с точки зрения ее влияния на водный и растительный мир, теплокровных животных и человека. Анализируется образования газообразных, жидких и твердых отходов и методы их обезвреживания. Приведены примеры ПДК химических веществ, используемых в производстве, и количественные критерии экологической опасности гальванических технологий. Описываются механические и сорбционные методы очистки сточных вод, механизмы процессов и сферы их применения. Показаны технологические схемы очистки и аппаратура для их реализации.

Спосіб отримання нанокомпозиційних електрохімічних покриттів Ni на алюмінії та його сплавах включає: попередню підготовку поверхні металу і наступне електроосадження покриття з сульфаматного електроліту нікелювання при густині струму 0,3-9 А/дм², рН електроліту 2,5-3,5. Попередньо проводять термообробку матеріалу, електроосадження покриття відбувається при температурі 25-30 °C, а до складу електроліту додатково додають гідрозоль оксиду алюмінію.

Проблема завищеного водоспоживання в гальванічному виробництві пов’язана з низькою точністю визначення витрат води, нераціональним використанням існуючих методів її економії, небажанням або невмінням впроваджувати передові технології промивань. Різноманітність технологій в гальванотехніці не дозволяє встановити єдині норми витрат води для кожного виду покриттів. З метою оптимізації витрат води в конкретному гальванічному виробництві необхідний, аналіз її потоків необхідно проводити з урахуванням усіх факторів. Надмірне водоспоживання є неприпустимим в умовах високих цін на воду та суттєвої собівартості заходів зі знешкодження стічних вод. Тому проблема зменшення витрат води є надзвичайно актуальною. Метою даної роботи є аналіз традиційної методики розрахунку витрат води на промивні операції та обґрунтування пропозицій щодо удосконалення технології промивних операцій. Витрати промивної води, розраховані за традиційною методикою, є завищеними внаслідок неточного визначення деяких факторів. Рекомендовані в літературі значення питомого виносу розчину поверхнею деталей є невиправдано завищеними. Тривалість стікання розчину рекомендовано збільшувати з метою суттєвого зменшення питомого виносу розчинів. Продуктивність лінії слід визначати з урахуванням площі поверхні оснастки. Експериментальне визначення загального виносу розчину поверхнею деталей є оптимальним рішенням для досягнення високої точності розрахунків. Діапазон значень критерію промивання для ванн уловлювання доцільно суттєво розширити. Числові значення коефіцієнтів, що враховують наявність ванн уловлювання, не можуть бути сталими величинами. Їх значення необхідно розраховувати як залежності від критеріїв промивання відповідних ванн уловлювання. Точність розрахунків суттєво збільшиться, якщо витрати промивної води визначати за допомогою формули, що враховує зміну концентрації компонентів у відповідній ванні промивання. При незначній витраті води на промивання слід відмовитись від встановлення мінімальної витрати води на рівні 50 дм³/год., а рекомендувати використовувати періодично непроточний режим промивання. Надані рекомендації щодо змін у технологічних схемах промивання дозволять зменшити витрати промивної води та енергоносіїв. The issue of excessive water consumption in galvanic industry is closely related to the low accuracy of determining the water consumption, the inefficient use of existing methods of its economy, the reluctance and inability to introduce advanced washing technologies. The numerous electroplating technologies do not allow establishing the common standards of water consumption for each type of coating. In order to optimize the water consumption in a particular galvanic production, water consumption analysis should be implemented taking into account all factors. Excessive water consumption is unacceptable due to the high water prices and significant cost of wastewater treatment. Therefore, the problem of reducing water consumption is extremely relevant. The current work aims at analyze of traditional method of the water consumption calculating for washing operations and justify the proposals on improving the technology of washing operations. The rate of flushing water calculated according to the traditional method is overestimated due to the inaccurate determination of several factors. The recommended amount of solution which is supposed be removed from the surface of parts is unjustifiably overstated. It has been recommended to increase the drainage time of the solution in order to significantly reduce the specific removal of solutions. The line performance must be determined taking into account the surface area of the fixture. The experimental determination of the total removal of the solution by surface of the parts is the optimal solution. The range of criteria values for catching baths should be substantially expanded. The numerical values of the coefficients taking into account the presence of catching baths cannot be constant values. Their values should be calculated as a function of the washing criteria of the relevant catching baths. The accuracy of the calculations will increase significantly if the wash water consumption is determined using a formula which takes into account the change in the concentration of components in the relevant washing bath. If the water consumption is insignificant, it is necessary to renounce the setting of a minimum water flow of 50 dm³/h, and to recommend the use of periodical non-rational washing mode. The given recommendations for changing technological schemes of washing will reduce the consumption of washing water and energy.

Досліджено кінетику електродних реакцій, що перебігають на сріблі і золоті в кислих тіокарбамідно-цитратних електролітах. Встановлено, що тіокарбамід утворює з іонами Ag+ і Au+ комплекси катіонного типу, лимонна кислота забезпечує стабільність розчинів та сприяє активному розчиненню металів. Іонізація відбувається з дифузійним контролем, а катодне відновлення металів підкорюється закономірностям змішаної кінетики. Показано, що електролітичне осадження перебігає стабільно з високим виходом за струмом і дає якісні покриття. Швидкість осадження можна підвищити за рахунок збільшення вмісту солі металу в розчині та нагріву електроліту. The kinetics of electrode reactions that occur on silver and gold in acid thiourea-citrate electrolytes is studied. It was established that in the solution thiocarbamide forms complexes of cationic type with Ag+ and Au+ ions. Citric acid provides stability of solutions and promotes active dissolution of metals at the anode. Ionization of silver and gold occurs with diffusion control, and the cathodic reduction of metals obeys the laws of mixed kinetics. The total overpotential of the cathodic reaction is affected by electrochemical, diffusion and chemical (reaction) overpotential. The charge of the complex ions of silver and gold is +1. Therefore, their dissolution at the anode and reduction at the cathode occurs with the maximum possible electrochemical equivalent. It is shown that the electrolytic deposition of metals proceeds stably with a high current yield and gives qualitative coatings. The deposition rate of silver and gold can be increased by increasing the metal salt content in the solution and heating the electrolyte. The anode process at low working current densities proceeds without passivation of the electrodes and without oxidation of organic substances on them. This is of great importance for the qualitative and continuous work of the anodes.

Даний начальний посібник призначений для використання про дипломному проектуванні студентами спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія» спеціалізації «Технічна електрохімія». Також дане навчальне видання може бути використане студентами при підготовці до лекційних занять, виконанні лабораторних та практичних робіт. Наведено детальний план складання пояснювальної записки, виконання необхідних технологічних розрахунків та графічної частини дипломного проекту, а також вимоги, яких необхідно дотримуватися при проектуванні цехів та дільниць електрохімічної обробки поверхні виробів.

Електроліт міднення містить лимонну кислоту та натрій селеністокислий. Додатково містить мідь (II) лимоннокислу (цитрат) і тіокарбамід.

Винахід стосується гальванотехніки, використовується в хімічній та машинобудівній промисловості. Спосіб полягає в катодному осадженні з комплексного цитратного електроліту, процес проводять при температурі 20-25 °C, імпульсному струмі амплітудою 3,5-6,0 А/дм² при тривалості імпульсу 5·10⁻³-1·10⁻² с та паузи 1·10⁻²-2·10⁻² с з електроліту складу, моль/дм³: сульфат заліза (III) - 0,1 - 0,15; молібдат натрію - 0,06-0,08; вольфрамат натрію - 0,04-0,06; цитрат натрію - 0,2-0,3; сульфат натрію - 0,1-0,15; борна кислота - 0,1. Технічний результат: спосіб, що заявляється, дозволяє наносити покриття з підвищеною мікротвердістю та корозійною тривкістю для деталей зі сталі та чавуну з вмістом молібдену 25-40 % мас. та вольфраму 6-9 % у сплаві при виході за струмом 65-85 %.

Електроліт для нанесення покриття сплавом залізо-молібдену містить сульфат заліза (III), молібдат натрію та додатково натрію цитрат, борну кислоту, натрій сульфат, гідроксид натрію.

Гальванічне покриття сплавами заліза для зміцнення поверхні деталей зі сталі та чавуну, отримане шляхом осадження з комплексного цитратного електроліту на основі сульфату заліза (III). Крім цього, до складу покриття додатково вводиться вольфрам, процес катодного осадження проводять при температурі 20-25 °C імпульсним струмом амплітудою 3,5-6 А/дм² при тривалості імпульсу 5·10⁻³ - 1·10⁻² та паузи 1·10⁻² - 2·10⁻².

Електроліт для нанесення сплаву кобальт-молібден-цирконій, що містить кобальту сульфат, натрію молібдат, калію пірофосфат, натрію цитрат та натрію сульфат. Додатково вводять цирконію сульфат.

Електроліт для нанесення сплаву срібло-кобальт, що містить пірофосфат калію, причому вводять нітрат кобальту, нітрат срібла і сульфат амонію, а рН = 9-11.

1. Спосіб осадження електролітичних покриттів на сплави титану, що включає знежирення, активацію, осадження гальванічних покриттів, який відрізняється тим, що проводиться катодна обробка в розчині сульфамінової кислоти з хлоридом нікелю при наступному режимі: катодна густина струму Dк - 0,8-1,0 А/дм², час обробки - 10-15 хв, температура - 20-25 °С; нікелювання при наступному режимі: катодна густина струму Dк - 3,0-5,0 А/дм², час обробки - 8-10 хв, температура - 20-25 °С; міднення та термічну обробку деталей при температурі 300-320 °С. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед нікелюванням включає хімічну обробку сплавів титану в розплаві пірофосфорної кислоти при температурі 200-230 °С протягом 10-15 хвилин.

1. Електроліт осадження функціональних покриттів сплавом залізо-нікель, який містить сульфамат нікелю та борну кислоту, який відрізняється тим, що він містить сульфат заліза, сульфамінову кислоту та хлорид мангану, при такому співвідношенні компонентів (г/дм³): Сульфамат нікелю 50-70 Сульфат заліза 150-300 Кислота борна 15-20 Сульфамінова кислота 5-10 Хлорид мангану 4-7. 2. Електроліт за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить суміш сполук рідкоземельних елементів: Се, La, Nd та ін. (мішметал) у кількості 0,1-0,5 % (ваг.).

Розглянуто підсумки діяльності викладачів і наукових співробітників кафедри технічної електрохімії за 80-річний період діяльності. Особливу увагу приділено роботам, що проводяться кафедрою за останні 15-20 років. Освітлена активна діяльність викладачів, аспірантів і студентів кафедри в удосконаленні навчального процесу, творчих зв'язків з виробництвом та науковими установами. The work of the Technical Electrochemistry Department and staff members over 80-years period is summed up. Particular attention is paid to the works carried out by the Department over the last 15-20 years. We widely cover the active work of lecturers, post graduate students and students of the Department on improving the educational process, creative relationships with production and research institutions.

Спосіб вилучення металу з ванн уловлювання тетрафторборатних електролітів, що включає електроліз при катодній густині струму 10-30 А/м² з нерозчинним анодом при підтримці концентрації іонів металу на рівні 1-3 г/дм³, який відрізняється тим, що у розчин ванни уловлювання додатково вводять пірофосфат калію в концентрації 50-100 г/дм³, періодично додають гідроксид калію в кількості 0,5-1,0 г на 1 г тетрафторборат-іонів, що вносять деталями при промиванні, і фільтрують розчин ванни уловлювання.

Електроліт осадження функціональних покриттів сплавом залізо-кобальт, що містить сульфамат кобальту, який відрізняється тим, що він додатково містить сульфат заліза, сульфамінову кислоту та сульфат мангану при такому співвідношенні компонентів, г/дм³: сульфамат кобальту 50-70; сульфат заліза 250-300; сульфат мангану 5-7; сульфамінова кислота 10-30.

Спосіб вилучення металу з ванн уловлювання тетрафторборатних електролітів, що включає електроліз при катодній густині струму 10-30 А/м² з нерозчинним анодом при підтримці концентрації іонів металу на рівні 1-3 г/дм³, який відрізняється тим, що у розчин ванни уловлювання додатково вводять пірофосфат калію в концентрації 50-100 г/дм³, періодично додають гідроксид калію в кількості 0,5-1,0 г на 1 г тетрафторборат-іонів, що вносяться деталями при промиванні, і фільтрують розчин ванни уловлювання.

Електроліт міднення легованих сплавів заліза, що містить однохлористу мідь, хлористоводневу кислоту, який відрізняється тим, що додатково містить хлористий натрій та сульфамінову кислоту при такому співвідношенні компонентів (г/дм³): мідь однохлориста 25-35; хлористоводнева кислота 40-60; хлористий натрій 80-100; сульфамінова кислота 5-10.