|
|
مطالعه اثر میدان مغناطیسی بر عملکرد سلول های رسوبگیری الکتروشیمیایی مس به کمک دینامیک سیالات محاسباتی
|
|
|
|
|
نویسنده
|
نجمی نوری مه جبین ,محبی علی ,صادقی روح الله ,افروز کامبیز ,قدمی عربی بابک
|
منبع
|
علوم و مهندسي جداسازي - 1399 - دوره : 12 - شماره : 1 - صفحه:41 -66
|
|
|
چکیده
|
در روشهای رسوبگیری الکتروشیمیایی مس، با اعمال جریان الکتریکی بین دو الکترود غوطه ور در الکترولیت شامل cuso4h2so4h2o، مس روی سطح الکترود کاتد رسوب میکند. حضور میدان مغناطیسی تاثیر قابل توجهی بر عملکرد سلهای رسوبگیری الکتروشیمیایی دارد. مهمترین نقشهای میدان مغناطیسی در این فرآیندها نیروی لورنتز، جابهجایی هیدرودینامیک مغناطیسی (mhd convection) و اثر متقابل آن با جابهجایی طبیعی ناشی از گرادیان غلظت هستند. در این مطالعه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، شبیهسازی دو بعدی و ناپایدار سلهای الکترولیز (تک فازی) و الکترووینینگ (دو فازی (مایعگاز)) مس در حضور میدان مغناطیسی انجام شد. معادلات انتقال جرم ذرات نرنست پلانک، مومنتوم و پتانسیل الکتریکی به کمک روش حجم محدود حل شدهاند. در شبیهسازی دو فازی سل الکترووینینگ مس روش اولرینلاگرانژین برای الکترولیت و گاز اکسیژن به کار برده شد. نتایج شبیهسازی فرآیند الکترولیز تطابق خوبی با دادههای آزمایشگاهی ارائه شده توسط مولنهاف و همکارانش داشت. پس از اعتبارسنجی مدل، تغییرات غلظت مس و سرعت الکترولیت دو فرآیند مطالعه و با هم مقایسه شد. نتایج شبیهسازی نشان داد که اثر متقابل بین جابهجایی mhd و جابهجایی طبیعی و همچنین انباشته شدن لایههای غلظتی باعث کاهش سرعت الکترولیت میشود. در نتیجه کاهش سرعت در فرآیند الکترووینینگ دیرتر از فرآیند الکترولیز اتفاق میافتد، اما کاهش سرعت الکترولیت در مرحلهی دوم فرآیند الکترووینینگ مس حدود % 93 و خیلی بیشتر از کاهش % 33 در فرآیند الکترولیز مس است.
|
کلیدواژه
|
رسوبگیری الکتریکی مس، میدان مغناطیسی، دینامیک سیالات محاسباتی، جابه جایی هیدرودینامیک مغناطیسی، جابه جایی طبیعی
|
آدرس
|
دانشگاه شهید باهنر کرمان, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی شیمی, ایران, موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی استان اصفهان, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی شیمی, ایران, موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی استان اصفهان, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی شیمی, ایران, دانشگاه شهید باهنر کرمان, دانشکده فنی و مهندسی, گروه مهندسی برق, ایران, مجتمع مس سرچشمه, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Authors
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|