Визначення основних технологічних параметрів в процесі електрохімічного вилучення міді з сульфатнокислих концентрованих технологічних розчинів

Автор(и)

  • Микола Васильович Яцков Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0002-6231-6583
  • Наталія Михайлівна Корчик Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0003-4919-6510
  • Надія Марківна Буденкова Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0003-2176-3405
  • Оксана Іванівна Мисіна Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0003-2556-0947
  • Сергій Володимирович Ковальчук Відокремлений структурний підрозділ «Рівненський технічний фаховий коледж Національного університету водного господарства та природокористування», Україна https://orcid.org/0009-0006-2546-8349

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.341531

Ключові слова:

катодне вилучення, відпрацьовані технологічні розчини, технологічні параметри, діафрагмовий і бездіафрагмовий електроліз

Анотація

Об’єктом дослідження є концентровані модельні розчини, сульфатнокислі відпрацьовані технологічні розчини (ВТР) від операцій підготовки поверхні та покриття ряду підприємств з метою розробки уніфікованих технологій та обладнань.

Для обґрунтування основних параметрів електролізної системи  в рамках системного підходу (Quality Function Deployment) показано, що незалежно від концепції і механізму електрохімічних перетворень одним із основним елементів є окисно-відновні реакції, які відбуваються як на межі електрод – розчин, так і в об’ємі розчину.

Представлені експериментальні дослідження щодо електрохімічного катодного вилучення міді з сульфатнокислих концентрованих технологічних розчинів в умовах нестаціонарного складу та зміни властивостей ВТР. Рекомендовані основні технологічні параметри процесу електролізу та розроблена установка катодного вилучення металу (міді). Для адаптації установки до зміни технологічних параметрів та уникнення утворення побічних продуктів разом із основним продуктом (міді) передбачається монтаж та демонтаж катодів і діафрагми. Для виключення вторинного забруднення ВТР пропонується відмовитися від застосування в локальних циклах реагентів на всіх стадіях очищення ВТР на користь електрохімічної технології. Наведені кінетичні дані (густина струму, витрата струму/1 моль, швидкість осадження) дозволяють розробити основні принципи контролю та регулювання процесу електролізу.

За значеннями рН та Eh можна регулювати тип осаду (фольга, осад, що включає сторонні речовини), а також визначити мету технологічного процесу (регенерація, утилізація). Рекомендовано застосовувати бездіафрагмовий електроліз в локальних циклах регенерації, а діафрагмовий електроліз – у локальних циклах утилізації

Біографії авторів

Микола Васильович Яцков, Національний університет водного господарства та природокористування

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, професор

Кафедра хімії та фізики

Наталія Михайлівна Корчик, Національний університет водного господарства та природокористування

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімії та фізики

Надія Марківна Буденкова, Національний університет водного господарства та природокористування

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра хімії та фізики

Оксана Іванівна Мисіна, Національний університет водного господарства та природокористування

Старший викладач

Кафедра хімії та фізики

Сергій Володимирович Ковальчук, Відокремлений структурний підрозділ «Рівненський технічний фаховий коледж Національного університету водного господарства та природокористування»

Кандидат сільськогосподарських наук

Кафедра екології

Посилання

  1. Abidli, A., Huang, Y., Ben Rejeb, Z., Zaoui, A., Park, C. B. (2022). Sustainable and efficient technologies for removal and recovery of toxic and valuable metals from wastewater: Recent progress, challenges, and future perspectives. Chemosphere, 292, 133102. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133102
  2. Fylypchuk, V. L., Shatalov, O. S. (2014). Bezpeka ekspluatatsiyi ustanovok dlia elektrokhimichnoho ochyshchennia stichnykh vod promyslovykh pidpryiemstv. Visnyk NUVHP, 1 (65), 436–445. Available at: https://ep3.nuwm.edu.ua/1431/1/Vt6551.pdf
  3. Grebenyuk, V. D., Linkov, Ν. Α., Linkov, V. M. (1998). Removal of Ni and Cu ions from aqueous solutions by means of a hybrid electrosorption/electrodialysis process. Water SA, 24 (2), 123–127. Available at: https://www.wrc.org.za/wp-content/uploads/mdocs/WaterSA_1998_02_apr98_p123.pdf
  4. Mourdikoudis, S., Dominguez‐Benetton, X. (2025). Physicochemical vs Electrochemical Technologies for Metal Recovery – Main Insights, Comparison, Complementarity and Challenges. Chemistry–Methods, 5 (3). https://doi.org/10.1002/cmtd.202400046
  5. Dermentzis, K. I., Marmanis, D. I., Christoforidis, A. K., Stergiopoulos, D. K. (2016). Electrochemical recovery of metallic copper from galvanic effluents. 13th Intern. Conf. PHYSICAL CHEMISTRY 2016. Belgrade. Available at: https://www.researchgate.net/publication/344132075_Electrochemical_recovery_of_metallic_copper_from_galvanic_effluents
  6. Dzyazko, Yu., Atamanyuh, V. (2004). Electrodionization method and its perspectives for natural and waste waters purification from heavy metals ions. Available at: https://ekmair.ukma.edu.ua/server/api/core/bitstreams/7894a973-6d26-46b3-9d0f-f1ed6ff3076b/content
  7. Stergiopoulos, D., Dermentzis, K., Spanos, T., Giannakoudakis, P., Agapiou, A., Stylianou, M. (2019). Combined electrocoagulation/electrowinning process for recovery of metallic copper from electroplating effluents. Journal of Engineering Science and Technology Review, 12 (3). Available at: https://www.researchgate.net/publication/344112550_Combined_electrocoagulationelectrowinning_process_for_recovery_of_metallic_copper_from_electroplating_effluents
  8. Fylypchuk, V. (2002). Elektrokhimichna zmina okysno-vidnovnoho potentsialu pry ochyshchenni stichnykh vod. Visnyk ternopilskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu, 7 (4), 131–137. Available at: https://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/lib/42474/2/TSTUSJ_2002v7n4_Filipchuk_V-Electrochemical_changing_131-137.pdf
  9. Antropov, L. I. (1993). Teoretychna elektrokhimiya. Kyi: Lybid, 544.
  10. Yatskov, M. V., Korchyk, N. M., Kyryliuk, S. V. (2024). Ochyshchennia kontsentrovanykh stichnykh vod halvanichnoho vyrobnytstva u kombinovanykh systemakh. Rivne: O. Zen, 200.
  11. Yatskov, M., Korchyk, N., Prorok, O. (2019). Developing a technology for processing cuprum containing wastes from galvanic production aimed at their further use. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (102)), 32–41. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.186620
  12. Yatskov, M. V., Korchyk, N. M., Prorok, O. A., (2017). Research of physico-chemical properties for high-concentrated suspensions from galvanic manufactures in the reagent slims form. Visnyk NUVHP, 3 (79), 60–67. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vnuvgp_tekhn_2017_3_9
  13. Jackowska, K., Krysiński, P. (2020). Applied Electrochemistry. De Gruyter Brill. https://doi.org/10.1515/9783110600834
  14. Volkov, S. V., Kozin, L. F., Omelchuk, A. O. (2005). Deiaki problemy suchasnoi elektrokhimiyi. Ukrainskyi khimichnyi zhurnal, 71 (7), 3–32. Available at: https://ucj.org.ua/index.php/journal/issue/download/190/7-2005
  15. Stezeryanskii, E. A. (2024). Electrochemical redox reactions of hexamethylenteramine tetraiodide. Modern Aspects of Electrochemistry. Kyiv: MPBP «Hordon», 120–121. https://doi.org/10.33609/elchimcongr.2024.09.1-210
  16. Cesiulis, H., Tsyntsaru, N. (2023). Eco-Friendly Electrowinning for Metals Recovery from Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). Coatings, 13 (3), 574. https://doi.org/10.3390/coatings13030574
  17. Chen, L., Zhang, G., Liu, H., Miao, S., Chen, Q., Lan, H., Qu, J. (2024). Efficient Metal Recovery from Industrial Wastewater: Potential Oscillation and Turbulence Mode for Electrochemical System. Engineering, 38, 184–193. https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.12.002
  18. Fu, F., Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewaters: A review. Journal of Environmental Management, 92 (3), 407–418. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.11.011
  19. Zeng, H., Liu, S., Chai, B., Cao, D., Wang, Y., Zhao, X. (2016). Enhanced Photoelectrocatalytic Decomplexation of Cu–EDTA and Cu Recovery by Persulfate Activated by UV and Cathodic Reduction. Environmental Science & Technology, 50 (12), 6459–6466. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b00632
  20. Yatskov, M. V., Korchyk, N. M., Shchuhailov, V. S., Mysina, O. I. (2001). Pat. No. 35505 A UA. Sposib ochyshchennia stichnykh vod vyrobnytstva drukovanykh plat vid orhanichnykh domishok. No. 99105840; declareted: 26.10.1999; published: 15.03.2001. Available at: https://base.nipo.gov.ua/searchInvRevoke/search.php?action=showsearchresults&page=1&lang=ukr&qp=claims_per_page%3D10%3Bch_0%3Don%3Bqe0%3D35505%3B
  21. Chan, L.-K., Wu, M.-L. (2002). Quality Function Deployment: A Comprehensive Review of Its Concepts and Methods. Quality Engineering, 15 (1), 23–35. https://doi.org/10.1081/qen-120006708
  22. Laboratorna robota No. 10 Fotometrychnyi analiz. Vyznachennia vmistu midi (II) u rozch (2020). Analitychna khimiya. Chernihiv: NU «Chernihivska politekhnika», 59–64. Available at: https://ir.stu.cn.ua/bitstream/handle/123456789/20292/%D0%90%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%96%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0%20%20%D1%85%D1%96%D0%BC%D1%96%D1%8F..pdf?sequence=1&isAllowed=y/
  23. Korchyk, N. M., Budenkova, N. M., Sen, O. M. (2013). Elektrokhimichni protsesy vyluchennia metaliv z vidkhodiv halvanichnoho vyrobnytstva. Visnyk NUVHP, 3 (63), 133–141.
Визначення основних технологічних параметрів в процесі електрохімічного вилучення міді з сульфатнокислих концентрованих технологічних розчинів

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-28

Як цитувати

Яцков, М. В., Корчик, Н. М., Буденкова, Н. М., Мисіна, О. І., & Ковальчук, С. В. (2025). Визначення основних технологічних параметрів в процесі електрохімічного вилучення міді з сульфатнокислих концентрованих технологічних розчинів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(10 (137), 41–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.341531

Номер

Том 5 № 10 (137) (2025): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Mykola Yatskov, Natalia Korchyk, Nadia Budenkova, Oksana Mysina, Serhii Kovalchuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.