Закономерности протекания окислительно-восстановительных реакций при рафинировании жидких металлов в тонких пленках ионных расплавов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-79-00004

НазваниеЗакономерности протекания окислительно-восстановительных реакций при рафинировании жидких металлов в тонких пленках ионных расплавов

Руководитель Ясинский Андрей Станиславович, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" , Красноярский край

Конкурс №40 - Конкурс 2019 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-406 - Энергосбережение при передаче и потреблении энергии

Ключевые слова Рафинирование металлов, получение алюминия, ионные расплавы, электролиз, массоперенос, переработка катализаторов, кинетика, электродные процессы, инертный анод, низкотемпературный расплав

Код ГРНТИ53.03.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект посвящен исследованию катодного и анодного поведения жидких металлов (в частности, алюминия) и жидких полиметаллических систем, содержащих алюминий, медь, железо, рений и металлы платиновой группы, в тонких пленках расплавов галогенидов и в микропорах. Исследование таких систем актуально в связи с перспективами их использования для эффективного получения алюминия высокой чистоты с использованием безуглеродных анодов, извлечения рения и металлов платиновой группы (МПГ) из отработанных катализаторов нефтехимической промышленности электрометаллургическим способом, а также для других технологий получения жидких металлов электролизом расплавов (например, натрия, калия, магния, кальция). Анализ литературных источников показал, что в настоящее время создание безотходных, энергетически и экономически эффективных технологий получения и рафинирования жидких металлов (в частности, алюминия), концентрирования металлов платиновой группы в сплаве в тонких пленках или в микропорах, является актуальной технической задачей, требующей проведения фундаментальных исследований. На практике для переработки дезактивированных катализаторов нефтехимической промышленности применяются пирометаллургические способы, характеризующиеся высоким расходом электроэнергии и улавливающих реагентов, большим количеством отходов. На основании теоретических предпосылок и результатов термодинамического анализа предложен принципиально новый электрохимический способ комплексной переработки катализаторов, для которого осуществление окислительно-восстановительной реакции в тонкой пленке или в порах может стать большим преимуществом в контексте энергосбережения. Предлагается провести экспериментальное исследование с целью подтверждения перспективности разработки новой электрохимической технологии. В рамках проекта предполагается исследование влияния геометрии и свойств пленки (поры), в частности диаметра, толщины, химического состава и температуры на кинетику электродных процессов, предельные токи селективного окисления алюминия из сплава, восстановления алюминия на жидком алюминиевом электроде. Научная новизна исследования заключается в новом подходе к исследованию окислительно-восстановительных реакций, протекающих в порах с характерными размерами порядка 1 мм, который стал осуществим благодаря новой конструкции алюминиевого электрода сравнения. Исследование носит междисциплинарный характер, т.к. находится на стыке электрохимии, химической технологии и материаловедения, а также представляет интерес для металлургии алюминия, щелочных, щелочноземельных и благородных металлов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Ясинский А.С., Поляков П.В., Падамата С.К. Voltammetry on liquid aluminium and Al-Cu alloy in chloride-based melts Proceedings of Academics World international conference, pp. 17-20 (год публикации - 2019)

2. Падамата С.К., Ясинский А.С., Поляков П.В. Electrode processes in KF-AlF3-Al2O3 melts New journal of chemistry, 44 (13), 5152-5164 (год публикации - 2020)
10.1039/D0NJ00016G

3. Ясинский А.С., Падамата С.К., Поляков П.В. Voltammetry on liquid aluminium and Al-Cu alloy in chloride-based melts International Journal of Mechanical and Production Engineering, Volume- 8, Issue-2, pp. 14-17 (год публикации - 2020)

4. Ясинский А.С., Поляков П.В., Янг Ю., Ванг Ж., Суздальцев А.В., Моисеенко И.М. Electrochemical reduction and dissolution of liquid aluminium in thin layers of molten halides Electrochimica acta (год публикации - 2020)

5. Ясинский А.С., Поляков П.В., Моисеенко И.М., Падамата С.К. Electrochemical reduction and dissolution of aluminium in a thin-layer refinery process Minerals, Metals and Materials Series (год публикации - 2021)
10.1007/978-3-030-65396-5_73

6. Андрей Ясинский, Петр Поляков, Юцзян Ян, Чжаоуэн Ван, Андрей Суздальцев, Илья Моисеенко, Саи Кришна Падамата Electrochemical reduction and dissolution of liquid aluminium in thin layers of molten halides Electrochimica Acta, 366, 137436 (год публикации - 2021)
10.1016/j.electacta.2020.137436

7. Ясинский А.С., Падамата С.К., Моисеенко И.М., Стопич С., Фельдхаус Д., Фридрих Б., Поляков П.В. Aluminium Recycling in Single- and Multiple-Capillary Laboratory Electrolysis Cells Metals, 11, 1053 (год публикации - 2021)
10.3390/met11071053

Публикации