Aotelega o le Fa'amamāina o le Kopa (Copper Electrorefining)
O le fa'amamāina eletise o le kopa o se faiga fa'apisinisi e fa'aaogaina e gaosia ai cathodes kopa e maualuga le mama, e masani lava ona sili atu le mama i le 99.99%. O lenei faiga e taua tele i le ausia o tulaga fa'avaomalo, e aofia ai le LME Grade A, lea e mana'omia e masini eletise, feso'ota'iga, ma vaega o le malosiaga fa'afouina. I le taimi o le fa'amamāina eletise, o anodes kopa e le mama e fa'asusu i totonu o se electrolyte e aofia ai le copper sulfate ma le sulfuric acid. E ala i le eletise fa'atonutonuina, e liu suavai le kopa i le anode ma toe fa'aputu i luga o pepa cathode e maualuga le mama.
O le galuega autū o lenei faiga o le vavaeʻeseina lea o le kopa mai mea leaga e pei o le apamemea, le arsenic, ma le antimony. I le anode, e leiloa e atomu kopa ni eletise, ma fausia ai ni ion kopa (Cu²⁺) e feoaʻi solo i le electrolyte. I le cathode, e maua e nei ion ni eletise ma le plate e pei o le kopa mama. I le taimi lava e tasi, o uʻamea e le manaʻomia e tumau pea ona liu suavai i totonu o le electrolyte pe faʻaputuina e pei o ni anode slimes e le mafai ona solo, ma mafai ai ona puipuia lelei le codeposition o mea leaga. O le mafai ona puipuia le faʻaputuina o mea leaga i le taimi o le faʻamamaina e taua tele mo le faʻamautinoaina ma le puleaina o le lelei o le copper cathode.
O le fa'atinoga o le fa'amamāina o le kopa e fa'alagolago tele i le pulega lelei o le electrolyte. O le tu'ufa'atasiga sa'o o le paluga o le copper sulfate-sulfuric acid, fa'atasi ai ma lona mafiafia ma le conductivity, e a'afia sa'o ai le lelei o le eletise i le fa'amamāina o le kopa. O le tausia o le tafe lelei o le electrolyte e fa'amautinoa ai le tutusa o le fa'aputuga, puipuia ai le fa'asolosolo o le fa'aputuga i le lotoifale, ma fa'afaigofie ai le te'ena o mea leaga. E fa'aogaina e le au fa'agaoioia meafaigaluega e pei o le Lonnmeter liquid density meter mo le electrolyte e mata'ituina ma fetu'una'i ai le mafiafia o le vai, lea e a'afia ai le conductivity o le fofo ma le felauaiga o le tele.
Fa'amamāina o le Kopa i le Eletise
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O le tulaga lelei o le fa'agaioiga e fa'alagolago i le fa'aitiitia o le fa'aaogaina o le malosi i le fa'amamaina o le eletise ma le fa'aleleia atili o le voltage o le sela. O voltage o le sela e le pulea e fa'ateleina ai le fa'aumatia o le malosi ma e mafai ona fa'aleagaina ai le lelei o le cathode. O le fa'aleleia atili o le fa'amamaina o le kopa o le voltage o le sela e fa'aitiitia ai le leiloa o le tete'e eletise ma fa'aitiitia ai tau o gaosiga. O le fa'aaogaina o le malosi e fa'aitiitia atili e ala i le fa'aleleia atili o le saoasaoa o le ta'amilosaga o le electrolyte ma le fa'aogaina o le fa'asaoina o le malosi o le pamu i faiga fa'amamaina o le eletise. O le fuaina lelei o le mamafa o le electrolyte e lagolagoina nei sini, aua o meatotino o fofo e a'afia ai le malosi o le pamu ma le lelei o le eletise.
O luʻitau autū i le faʻamamaina eletise o le kopa e aofia ai le ausiaina o le tulaga lelei tutusa o le kopa cathode, faʻateleina le lelei, ma le faʻaitiitia o le faʻaaogaina o le malosi. O le maualuga o le eletise e faʻateleina ai le gaosiga ae e lamatia ai le fausiaina o le cathode e pei o le omomi poʻo le mafiafia ma le faʻapipiʻiina o mea leaga seʻi vagana ua pulea ma le faʻaeteete. O fale faʻamamaina tuai e faʻaaogaina pepa amata e feagai ma le tele o suiga o le cathode ma le faʻateleina o le faigata o le faʻagaioiga. O mamanu faʻaonaponei o sela e tuʻufaʻatasia ai le otometi, cathodes tumau, mataʻituina numera, ma reactors faʻamamāina o fofo e faʻaleleia atili ai le saogalemu o le faʻagaioiga ma le lelei o oloa aʻo lagolagoina le tuufaatasiga o le electrolyte kopa ma le faʻaleleia atili o le conductivity electrolyte mo le gaosiga faʻapisinisi.
O le puleaina o le electrolyte, faʻaleleia atili o le faagasologa, ma meafaigaluega faʻapitoa mo le fuaina o mea e lagolagoina ai fuafuaga faʻaonaponei e faʻaleleia atili ai le puleaina o le lelei o le copper cathode, faʻaitiitia ai tau o galuega, ma foia ai faʻafitauli o le lelei i le faʻamamaina o le kopa i le eletise. O lenei faʻaleleia faifai pea o le faʻamamaina o le kopa i le eletise e lagolagoina ai le matafaioi autu a le alamanuia i le tuʻuina atu o le kopa mama tele mo le tamaoaiga faʻaonaponei.
Fa'atulagaga ma le Galuega a le Copper Sulfate-Sulfuric Acid Electrolyte
O le paluga o le copper sulfate-sulfuric acid o le electrolyte masani lea i le electrorefining o le copper, e maua ai le auala taua mo le puleaina o felauaiga ma le teuina o ion copper. E lua ona vaega autu: copper sulfate (CuSO₄) o le puna autu o ion copper ma le sulfuric acid (H₂SO₄) o le faʻaleleia atili o le conductivity ma le chemical stabilizer.
Kemisi ma Meatotino Autū
I le fa'atinoina, o le electrolyte e masani ona aofia ai le 40–50 g/L copper sulfate ma le tusa ma le 100 g/L sulfuric acid i galuega fa'apisinisi. O le paluga o se vai manino, e tele le tafe o le eletise lea e maua ai e le copper sulfate ia Cu²⁺ ions mo le fa'agasologa o le electrodeposition. E fa'ateleina e le sulfuric acid le ionic conductivity o le vai, fa'aleleia le mautu o le electrolyte, ma fesoasoani e pulea ai tali e pei o le hydrogen evolution i le cathode.
O tali eletise autu e fa'apea:
- Anode: Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻
- Katote: Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)
O le pulea sa'o o le tele o vaega ta'itasi e a'afia sa'o ai le fua faatatau o le tali atu, le tufatufaina atu o le eletise, ma le lelei o le copper cathode e mafua mai ai.
Taua o le Puleaina Sa'o o le Mamafa ma le Fa'aputuga
O le pulea lelei ma le sa'o o le electrolyte density ma le tuufaatasiga e taua tele mo le fa'amautinoaina o le lelei o le copper cathode ma le pulea lelei. O suiga i le electrolyte density, lea e feso'ota'i ma le fa'aputuga, e a'afia ai le gaioiga o ion ma le tutusa o le teuina o le copper. O le 'ese'ese mai le fa'atulagaina o le target e mafai ona i'u ai i le le tutusa o le mafiafia o le deposit, fa'ateleina o le impurity codeposition, po'o le tuputupu a'e o le copper dendritic (e pei o le la'au), lea e fa'aleagaina ai le mama ma le lamolemole o le oloa.
O fale gaosi kopa i aso nei e fa'aaogaina mita o le mafiafia o vai—e pei o le Lonnmeter—mo le fuaina pea o le mafiafia o vai i luga ole laiga i le fa'amamaina o le kopa. O nei meafaigaluega e lagolagoina le mata'ituina o le electrolyte i le taimi moni e fa'atumauina ai le paleni mana'omia o le copper sulfate ma le sulfuric acid ma lagolago ai le puleaina o le lelei o le copper cathode.
O faʻataʻitaʻiga mai galuega faʻaleleia talu ai nei o loʻo faʻamamafaina ai o le sulfuric acid e tausia i le 100 g/L e ausia ai le lelei sili ona lelei o le eletise. O lenei paleni e faʻateleina ai le gaosiga o le kopa ma lagolagoina ai tulaga mautu o le sela, e faʻaitiitia ai le tupu mai o taʻamilosaga pupuu poʻo le fausiaina o palapala mai le tele naua poʻo le le lava o le maualuga o le acid.
Fesootaiga i le va o le tuufaatasiga o le electrolyte, conductivity, ma le puipuiga o le codeposition o le impurity
E feso'ota'i vavalalata le eletise e tafe atu i le vai ma le tu'ufa'atasiga. O le tele o le sulfuric acid e fa'atonutonuina ai le tele o le eletise e tafe atu i le vai; o le itiiti o le acid e mafua ai le tete'e tele o sela ma le fa'ateleina o le fa'aaogaina o le malosi, ae o le tele o le acid e taofia ai le teuina o le kopa ma e mafai ona fa'alauteleina ai le fa'apipi'iina o mea leaga.
O le malosi o le copper sulfate e fuafua ai le tafe atu o le copper ions i le cathode ma e aʻafia ai le lelei o le eletise i le copper electrorefining. Afai e pa'ū tele le malosi, e tupu le fa'aitiitia i le cathode, ma fa'ateleina ai le lamatiaga o le hydrogen evolution ma fa'aletonu o le teuina. Peita'i, o le maualuga o le malosi e mana'omia ai le pulea lelei ina ia 'alofia ai le so'ona fa'aaogaina o le malosi ma fa'aletonu o le crystallographic i le copper ua teuina.
O le pulea lelei o le tuufaatasiga ma, o le mea lea, o le tafe o le eletise e taua tele mo:
- Fa'aleleia atili o le voltage o le sela i le fa'amamaina eletise o le kopa (tausia le maualalo o le voltage o le sela e fa'aitiitia ai le fa'aaogaina o le malosi ma le gaosiga o le vevela)
- Fa'aleleia atili le lelei o le tafe o le eletise (ia mautinoa o lo'o fa'aaogaina toetoe lava o tafe uma mo le teuina o le kopa, ae le o ni fa'alavelave e le mana'omia)
- Puipuia o le tulaga o mea leaga i le fa'amamāina o le kopa (fa'aitiitia o le fa'aputuina fa'atasi o elemene e pei o le apamemea, arsenic, po'o le antimony e ono tupu pe a le sa'o le tu'ufa'atasiga o le electrolyte)
O le iʻuga o le faʻaitiitia o le faʻaaogaina o le malosi, faʻasaoina o le malosi o le pamu i le faʻamamaina o le eletise, faʻaleleia atili o le foliga o le teuina, ma faʻaleleia atili le faʻamautinoaina o le lelei o le apamemea cathode. O le mataʻituina o le mafiafia ma le tuʻufaʻatasiga o le vai, e aofia ai faiga Lonnmeter inline, o le mea lea e taua tele i le faʻaitiitia o mea e leiloa, faʻaleleia atili ai le lelei o le faʻagasologa, ma le tausia o le lelei tutusa o le apamemea cathode mai le vaega i le vaega.
O nei sootaga ua faʻamaonia i suʻesuʻega o loʻo faʻaalia ai o le faatumauina o le sulfuric acid i le tusa ma le 100 g/L e le gata ina faʻaleleia atili ai le lelei o le eletise ae faʻamautinoa ai foʻi le maualalo o le lamatiaga o le faʻaputuina faʻatasi o mea leaga ma le pulea lelei o le fausaga o mea e teu ai, aʻo lagolagoina le faʻaitiitia o le faʻaaogaina o le malosi i le faʻamamaina o le kopa.
Fuaina o le Mafiafia i le Fa'amamāina o le Kopa
O le mafiafia o le electrolyte o se fa'ailoga taua i le fa'agasologa o le fa'amamaina o le kopa eletise, aua e atagia sa'o ai le tuufaatasiga o le paluga o le copper sulfate-sulfuric acid. O le tausia o le mafiafia lelei o le vai e taua tele mo le fa'amautinoaina o le lelei o le kopa cathode ma le pulea lelei o le lelei o le kopa cathode. E fa'aogaina e le au fa'agaoioia le mafiafia o se fua vave e iloa ai le maualuga o le kopa ion ma le acid, e mafai ai ona fetu'una'i sa'o mo le fa'aleleia atili o le lelei o le eletise i le fa'amamaina o le kopa eletise ma le fa'aitiitia o le fa'aaogaina o le malosi.
O le Matafaioi o le Mafiafia i le Puleaina o Faiga
E pulea e le mafiafia ni nai taunuuga taua o le faagasologa:
- Le lelei o le fa'aogaina ma le fa'atekonolosi o le taimi nei:O le maualuga o le kopa ma le acid concentrations e faʻateleina ai le density, e masani ona faʻaleleia atili ai le electrolyte conductivity ma le lelei o le current—e oʻo atu i se tulaga maualuga. I tua atu o le density sili ona lelei, e faʻagesegese le saoasaoa o le diffusion ma e ono faʻaitiitia ai le lelei, e aʻafia ai le faʻaleleia atili o le cell voltage ma le mafai ona faʻaleleia atili le cell voltage mo le faʻamamaina o le kopa.
- Puipuiga mai le tulaga fa'atulafonoina o mea leaga:O le mafiafia tutusa e fesoasoani e puipuia ai le fa'aputuina o mea leaga i le taimi o le fa'amamāina o le 'apamemea e ala i le fa'aitiitia o fesuiaiga o le mafiafia lea e fa'amalosia ai le tu'ufa'atasiga o metala e pei o le arsenic, antimony, ma le bismuth.
- Uiga o le katote:O le mafiafia mautu e lagolagoina ai le fausiaina tutusa o tioata, e fesoasoani i le lamolemole o cathodes kopa ma ni faʻaletonu laiti. O le faʻaletonu e mafai ona oʻo atu ai i ni faʻaputuga maʻaʻa, nodular, poʻo le pauta, e faʻaitiitia ai le lelei o le cathode ma manaʻomia ai ni gaioiga faʻasaʻo e tele taimi.
Tekonolosi o le Suavai mo le Fa'aleleia Atili o le Taimi Moni
Mita o le mafiafia o le vai, aemaise lava ituaiga o elemene gatete, o ni meafaigaluega taua mo le mataituina o le mamafa o le electrolyte i le fa'amamaina eletise o le kopa i aso nei. O nei masini e mafai ai ona va'ava'aia ma pulea i le taimi moni le paluga o le kopa sulfate–sulfuric acid, e lagolagoina sa'o ai le fa'amautinoaga o le lelei o le kopa cathode ma fa'aleleia atili ai le lelei o le fa'agasologa.
Mataupu Faavae o le Faagaioiga ma le Tuufaatasia o Faiga
O le mita o le mafiafia o le vai e fa'agaoioia ai le elemene tetete e fa'agaoioia e ala i le fa'atofuina sa'o o se sensor—e masani lava o se paipa, tui, po'o se silini e foliga U—i totonu o le electrolyte kopa. E fuaina e le masini le televave o le resonant frequency o le sensor, lea e fa'aitiitia pe a fa'ateleina le mafiafia o le electrolyte. O lenei televave e liua i se tau o le mafiafia e ala i le fa'atulagaina ma tulaga fa'atonuina (e pei o le vai deionized ma vaila'au copper sulfate), ma maua ai faitauga sa'o i le g/cm³.
I totonu o le faiga o le electrorefining copper, o nei mita e fesoʻotaʻi lelei i totonu o le electrolyte circulation loop poʻo le process tank. O mea susu o le sensor, e pei o le titanium poʻo le Hastelloy, e faʻamautinoa ai le fetaui lelei o vailaʻau ma faʻafefiloi malolosi o le copper sulfate–sulfuric acid. O sensors vevela tuʻufaʻatasi e tauia ai suiga o le mafiafia e mafua mai i le vevela, ma faʻatumauina ai le saʻo maualuga e tusa lava pe fesuisuiaʻi tulaga o le faʻagaioiga.
Fa'amanuiaga nai lo Metotia Fuaina Masani
O lemita elemene gatetee sili atu nai lo meafaigaluega tuai e mata'ituina ai le mafiafia—mo se fa'ata'ita'iga, hydrometers fa'aaoga lima ma au'ili'iliga fa'avaitaimi o le gravimetric—e ala i le tu'uina atu o fa'amaumauga fa'atekinolosi otometi ma maualuga le saoasaoa.
Fa'aleleia atili o le Fa'aogaina o le Fa'agasologa ma le Pulea o le Va'ava'aia:
E mafai ona feso'ota'i fa'amaumauga i luga o le initaneti ma le taimi moni i le polokalama PLC/SCADA a le la'au, e mafai ai ona fetu'una'i otometi le fa'aogaina o le copper sulfate po'o le sulfuric acid, ma tu'uina atu ai ni fa'amatalaga lelei mo le tu'ufa'atasiga sili ona lelei o le electrolyte copper. O lenei otometi e fa'amalosia ai le puleaina o le lelei o le copper cathode e ala i le fa'amautuina o fa'asologa o le fa'agasologa ma le lagolagoina o le fa'amaumauina o fa'amaumauga mo le mafai ona su'eina.
Sa'o Sili mo le Puleaina o le Electrolyte:
E sa'o lelei le fua o le mafiafia o vai o le elemene gateteuvaegao ±0.001 g/cm³, e taua tele mo le fa'aleleia atili o le fua fa'atatau o le copper sulfate–sulfuric acid. O nai fa'aletonu laiti i le electrolyte density e mafai ona fa'aosofia ai le fa'ateleina o le cell voltage po'o le fa'aaogaina o le malosi, fa'aitiitia ai le lelei o le eletise, pe fa'alauiloa ai le impurity codeposition i luga o cathodes. O ia mita e fa'afaigofieina ai le fa'aleleia atili o le cell voltage ma fa'aitiitia ai le fa'aaogaina atoa o le malosi i le electrorefining e aunoa ma ni fa'alavelave fa'atino masani, e a'afia sa'o ai tau o fa'agaioiga ma le lelei o oloa.
Fa'aitiitia le Malosiaga o le Pamu ma Fa'aleleia le Saogalemu:
O le mata'ituina i totonu o le initaneti e fa'aitiitia ai le mana'omia o le faia o fa'ata'ita'iga, lea e fa'aitiitia ai le fa'aalia o le electrolyte i le ea, ma fa'aitiitia ai tulaga lamatia o le fa'aleagaina ma le malosi o le pamuina e mana'omia mo le fesiitaiga o fa'ata'ita'iga e aunoa ma le initaneti.
Fa'ata'ita'iga o Talosaga mo le Mata'ituina i totonu ma luga ole Initaneti
O faʻatulagaga masani e faʻaalia ai se masini faʻamautu o le elemene gatete o le Lonnmeter e faʻapipiʻi saʻo i totonu o le laina toe faʻasalalauina o le electrolyte. Mo se faʻataʻitaʻiga, i totonu o se fale tele o le tane, o leLonnmetere tuʻuina atu ai faitauga faifai pea o le mafiafia i ni nai sekone uma, e mafai ai e inisinia ona mataʻituina aga masani o le mafiafia ma tali vave atu i le faʻagasologa o suiga.
I se fa'aoga fa'atino, o se la'au e fa'agaoioia le 1.2 g/cm³ copper sulfate electrolyte na ausia ai le pulea lelei o le maualuga o le copper ion e fa'aaoga ai le inline density feedback. O le fa'aleleia atili na fa'aleleia atili ai le lelei o le eletise i le copper electrorefining, fa'aitiitia ai tau o le malosiaga, ma fa'aitiitia ai le a'afiaga o le impurity codeposition. O la'au e iai faiga fa'apitoa mo le fa'aaogaina o vaila'au e mafai ona fa'aautomatika le fa'aaogaina o le acid po'o le copper e fa'atatau i le density setpoints mo le fa'aleleia atili o le electrolyte conductivity.
O lo'o fa'aogaina fo'i e le au gaosi maa o lo'o saunia ni electrolyte copper sulfate ni mita o elemene gatete mo le puleaina o le lelei; o le Lonnmeter e fa'amautinoa ai ua ausia le maualuga ma le malosi o le fa'amoemoega a'o le'i fa'aliliuina atu oloa. O le fa'atulagaina masani ma fa'ata'ita'iga o le faagasologa e fa'atumauina ai le fa'atuatuaina o le fuaina i siosiomaga faigata.
I le aotelega, o mita o le mafiafia o elemene gatete e suia ai le auala e mata'ituina ai ma pulea ai e le fa'atinoina o galuega fa'amamāina o le 'apamemea ia electrolytes, e avea o ni masini fa'atuatuaina, sa'o lelei, ma fa'atinoina i le taimi moni e fa'aleleia atili ai le lelei ma le lelei i la'asaga ta'itasi o le filifili o gaosiga o le 'apamemea cathode.
A'afiaga o le Puleaina o le Electrolyte Density i Fa'ailoga Autu o le Fa'atinoga
O le pulea sa'o o le mamafa o le electrolyte, aemaise lava i paluga o le copper sulfate-sulfuric acid, e taua tele i le fa'amamaina maualuga o le copper electrorefine. O le mamafa e a'afia ai le lelei o le copper cathode, le fa'aaogaina o le malosi, le lelei o le eletise, le voltage o le cell, ma le gaosiga atoa.
Fesootaiga ma le Fa'amautinoaga o le Tulaga Lelei o le Kopa Cathode
E a'afia sa'o lava le mama o le 'apamemea ma le lelei o le fogāeletise i le tele o le eletise. A si'itia le tele ona o le fa'ateleina o le tele o le 'apamemea po'o le 'aisa, e suia le gaioiga o le anode slime, ma fa'ateleina ai le lamatiaga o le codeposition o mea leaga—aemaise lava mo le nickel, lead, ma le arsenic. E mafai e electrolytes e maualuga le tele o mea e maua mai ai, aemaise lava i lalo o le va o electrodes e le lelei tele po'o le tele o le tafe o le eletise. O nei mea leaga ua fa'apipi'iina e fa'aleagaina ai le lamolemole o le cathode, le fa'amaoni fa'amekanika, ma le taliaina o le maketi. O su'esu'ega fa'atele e fa'aalia ai o le maualuga o le aofa'i o le nickel i electrolytes mafiafia e o'o atu ai i ni cathodes e sili atu ona ma'a'a ma le itiiti ifo o le mama, e fa'amaonia e le scanning electron microscopy ma le atomic absorption spectroscopy. O mea fa'aopoopo e pei o le thiourea ma le gelatine o nisi taimi e fa'aitiitia ai le ma'a'a o le fogāeletise ae atonu, i fua le talafeagai, e fa'ateleina ai le fa'apipi'iina o mea leaga pe afai e le'o fa'atonutonuina lelei meatotino o le electrolyte.
Aafiaga i le Fa'aitiitia o le Fa'aaogaina o le Malosiaga ma le Fa'asaoina o le Malosiaga i le Pamuina
E a'afia e le mafiafia le viscosity—o le maualuga o le mafiafia e fa'ateleina ai le tete'e atu i le gaioiga saoloto. O le pamuina o le electrolyte e mana'omia ai le tele o le malosi i mafiafia tetele; o le puleaina o le mafiafia e mafai ona maua ai le tele o le sefeina o le malosi o le pamuina. O fofo maualalo le mafiafia e fa'aitiitia ai le toso o le mafiafia, ma mafai ai ona sili atu le lelei o le tafe o le electrolyte ma le aveeseina o le vevela, ma lagolagoina sa'o ai le fa'aitiitia o le fa'aaogaina o le malosi i le fa'amamaina o le kopa. O le fuaina lelei o le mafiafia o le vai e taua tele e le gata mo le lelei o le batch ae fa'apea foi mo le puleaina o tau o galuega; o meafaigaluega e pei o le Lonnmeter e mafai ai ona sa'o, mata'ituina le mafiafia o le kopa electrolyte, fa'aleleia atili ai fa'asologa o pamuina ma le fa'aaluina o le malosi.
A'afiaga i le Lelei o le Taimi Nei, Fa'aleleia o le Voltage o le Sela, ma le Gaosiga Aoao
O le paleni o le malosi o le kopa ma le 'aisa (e atagia i le electrolyte density) e pulea ai le gaoioi o ion, e aʻafia ai le lelei o le tafe o le eletise i le faʻamamaina o le kopa. O le tele o le mafiafia e mafua ai le tuai o le felauaiga o ion, faʻateleina ai le voltage o le sela ma faʻaitiitia ai le lelei. I tulaga lelei o le mafiafia, e feoaʻi lelei ai ion o le kopa i le cathode, e faʻaitiitia ai le faʻaleagaina o itu ma faʻamautu ai le voltage o le sela. O le faʻaleleia atili o le voltage o le sela i le faʻamamaina o le kopa e taua tele—o le maualuga tele e faʻateleina ai le tau o le malosi ma le faʻatulagaina o mea leaga, o le maualalo tele e faʻalavelaveina ai le fua o le gaosiga.Puleaina o le mafiafia o le electrolytefa'ama'ai nei taunuuga, fa'ateleina le gaosiga e ala i le fa'atumauina o le fesiitaiga sili ona lelei o le totogi ma le saoasaoa o le fausiaina o le cathode. O fa'ata'ita'iga fa'amatematika e fa'amaonia ai se feso'ota'iga tuusa'o i le va o le mamafa o le electrolyte, le lelei o le tafe o le eletise, ma le voltage o le sela.
Matafaioi i le Tausia o le Lelei o le Electrolyte Conductivity ma le Faʻaitiitia o le Impurity Codeposition
O le fa'aleleia atili o le fa'atinoina o le electrolyte apamemea e fa'alagolago i le tausia o le maualuga o le mamafa ma le aofa'i o le copper sulfate. Afai e si'itia le mamafa mai le maualuga o le solute loading po'o le vevela o le ea, e pa'u'ū le fa'atinoina o le eletise, ma fa'ateleina atili ai le voltage o le sela ma lamatia ai le lelei o le oloa. O electrolytes maualuga-density e fa'ateleina ai fo'i le avanoa mo le impurity codeposition—o vaega malo ma ituaiga ua liu suavai (nickel, lead) e sili atu ona fa'agata pe fa'aitiitia i luga o le cathode, aemaise lava i lalo o faiga fa'aopoopo le talafeagai po'o tulaga le lelei o le tafe. O le puipuia o le fa'aputuina o mea leaga i le fa'amamaina o le kopa e mana'omia ai le puleaina lelei o le mamafa ma le tu'ufa'atasiga, fuaina malosi o le mamafa o le vai i le fa'amamaina o le kopa, ma le fetu'una'iga ma le fa'aeteete o le copper sulfate ma le fua fa'atatau o le acid. O lenei auala tu'ufa'atasi e fa'aitiitia ai auala o le fa'apipi'iina o mea leaga (fa'apipi'iina o vaega, fa'apipi'iina o electrolyte, ma le co-electrodeposition) ma lagolagoina ai sini fa'atonutonu lelei o le lelei o le copper cathode.
O le puleaina ma le fa'aeteete o le mafiafia i totonu o vaega fa'atulagaina e fa'aaoga ai mita fa'aonaponei o le mafiafia o vai e pei o le Lonnmeter e fa'amalosia ai le mama o electrolyte, fa'aitiitia ai le tau o le malosi, fa'ateleina ai le gaosiga, ma lagolagoina ai le gaosiga o le kopa maualuga le mama, ma fa'amamafaina ai lona matafaioi fa'avae i fa'ailoga autu uma o le fa'atinoga o le fa'amamaina eletise o le kopa.
Fa'amamāina o le 'Apameme - Togafitiga o Luga i le Eletise
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Tuufaatasia o le Fuaina o le Mafiafia mo le Fetuunaiga i le Taimi Moni
O le taua moni o le fuaina o le mafiafia o loʻo taoto i lona tuʻufaʻatasia lelei i totonu o le faʻagasologa o galuega e pulea ai le faʻagasologa. O le tuʻufaʻatasia ma le SCADA, o faitauga ola o le mafiafia mai meafaigaluega e pei o le Lonnmeter e faʻailoa saʻo ai taʻamilosaga taua o le pulea:
- Fa'aleleia atili o le voltage o le sela: O le fetu'una'iina o fa'asologa o le eletise ma le voltage i le taimi moni, e fa'atatau i le fua o le electrolyte density, e 'alofia ai le soona gaioi o le eletise ma fa'aitiitia ai le fa'aaogaina le malosi e le mana'omia.
- Puleaina o le lelei o le tafe o le eletise: O le faatumauina o le mafiafia o le eletise e mautinoa ai le maualuga o le lelei o le tafe o le eletise e ala i le faatumauina o le maualuga o le ion i le cathode, faateleina ai le teuina o u'amea ma faaitiitia ai tali atu i parasitic.
- Fa'aleleia atili o le fa'agaoioiga o le eletise: O le pulea lelei o le mafiafia e fa'amautinoa ai o lo'o tumau pea le maualuga o le fa'agaoioiga o le eletise, e lagolagoina ai le fa'aputuina lelei ma tutusa o u'amea i totonu o sela fa'aeletoronika.
- Puipuiga mai le tulaga o mea leaga: I le fa'amautuina o uiga o le electrolyte, o fa'amaumauga o le mafiafia i le taimi moni e fesoasoani e fa'atumauina ai tulaga e lagolagoina ai le teuina o le kopa filifilia, ma fa'aitiitia ai le lamatiaga o le teuina fa'atasi o mea leaga e pei o le nickel po'o le u'amea.
Aogā mo le Faʻatuatuaina, Foʻia o Faʻafitauli, ma le Tumau
O le tu'ufa'atasia o meafaigaluega i le taimi moni i totonu o se fa'avae malosi o le SCADA e fa'aleleia atili ai le fa'atuatuaina o le fa'agaioiga. E maua e le aufa'agaoioia le va'aia i le ao ma le po o fa'ailoga autu o le fa'agasologa, ma fa'avavevave ai le iloa ma le tali atu i so'o se eseesega i le tu'ufa'atasiga o le electrolyte kopa.
O lenei auala e maua ai:
- Fa'aleleia atili le foia o fa'afitauli: O le vave maua o fa'amaumauga ma fa'amaumauga o aga masani i aso ua mavae e lagolagoina ai le au'ili'iliga o le mafua'aga pe a fa'aitiitia le lelei o le oloa pe si'itia fa'afuase'i le voltage o le sela.
- Fa'atuatuaina o le fa'agaioiga: O le pulea e fa'avae i luga o le fa'ata'ita'iga e fa'aitiitia ai fa'alavelave fa'agasologa, fa'aitiitia ai le taimi e le fa'agaoioia ai, ma puipuia ai fa'alavelave taugata e pei o le gaosiga o le cathode e tumu i mea le mama.
- Tutusa o le vaega: O le pulea otometi o parakalafa e pei o le mafiafia ma le vevela e faʻamautinoa ai le tutusa o uiga o le teuina o le 'apamemea mai le vaega i le vaega pe i le taimi o faʻaauau pea.
- Fa'aitiitia le fa'aaogaina o le malosi: O le fa'aleleia atili o le voltage o le sela ma le fa'aitiitia o le fa'avevela o le electrolyte e le mana'omia e fa'aitiitia ai tau o galuega.
- Fa'aleleia atili o le lelei o le tafe o le eletise: I le tausisia o tulaga lelei o le electrolyte, o le tele o le eletise e ulufale mai e fa'aliliuina atu i le toe fa'aleleia o le kopa mama nai lo ni fa'alavelave fa'alenatura.
- Fa'asaoina o le malosi o le pamuina: O le mata'ituina o le mafiafia o le electrolyte e fa'afaigofie ai le puleaina lelei o le pamu, 'alofia ai le so'ona tafe pe cavitation, ma fa'ateleina ai le umi e ola ai le masini.
O nei fa'amanuiaga e tu'ufa'atasia e lagolago ai le pulea lelei o le lelei o le copper cathode ma fa'amautinoa ai le gaosiga lautele ma le tausisia o le siosiomaga i galuega fa'aonaponei o le electrorefining.
Faiga Sili mo le Faʻatinoina o Mita o le Mamafa o le Vai i le Faʻamamāina o le Kopa
Taiala mo le Fa'apipi'iina ma le Fa'atulagaina mo Fa'afefiloi o le 'Aseta Maualuga
O le filifilia o le mita sa'o o le mafiafia o le vai mo le fa'aeletoronika o le kopa e amata i ana meafaitino. O vaega ua susu e tatau ona tete'e atu i le maualuga o le sulfuric acid ma le copper sulfate. O le PTFE, PFA, PVDF, ma le tioata o meafaitino ia e sili ona lelei, e ofoina atu le tete'e fa'atuatuaina i le 'ele i siosiomaga electrolyte malolosi. E tatau ona 'alo'ese mai u'amea se'i vagana ua mana'omia; fa'aaoga na'o vasega u'amea maualuga e pei o le Hastelloy C-276 po'o le titanium pe afai e le mafai ona fa'ate'aina vaega u'amea.
E tatau ona fa'apipi'i i se nofoaga e atagia ai le tele o le electrolyte kopa. 'Alo'ese mai sone e mate ai le tafe po'o nofoaga e fa'aputu ai le electrolyte. E sili ona lelei laina autu o le fa'asalalauina o le eletise po'o le toe fa'asalalauina o le eletise, ma ia mautinoa ai le tutusa o le paluga o le copper sulfate–sulfuric acid ma le tutusa o faitauga o le mafiafia. O se bypass loop e mafai ai ona e vavae'ese le mita i le taimi o le fa'atulagaina po'o le tausiga, fa'amautu ai tulaga o le fa'agaioiga ma fa'aitiitia ai le taimi e le toe fa'agaoioia ai le fa'agasologa.
O suiga o le vevela e suia ai le mamafa o le sulfuric acid ma, e ala i le faaopoopoga, le tuufaatasiga o le electrolyte o le kopa. Tuufaatasia se sensor o le vevela faatasi ma le mita o le mamafa ma faafaigofie ai le tau o le vevela i lau masini. Faaaoga faataitaiga o le calibration e atagia ai le maualuga moni o le kopa ma le acid i lau laau. O lenei mea e faamautinoa ai o lau mita o le mamafa o le vai mo le electrolyte e maua ai faamatalaga sa'o ma aoga mo le faamautinoaina o le lelei o le kopa cathode ma le faaleleia atili o le lelei o le tafe i le faamamaina o le kopa.
Pulea le tafe i totonu o le mita mafiafia i se tulaga feololo ma mautu. O le tele o le fenumiai e mafua ai le pisa o le fuaina ma le ofuina o masini, ae o le tafe maualalo e mafai ona maileia ai ni pupuni, ma fa'asese ai faitauga. Fa'apalapala uaea uma ma vavae'ese le masini i le eletise. O le maualuga o le eletise e mafua ai ona lamatia le tafe ese o le eletise, e ono a'afia ai le fa'aleleia atili o le voltage o le sela ma le puleaina o le lelei o le copper cathode.
Fa'atonuga o le Saogalemu ma le Fegalegaleaiga ma Electrolytes Malosi
Fa'apipi'i ni talita fa'asalalau ma ni mea e taofia ai le tafe o le vai i tafatafa o le mita mafiafia i so'o se mea e mafai ai ona a'afia tagata i le paluga o le copper sulfate–sulfuric acid. Fa'apipi'i ni fa'ailoga lapata'i ma ni tapula'a i le ulufale atu i tafatafa o masini uma o le mita. Ia mautinoa o mea e fa'apipi'i, fa'amaufa'ailoga, ma so'oga e fetaui ma electrolytes malolosi, 'alo'ese mai elastomers ma palasitika e le'o fa'atulagaina mo tulaga maualuga o le acid ma le oxidative.
E taua tele le vavae'eseina o le eletise ma le fa'amautuina malosi o le eleele. E fa'ateleina le lamatiaga o tafega sese i le fa'amamaina o le kopa, ma lamatia ai le sa'o o le masini fa'alogo ma le saogalemu o le tagata lava ia. Ia siaki soo vaega o le pa puipui ma le vavae'eseina e puipuia ai fa'aletonu matautia.
Fautuaga mo le Feso'ota'iga Lelei i Galuega Fa'atino a le Falegaosimea o lo'o iai nei
Fa'apipi'i le mita mafiafia i totonu o le faiga fa'atonutonu o lo'o iai nei a lau la'au, fa'aaoga ia fa'afuainumera mo le mata'ituina moni o le tu'ufa'atasiga o le electrolyte apamemea. Tu'u mita i totonu o paipa autu po'o ni matasele toe fa'asalalau mo fa'amatalaga tutotonu. Fa'aaoga fa'apipi'iga bypass mo le vave vavae'ese pe a mana'omia le fa'atulagaina po'o le tausiga, puipuia ai fa'alavelave i le fa'agaioiga o le sela ma lagolagoina le lelei o le tafe o le eletise i le fa'amamaina o le apamemea.
Galulue fa'atasi ma inisinia o faiga e fa'amaonia ai le tulaga o le mita o le mafiafia e fa'aaoga ai le fa'ata'ita'iga o le tafe; E mafai e su'esu'ega CFD ona fa'ailoa mai vaega e fa'avasega ai ma sone e fefiloi ai. Fa'aaoga le galuega a le mita e fa'atino ai fetu'una'iga otometi mo le voltage o le sela ma le electrolyte conductivity, fa'aleleia atili ai le fa'aaogaina o le malosi ma puipuia ai le impurity codeposition i le taimi o le fa'amamaina o le kopa.
Fa'atulaga ni fa'atulagaga mo le fa'atulagaina masani o le sensor, fa'aaoga fa'ata'ita'iga fa'asino e fetaui ma le paluga copper sulfate–sulfuric acid a le la'au. O se fa'asologa o tausiga ma se mamanu vave e mafai ai ona toe fa'aleleia vave pe a uma ona fa'amamāina pe fa'aleleia, fa'aitiitia ai le leiloa o le gaosiga ma lagolagoina le sefeina o le malosi o le pamuina i le fa'amamaina eletise.
Fesili e Masani Ona Fesiligia
O le ā le matafaioi a le mita o le mafiafia o le vai i le fa'aeletoronisiina o le apamemea?
O se mita o le mafiafia o vai, e pei o le Lonnmeter, e maua ai le mata'ituina faifai pea ma le taimi moni o le paluga o le copper sulfate-sulfuric acid i totonu o sela o le copper electrorefining. O lenei mea e mafai ai e le au fa'agaoioia ona iloilo le mafiafia o le electrolyte o se fa'ailoga tuusa'o o le maualuga o le copper ma le sulfuric acid—o ni fa'ailoga taua se lua mo le pulea lelei o le lelei o le copper cathode. O fa'amaumauga faifai pea o le mafiafia e feso'ota'i ma faiga fa'atonutonu o le fa'agasologa, e mafai ai ona fetu'una'i sa'o ma otometi i le vevela, fua fa'atatau o le fafagaina, ma le maualuga o le acid, ma fa'aitiitia ai le fa'alagolago i le fa'ata'ita'iga lima. O lenei auala e fa'aleleia atili ai le tutusa o le tu'ufa'atasiga o le electrolyte copper, e lagolagoina ai tulaga fa'atatau mo le fa'ateleina o le lelei o le copper cathode ma fa'aitiitia ai le fesuia'iga o galuega.
E fa'apefea ona a'afia e le mamafa o le electrolyte le fa'amautinoaga o le lelei o le 'apamemea cathode?
O le mafiafia o le electrolyte e atagia ai le paleni o le kopa ma le sulfuric acid i totonu o le vai. O le eseesega i le mafiafia o le faailoilo o le suiga i le malosi, lea, afai e le faasa'oina, e mafai ona taitai atu ai i le tulaga le mana'omia o mea leaga e pei o le nickel, tin, po'o le antimony i luga o le cathode. O le tausia o le vaega o le mafiafia e puipuia ai le tulaga le mama, lagolagoina le fa'amautinoaga o le lelei o le kopa cathode ma fa'amautinoa o le oloa kopa mulimuli e ausia mana'oga fa'apitoa o le mama. O le puleaina lelei o le mafiafia e fesoasoani fo'i i le su'esu'eina o fa'afitauli i le aofia ai o le electrolyte, ma fa'amalosia atili ai taumafaiga e pulea ai le lelei o le kopa cathode.
E mafai e le fuaina sa'o o le mafiafia ona fesoasoani i le fa'aitiitia o le fa'aaogaina o le malosi?
Ioe. O le fuaina sa'o o le mafiafia e mafai ai ona pulea lelei le paluga o le copper sulfate-sulfuric acid, ma a'afia sa'o ai le electrolyte conductivity. Talu ai ona o le conductivity e fuafua ai le voltage o le sela e mana'omia e fa'atino ai le teuina o le kopa, o le tausia o le mafiafia sili ona lelei e ala i le fuaina i le taimi moni e mautinoa ai le itiiti o le leiloa o le malosi—e lagolagoina ai le fa'aleleia atili o le voltage o le sela ma fa'aitiitia ai le fa'aaogaina o le malosi i le fa'amamaina o le kopa. O le puleaina lelei o le mafiafia e fa'aitiitia ai fo'i le pamuina ma le fa'afefiloi e le mana'omia, ma fa'aitiitia atili ai le mana'oga o le malosi ma tau o galuega.
Aiseā e faʻalagolago ai le lelei o le eletise o loʻo iai nei i le faʻamamaina o le kopa i le mamafa o le electrolyte?
O le lelei o le tafe o le eletise e fua ai le vaega o le tafe eletise e faʻaaogaina e teu ai le kopa mama. O le mafiafia sili ona lelei e faʻamautinoa ai o le electrolyte e tuʻuina atu le paleni saʻo o ions kopa ma le acid, lea e taua mo le felauaiga lelei o ions. Afai e pa'ū le mafiafia i tua atu o le tulaga fautuaina, e mafai ona tupu ni faʻalavelave e le manaʻomia (e pei o le hydrogen poʻo le oxygen evolution), e faʻaliliu ese ai le tafe mai le teuina o le kopa ma faʻaitiitia ai le lelei o le tafe. O le tausia o le mafiafia i totonu o faʻamatalaga o se fuafuaga taua mo le faʻaleleia atili o le lelei o le tafe i le faʻamamaina o le kopa.
E fa'apefea ona fesoasoani le fuaina o le mafiafia o le vai i le sefeina o le malosi o le pamu?
E tatau ona fetaui le tafega o le eletise ma le fua faatatau o le tafe ma le mafiafia o le vaifofo ina ia mautinoa le tutusa o le tufatufaina o le eletise ma le teuina o le kopa. O le fuaina o le mafiafia o le vai i le taimi moni e maua ai se tali sa'o i suiga o meatotino o le eletise, e mafai ai ona fetuunai otometi le saoasaoa o le pamu ma faiga palu. I le tausia o le mafiafia sa'o, e aloese ai laau mai le tele o le pamuina, ma maua ai le sefeina o le malosi o le pamuina i le faamamaina o le eletise ma le faalauteleina o le ola o meafaigaluega e ala i le faaitiitia o le ofuina o masini. O lenei mea e faaitiitia ai foi le ono mafai ona i ai ni mea leaga i totonu o le vai ma le tuputupu ae le tutusa o le kopa ona o vaega e le minoi i totonu o le vaitaele eletise.
Taimi na lafoina ai: Tesema-05-2025
