Моделирование и оптимизация процесса электрохимического рециклинга псевдосплавов вольфрама

Abstract

Исследовано влияние энергетических и временных параметров импульсного электролиза на выход по току, скорость и селективность анодного растворения псевдосплава ВК 10. Определено влияние температуры электролита на выход по току и скорость растворения исходного материала. Показано, что варьирование амплитуды тока, длительности импульса и паузы, а также их соотношения позволяют управлять маршрутом растворения и контролировать скорость отдельных стадий и процесса в целом. Определены оптимальные значения параметров импульсного режима, обеспечивающие активное растворение компонентов сплава ВК 10 с выходом по току 80–95 %. Построена имитационная модель процесса, отражающая зависимость между изменением состава обрабатываемого сплава и количеством пропущенного электричества. Использование предложенной модели позволяет определять концентрацию вольфрама на обрабатываемой поверхности и содержание его соединений в электролите в ходе электролиза.

Досліджено вплив енергетичних та часових параметрів імпульсного електролізу на вихід за струмом, швидкість та селективність анодного розчинення псевдосплаву ВК 10. Визначено вплив температури електроліту на вихід за струмом та швидкість розчинення вихідного матеріалу. Показано, що варіювання амплітуди струму, тривалості імпульсу та паузи, а також їх співвідношення дозволяє керувати маршрутом процесу та контролювати швидкість окремих стадій та процесу в цілому. Визначено оптимальні величини параметрів імпульсного режиму, які забезпечують активне розчинення компонентів сплаву ВК 10 та вихід за струмом 80–95 %. Побудовано імітаційну модель процесу, яка відображає залежність між зміненням складу оброблюваного сплаву та кількістю витраченого електричного струму. Застосування запропонованої моделі дозволяє визначати концентрацію вольфраму на оброблюваній поверхні та вміст його сполук в електроліті протягом електролізу.

The effect of both the electrolysis mode energetic and time parameters on the current efficiency, rate and selectivity of tungsten pseudo-alloy anodic dissolution was investigated. The influence of electrolyte temperature on the current efficiency and the anodic material dissolution rate was determined. It was shown that by means of varying the current amplitude and on-time and off-time duration as well as the ratio of latters it was possible to control the dissolution mechanism and the rate of both separate stages and the process in general. The pulse mode parameters providing tungsten pseudo-alloy components active dissolution with current efficiency value of 80 to 95% were found. The process simulation model reflecting the dependence of alloy composition change on the quantity of electricity passed through the system was developed. The model allowed for determining the tungsten concentration on surface under the treatment and its compounds within the electrolyte during the electrolysis.