Nhận xét:
– Ảnh hưởng của thời gian. Trong dung dịch axit H2SO4 thuần (không có phụ gia) cho thấy ở tất cả các thành phần axit được nghiên cứu, nồng độ Sn tổng đều giảm theo thời gian. Cùng với hàm lựợng Sn giảm, lượng kết tủa màu ngà vàng cũng tăng lên. Điều này đã khẳng định rằng theo thời gian Sn2+ bị ôxy hóa tạo Sn4+ và kết tủa.
– Ảnh hưởng của nồng độ axit. Trong khoảng nồng độ axit từ 80 g/l đến 120 g/l với cùng một thời gian như nhau dung dịch có nồng độ axit càng lớn nồng độ thiếc tổng duy trì được càng lớn. Khi nồng độ axit vượt quá 120 g/l lên 140 g/l nồng độ thiếc lại giảm, mức độ duy trì tương đương nồng độ axit 100 g/l.
Như vậy, nồng độ 120 g/l axit H2SO4 có tính ổn định dung dịch cao nhất.
3.2. Ảnh hưởng của các chất phụ gia
Ảnh hưởng của các chất phụ gia đến độ an toàn của dung dịch điện phân thiếc ghi lại trong bảng 2 và mô tả trên đồ thị hình 3.
Bảng 2. Hàm lượng iôn thiếc thay đổi theo chất phụ gia và thời gian
Hình 3. Quan hệ giữa nồng độ Sn tổng với nồng độ các chất phụ gia và thời gian
Nhận xét
– Các chất có ảnh hưởng xấu đến độ an toàn dung dịch. Dung dịch điện phân thiếc H2SO4-SnSO4 thuần, khi không điện phân (ngừng đóng điện), nồng độ thiếc tổng ban đầu là 34.4 g/l, sau 25 ngày nồng độ Sn tổng giảm xuống còn 29,8 g/l, tức là giảm 13,4% (đường không phụ gia – hình 3). Khi cho lượng ion Cl – là 0.6 g/l vào dung dịch, sau 25 ngày, lượng Sn tổng giảm từ 34.4 g/l (ngày đầu) xuống còn 28,8 g/l tức là giảm 16,3%.
Như vậy, trong số 5 loại phụ gia đã áp dụng vào nghiên cứu ảnh hưởng tới độ an toàn dung dịch điện phân cho thấy, ion Cl – có ảnh hưởng xấu nhất, tồi tệ hơn cả khi không có một loại phụ gia nào. Nồng độ Sn trong dung dịch giảm mạnh theo thời gian, lượng kết tủa sinh ra ở đáy bình cũng nhiều nhất, nhiều hơn cả trường hợp không có phụ gia.
– Các chất có tác dụng ổn định dung dịch. Đối với các chất phụ gia còn lại như: β-napton (1 g/l); Cl – (0,6 g/l); Cr 6+ (0,3 g/l); Gelatin (2 g/l) + β-napton (1 g/l); Cr 6+ (0,3 g/l) + Cl – (0,5 g/l) đều có tác dụng ổn định dung dịch khá tốt. Trong 15 ngày đâu, nồng độ thiếc tổng trong dung dịch hầu như không giảm. Đến ngày thứ 25, các phụ gia β-napton và gelatin không duy trì được nồng độ thiếc tổng ban đầu nữa, đã giảm đi 3,4% (xuống 33,2 g/l). Iôn Cr có tác dụng duy trì độ ổn định của dung dịch tốt nhất. Khi có thêm iôn Cl, độ ổn định có giảm đôi chút, song không đáng kể.
4. Kết luận
Tính ổn định của dung dịch phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ở đây mới đề cập đến: nồng độ axit tổng và các chất phụ gia cho thêm vào dung dịch. Nồng độ axit tổng 120 g/l cho kết quả tốt nhất, song với nồng độ trong khoảng 100 g/l đến 140 g/l vẫn có thể chấp nhận được trong sản xuất. Các chất phụ gia cho vào để kéo dài chu kỳ anôt như các ôn Cl, Cr [2] có tác dụng trái ngược nhau. Trong khi iôn Cr có tác dụng ổn định dung dịch điện phân rất tốt thì sự có mặt của iôn Cl làm cho quá trình ôxy hóa thiếc 2 xảy ra nhanh hơn, dẫn đến nồng độ thiếc trong dung dịch giảm mạnh. Sự có mặt đồng thời của cả hai iôn Cr và Cl đã làm yếu đi khả năng ôxy hóa của Cl, vừa có tác dụng kéo dài thời gian thụ động anôt đồng thời vẫn đảm bảo được tính ổn định của dung dịch khá tốt.
[symple_box color=”blue” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- Đinh Phạm Thái, Nguyễn Kim Thiết, Lý thuyết các quá trình luyện kim – Điện phân, NXB Giáo dục, Hà Nội 1997.
- Đinh Tiến Thịnh, Tối ưu hóa quá trình anôt điện phân tinh luyện thiếc trong dung dịch sunfat, Luận án tiến sĩ, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Hà Nội, 2008
[/symple_box][symple_clear_floats]
