Статьи автора

Кинетика ультразвукового растворения порошка оксида металла для разных пространственных сочетаний области кавитации и акустического течения Эккарта

Номер выпуска 3 от 01.05.2023

Рассмотрены особенности воздействия акустического течения и кавитации, создаваемых бегущей ультразвуковой волной, которые могут быть использованы для эффективного растворения порошка оксида металла. На основе упрощенной схемы, учитывающей, тем не менее, все существенные особенности исследуемой реальности, получены точные выражения для всех параметров стационарного вихревого движения и кавитации, полностью обеспечивающих требования надлежащего регулирования хода реакции. Выведены уравнения, описывающие кинетику растворения для двух типичных режимов: развитой кавитации и докавитационного состояния. Найдены выражения для времени полного завершения процесса. На примере этих двух наиболее типичных видов реакции сформулированы условия, выполнение которых позволяет полностью удовлетворить решению поставленных перед технологией задач. Представлены способы наиболее оптимального применения схемы ультразвукового растворения и отмечены те особенности ее формирования, которые дают возможность осуществлять регулирование процесса. Выполненные расчеты дают возможность выбрать и точно реализовать ту схему акустической стимуляции растворения, которая наиболее полно соответствует ожидаемым выходным результатам и другим особенностям обработки.

98 0

Экстракция Mn(II) и Co(II) из хлоридных растворов глубоким эвтектическим растворителем ди(2-этилгексил)фосфорная кислота/ментол

Номер выпуска 4 от 01.07.2023

Изучена экстракция ионов Mn(II) и Co(II) из хлоридных растворов в системе с гидрофобным глубоким эвтектическим растворителем (HDES) на основе ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) и ментола в зависимости от кислотности водной фазы, состава HDES, концентрации хлорид-иона и объемного соотношения фаз системы. Установлен механизм экстракции исследуемых металлов. Проведен термодинамический анализ процесса экстракции в предложенной системе. Впервые проведена оценка возможности повторного использования HDES Д2ЭГФК/ментол на примере экстракции ионов Mn(II). Показана перспективность использования предложенного HDES для выделения металлов из водных растворов.

125 0

Эрозионная ультразвуковая очистка катодной ленты отработанных литий-ионных аккумуляторов типа NMC

Номер выпуска 1 от 01.01.2024

Предложен метод очистки катодной фольги отработанного литий-ионного аккумулятора от катодного материала с помощью ультразвука. Разработана общая схема компоновки устройств с анализом взаимодействия всех основных узлов конструкции. В основу метода положен эффект кавитационной ультразвуковой эрозии твердых тел, помещенных в жидкость, которая находится под воздействием ультразвука. Получено выражение для глубины слоя покрытия, который удаляется с ленты при однократном прохождении всей ее длины через все зоны кавитации устройства. Выполнен аналитический и численный анализ зависимости скорости очистки от интенсивности ультразвука, его частоты, скорости движения ленты и других параметров схемы. Экспериментально показана возможность эффективной очистки алюминиевой фольги от катодного материала литий-ионного аккумулятора типа NMC.

92 0

Экстракция Li(I), Al(III) и Fe(III) из солянокислых растворов гидрофобным эвтектическим растворителем ТБФС/ментол

Номер выпуска 2 от 01.02.2024

Предложен новый гидрофобный эвтектический растворитель на основе триизобутилфосфин сульфида (ТБФС) и ментола, изучены его основные физико-химические свойства, и проведена оценка его экстракционной способности по отношению к ионам Fe(III), Al(III) и Li(I). Для системы ТБФС/ментол построена диаграмма состояния “твердое тело – жидкость”, и установлено взаимодействие между компонентами в эвтектическом растворителе с использованием ИК- и ЯМР-спектроскопии. Установлены температурные зависимости динамической вязкости, плотности и показателя преломления предложенного растворителя. Изучена экстракция ионов Fe(III), Al(III) и Li(I) из солянокислых растворов ТБФС/ментол в зависимости от концентрации HCl и NaCl, объемного соотношения фаз, исходной концентрации металла. Получены температурные зависимости степени извлечения ионов металлов, и проведена оценка термодинамических параметров экстракции. Определены показатели реэкстракции ионов Fe(III) из органической фазы дистиллированной водой, установлена его степень извлечения при многократном использовании эвтектического растворителя. Показана перспективность использования предложенного гидрофобного эвтектического растворителя для выделения металлов из водных растворов.

109 0

Гидрофобные эвтектические растворители на основе спиртов и камфоры в экстракции Fe(III) из солянокислых растворов

Номер выпуска 3 от 01.03.2024

Предложены новые гидрофобные эвтектические растворители на основе линалоола, гераниола и камфоры в качестве экстрагентов для ионов Fe(III) из солянокислых растворов. Изучены температурные зависимости ключевых физических свойств предложенных эвтектических растворителей. Исследована экстракция ионов Fe(III) из водных растворов в зависимости от условий проведения процесса: кислотность среды, соотношение компонентов в эвтектическом растворителе, концентрация высаливателя и объемное соотношение фаз. При экстракции хлорида железа гидрофобными эвтектическими растворителями линалоол/камфора и гераниол/камфора в органической фазе образуются соединения состава (ROH₂)⁺[FeCl₄]^–. Добавление камфоры улучшает экстракционные свойства спиртов, при этом гераниол является наиболее эффективным экстрагентом, нежели линалоол. Реэкстракция ионов Fe(III) из органической фазы осуществляется дистиллированной водой без введения дополнительных реагентов.

109 0

Ультразвуковая жидкостная экстракция с применением развитой кавитации в процессах утилизации отработанных литий-ионных аккумуляторов

Номер выпуска 4 от 01.04.2024

Схема ультразвуковой кавитационной экстракции использует растворение отработанного материала в глубоком эвтектическом растворителе для съема его с подложки с последующим извлечением ценного элемента методом ультразвуковых жидких мембран. Выполнено детальное описание этого метода для случая применения мощного ультразвука в типичных условиях кавитации, вызванной стоячими ультразвуковыми волнами, когда ее порог заметно превышен и процесс экстракции определяется кавитационными параметрами и ограничениями. Получено выражение для поведения во времени количества экстрагируемого элемента и зависимости этого параметра от величины акустического давления. Найдено пространственное распределение скорости акустического течения, вызванного кавитацией, в одномерном случае.

93 0

Экстракция редкоземельных элементов глубоким эвтектическим растворителем ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновая кислота/фенол

Номер выпуска 6 от 01.06.2024

Гидрофобный глубокий эвтектический растворитель на основе ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновой кислоты и фенола был предложен в качестве экстрагента для выделения ряда ионов редкоземельных элементов из нитратных растворов. Получены экспериментальные данные межфазного распределения ионов Pr, Nd, Tb, Dy, Yb в системе ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновая кислота/фенол при варьировании ключевых условий проведения процесса: кислотности среды, концентрации высаливателя, соотношения компонентов в эвтектическом растворителе, концентрации металлов и др. В ходе исследования установлены механизм экстракции катионов редкоземельных металлов предложенным эвтектическим растворителем и состав экстрагируемых соединений методом угла наклона. Проведено исследование реэкстракции ионов металлов из органической фазы растворами минеральных кислот и оценена возможность многократного использования предложенного эвтектического растворителя в химико-технологических процессах. Полученные результаты указывают на перспективность применения глубокого эвтектического растворителя ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновая кислота/фенол для извлечения катионов редкоземельных металлов в процессах переработки отходов магнитных материалов.

109 0