Formiranje i primena vodonika u metalurgiji obojenih metala

Ključne reči: vodonik, redukcija, formiranje, kiselina, recikliranje

Sažetak


Uvod/cilj: Vodonik je najrasprostranjeniji element univerzuma (75 % masenih procenata), kao i najlakši (gustina 0.00082 g/cm3)), koji se sastoji od jednog protona i jednog elektrona. Zbog velikog prisustva u različitim formama, kao što su gasoviti vodonik, plazma-oblici, voda, kiselina, baze, amonijak i jedinjenja sa  ugljenikom, vodonik ima visoku primenu u mnogim industrijskim disciplinama. 

Metode: Različite priometalurške i hidrometalurške metode razmotrene su u nameri da istaknu mnogo različitih procesa ‒ formiranje vodonika, redukcija metalnih oksida i hlorida, kao i elektrohemijske reakcije, kao što je prenapetost vodonika. Ultrazvučno raspršivanje  sa termičkim razlaganjem kapi omogućava formiranje finih aerosola, koji  kasnije mogu biti korišćeni za proizvodnju metalnih prahova.

Rezultati: Vodonik je formiran rastvaranjem legura iz „crne mase” dobijene tretmanom otpadnih litijum-jon baterija.  Redukcijom metalnih oksida i metalnih hlorida vodonikom dolazi do formiranja metalnih prahova. Oni su sakupljani u novom ultrazvučnom precipitatoru.

Zaključak: Procesi recikliranja mogli bi biti iskorišćeni za formiranje vodonika koji može biti primenjen u različitim redukcionim procesima za proizvodnju metalnih prahova. Nova istraživačka strategija kombinuje proizvodnju vodonika u procesu recikliranja „crne mase” iz litijum-jon baterija zajedno sa ultrazvučnim raspršivanjem, termičkim razlaganjem kapi i vodoničnom redukcijom.

 

Biografija autora

Srećko R. Stopić, Tehnički univerzitet u Ahenu, Institut za procesnu metalurgiju i recikliranje metala, Ahen, Savezna Republika Nemačka

Dr.-Ing. tehnickih nauka

Metalurgija, naucni saradnik

Reference

Agrawal, A., Kumari, S., Bagchi, D., Kumar, V. & Pandey, B.D. 2006. Hydrogen reduction of copper bleed solution from an Indian copper smelter for producing high purity copper powders. Hydrometallurgy, 84(3-4), pp.218-224. Available at: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.05.010.

Crundwell, F.K., Moats, M.S., Ramachandran, V., Robinson, T.G. & Davenport, W.G. 2011. Chapter 27 - Hydrogen Reduction of Nickel from Ammoniacal Sulfate Solutions. In: Extractive Metallurgy of Nickel, Cobalt and Platinum Group Metals, pp.347-354. Elsevier. Available at: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-096809-4.10027-9.

Gürmen, S., Güven. A., Ebin, B., Stopić, S. & Friedrich, B. 2009. Synthesis of nanocrystalline spherical cobalt-iron (Co-Fe) alloy particles by ultrasonic spray pyrolysis and hydrogen reduction. Journal of Alloys and Compounds, 481(1-2), pp.600-604. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.03.046.

Hage, J.L.T., Reuter, M.A., Schuiling, R.D. & Ramtahalsing, I.S. 1999. Reduction of copper with cellulose in an autoclave; an alternative to electrolysis? Minerals Engineering, 12(4), pp.393-404. Available at: https://doi.org/10.1016/S0892-6875(99)00019-9.

Lasia, A. 2019. Mechanism and kinetics of the hydrogen evolution reaction. International Journal Hydrogen Energy, 44(36), pp.19484-19518. Available at: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.05.183.

Rodriguez, J., Stopić, S. & Friedrich, B. 2007a. Continuous electrocoagulation treatment of wastewater from copper production. World of Metallurgy - ERZMETALL, 60(2), pp.89-95. ISSN: 1613-2394.

Rodriguez, J., Stopić, S., Krause, G. & Friedrich, B. 2007b. Feasibility assessment of electrocoagulation towards a new sustainable wastewater treatment. Environmental Science and Pollution Research - International, 14(7), pp.477-482. Available at: https://doi.org/10.1065/espr2007.05.424.

Shen, H., Li, H., Yang, Z. & Li, C. 2022. Magic of hydrogen spillover: Understanding and application. Green Energy & Environment, 7(6), pp.1161-1198. Available at: https://doi.org/10.1016/j.gee.2022.01.013.

Sista, K.M. & Sliepcevich, C.M. 1981. Kinetics of continuous hydrogen reduction of copper from a sulfate solution. Metallurgical Transactions B, 12, pp.565-568. Available at: https://doi.org/10.1007/BF02654328.

Stopić, S.R., Ilić, I.B., Nedeljković, J.M., Rakočević, Z.L.J., Šušić, M.V. & Uskoković, D.P. 1997a. Influence of hydrogen spillover effect on the properties of Ni particles prepared by ultrasonic spray pyrolysis. Studies in Surface Science and Catalysis, 112, pp.103-110. Available at: https://doi.org/10.1016/S0167-2991(97)80828-2.

Stopić, S.R., Ilić, I.B. & Uskoković, D.P. 1997b. Effect of Pd, Cu, and Ni additions on the kinetics of NiCl2 reduction by hydrogen. Metallurgical and Materials Transactions B, 28, pp.1241-1248. Available at: https://doi.org/10.1007/s11663-997-0079-2.

Vieceli, N., Vonderstein, C., Swiontek, T., Stopić, S., Dertmann, C., Sojka. R., Reinhardt, N., Ekberg, C., Friedrich, B. & Petranikova, M. 2023. Recycling of Li-Ion Batteries from Industrial Processing: Upscaled Hydrometallurgical Treatment and Recovery of High Purity Manganese by Solvent Extraction. Solvent Extraction and Ion Exchange, pp.1-16. Available at: https://doi.org/10.1080/07366299.2023.2165405.

Objavljeno
2023/06/08
Rubrika
Pregledni radovi