การขจัดนิกเกิลและสังกะสีจากสารละลายเจือจางโดยใช้ขั้วไฟฟ้าแบบผ้าคาร์บอน

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาภาวะที่เหมาะสมในการขจัดนิกเกิลและสังกะสีจากสารละลายเจือจางด้วยวิธีเคมีไฟฟ้า โดยใช้ผ้าคาร์บอนเป็นขั้วไฟฟ้าและเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับขั้วโลหะ ตัวแปรที่ศึกษาคือ ความเป็นกรด-เบส กระแสไฟฟ้า ความเข้มข้นของไอออนโลหะ และเวลา สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้มีความเข้มข้นของนิกเกิลและสังกะสีในช่วง 10-50 และ 20-100 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ขั้วแคโทดทำจากผ้าคาร์บอนมีพื้นที่ 66 ตารางเซนติเมตร ขั้วแอโนดทำจากโลหะไทเทเนียมเคลือบรูทิเนียมออกไซด์ มีพื้นที่ 66 ตารางเซนติเมตร ผลการทดลองพบว่าภาวะที่เหมาะสมในการแยกนิกเกิลและสังกะสีออกจากสารละลายเดี่ยวนิกเกิลและสังกะสีเจือจางที่มีความเข้มข้น 22 และ 100 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ เมื่อใช้ผ้าคาร์บอน คือ ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าของแคโทดประมาณ 15.2 และ 50 แอมแปร์ต่อตารางเมตร ที่ค่าความเป็นกรด-เบสเริ่มต้นเท่ากับ 4 โดยสามารถแยกนิกเกิลและสังกะสีได้มากกว่าร้อยละ 94 และ 80 ในเวลา 6 ชั่วโมง มีประสิทธิภาพเชิงกระแสไฟฟ้า (Current Efficiency) เท่ากับร้อยละ 11.9 และ 14.9 โดยให้ค่าการแยกสูงกว่าเมื่อใช้ขั้วแคโทดที่ทำจากเหล็กกล้าไร้สนิม 1.3 เท่าสำหรับนิกเกิล และ 3.7 เท่าสำหรับสังกะสี ในการขจัดนิกเกิลและสังกะสีจากสารละลายเจือจางผสมจะต้องใช้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้ามากขึ้นเพื่อให้ได้ร้อยละการขจัดเท่าเดิม โดยความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสม คือ 150 แอมแปร์ต่อตารางเมตร เมื่อทำการศึกษาหาความสัมพันธ์ของตัวแปรต่อการขจัดโดยการออกแบบการทดลองแบบ 2k แฟกทอเรียล พบว่า เวลาและความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า มีผลอย่างมากต่อการขจัดนิกเกิลและสังกะสี