Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 264-268. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 264-268. процессов в катодный полупериод в случае переменного тока [9]. Электрохимическое окисление вольфрама в растворе карбоната аммония концентрацией 1,0 М при температуре 50 °С протекает путём его окисления до высшего оксида и полного перехода последнего в раствор в форме вольфрамат-ионов под действием как постоянного, так и переменного тока (см. рис. 1, кривые 1, 3) [2, 4]. Снижение температуры электролита с 50 до 20 °С не оказывает заметного влияния на процесс растворения вольфрама под действием постоянного тока (см. рис. 1 , кривые 1, 2) во всем исследуемом интервале плотностей тока, а также при использовании переменного тока плотностью от 0,3 до 0,5 А/см 2 (см. рис. 1, кривые 3, 4). Однако было установлено, что рост плотности переменного тока более 0,5 А/см 2 при уменьшении температуры электролита вызывает существенное снижение скорости окисления вольфрама (см. рис. 1 , кривые 3 , 4 ) и появление электролизного шлама в виде порошка. На рис. 2 представлены ЦВА вольфрама при изменении температуры электролита, снятые в интервале плотностей тока от -2,0 до 2,0 А/см 2 в установившемся режиме. Сканирование начинали от наиболее отрицательной величины плотности тока со скоростью развёртки 400 А/c, отвечающей частоте 50 Гц. Видно, что охлаждение раствора с 50 °С (см. рис. 2, кривая 1) до 20 °С (см. рис. 2, кривая 2) сопровождается многократным увеличением анодной поляризации вольфрамового электрода, при этом наблюдается образование мелкодисперсного порошка тёмно-коричневого цвета. Рентгенофазовый анализ электролизного порошка, прокалённого в атмосфере гелия при температуре 900 °С показал, что его основной фазой является WO 2 . Методом сканирующей электронной спектроскопии было установлено, что высушенный при 60 °С электролизный порошок обладает развитой структурой (рис. 3), микродисперсный, преимущественный размер частиц — 3-10 мкм. Проведена переработка техногенных отходов металлического вольфрама (99,7 мас. %) под действием синусоидального переменного тока частотой 50 Гц и плотностью 1,0 А/см 2 в растворе карбоната концентрацией 1,0 М при температуре 20 °С. Степень извлечения вольфрама из отходов в микродисперсный порошок составила приблизительно 40 %. Порошок может быть подвергнут измельчению с целью дальнейшего получения микродисперсного металлического вольфрама методом водородного восстановления [ 1 0 ]. Было установлено, что применение переменного тока промышленной частоты позволяет осуществить прямой электрохимический синтез микродисперсного порошка на основе WO 2 из отходов металлического вольфрама, в то время как традиционное использование постоянного тока обеспечивает высокоскоростное электрохимическое растворение перерабатываемого материала без образования электролизного шлама. Рис. 3. Морфология частиц электролизного порошка, снятая при увеличении в 5 10 4 Плотность тока, А/см 2 — I------------------------------1------------------------------1------------------------------1------------------------------1— -5 0 5 10 15 Потенциал, В Рис. 2. ЦВА вольфрама (карбонат аммония 1,0 М) при температуре: 1 — 50 °С; 2 — 20 °С 266 © Кузнецова О. Г., Левин А. М., Анохин А. С., Левчук О. М., Больших А. О., 2024