بررسی حرکت ذرات لجن و غلظت تیواوره در سلول الکترولیز مجتمع مس سرچشمه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

فرآیند پالایش الکتریکی برای تولید مس خالص، در مقیاس صنعتی، در گروه های بزرگ سلول الکترولیز انجام می شود. مس خالص، برای مثال در رساناها مورد نیاز است؛ جایی که مقادیر اندک ناخالصی رسانایی الکتریکی را کاهش می دهد. تیواوره یکی از مهم ترین افزودنی های آلی است که در فرآیند الکترولیز استفاده می شود. این ماده لایه مس ته نشین شده روی کاتد را هموار و محکم کرده و کیفیت کاتد را بهبود می بخشد؛ بنابراین از اتصال کوتاه بین الکترود ها جلوگیری می کند. در این مطالعه حرکت ذرات لجن و غلظت تیواوره در سلول الکترولیز مجتمع مس سرچشمه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شد. الکترولیز در سلول با الکترودهایی که در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند و به ترتیب دارای چشمه و چاه برای یون مس هستند، انجام می شود. گرادیان ایجاد شده در غلظت مس باعث ایجاد نیروی شناوری و تولید جابجایی طبیعی می گردد. معادلات انتقال یون مس هم زمان با معادلات ناویر- استوکس به کمک نرم افزار cfx-12 حل شد. برای محاسبه تلاطم جریان از مدل k–? استفاده شد. مسیر حرکت ذرات لجن به وسیله حل لاگرانژی معادله حرکت که شامل نیروهای دراگ، شناوری و نفوذ توربالنسی است، ارزیابی شد. با تغییر دبی الکترولیت قطری که در آن، ذره در کف سلول ته نشین می شود، تعیین شد. همچنین اثر دبی الکترولیت، دانسیته جریان و فاصله الکترودها بر توزیع غلظت تیواوره بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش دبی الکترولیت، دانسیته جریان و فاصله الکترودها، غلظت تیواوره بین الکترودها افزایش می یابد.