بررسی اثر نازل بر توزیع غلظت مس بین آند و کاتد در سلول الکترولیز مجتمع مس سرچشمه به کمک دینامیک سیّالات محاسباتی

فرایند پالایش الکتریکی برای تولید مس خالص، در مقیاس صنعتی، در گروه های بزرگی از سلول الکترولیز انجام می شود. مس خالص برای مثال در رساناها مورد استفاده قرار می گیرد، جایی که مقدار اندکی ناخالصی رسانایی الکتریکی را کاهش می دهد. همواره بالا بردن تولید در همه صنایع از اهمیت ویژه ای برخوردار است و مجتمع مس سرچشمه نیز از این قاعده مستثنی نیست. یکی از مهمترین راه های افزایش تولید مس، افزایش چگالی جریان الکتریکی است که باعث افزایش غلظت مس در مجاورت آند وغیر فعال شدن آن می شود. در این مطالعه تأثیر قرار دادن دهانه هایی به عنوان نازل در قسمت های مختلف سلول، بررسی شد. برای شبکه بندی سلول الکترولیز از نرم افزار ansys icem cfd استفاده شد. معادلات انتقال یون مس همزمان با معادلات متوسط زمانی ناویر- استوکس به کمک نرم افزار ansys cfx حل شد. برای محاسبه توزیع سرعت جریان توربالتنت از مدل k-ω استفاده شد. در این مطالعه اثر نازل بر توزیع سرعت و غلظت مس بررسی و مشاهده شد که استفاده از نازل باعث افزایش سرعت الکترولیت و کاهش غلظت مس در مجاورت آند می شود. در چگالی های جریان بالاتر نیاز به سرعت بیشتر ورودی نازل برای کاهش مس در مجاورت آند است. همچنین مشاهده شد که استفاده از نازل، افزایش غلظت ناشی از کاهش فاصله بین الکترودها را جبران می کند.