Kinetic study of silver (Ag) Cementation

onto iron in fixed bed Reactor

 

Étude Cinétique de la Réaction de Cémentation

de l’Argent (Ag) par le Fer (Fe) dans un Réacteur à Lit Fixe

 

I. Yahiaoui*, F. Aissani-Benissad

Laboratoire de Génie de l’Environnement, Département de Génie des Procédés, faculté de la technologie

 Université A. Mira,  06000  Bejaia, Algérie

* Corresponding author. E-mail: idris_yahiaoui@yahoo.fr 

Received: 28 December 2008; revised version accepted: 06 May 2009

 

Abstract

     The kinetics of silver cementation reaction on iron metal grid has been investigated in a fixed bed reactor. The influence of several parameters on the course of the reaction such as the temperature, the initial silver ions concentration ([Ag+)]0), the flow rate, the pH of the electrolyte solution and  the mass of iron has been studied as well. The results obtained show that the overall kinetics of reaction is under chemical control with apparent activation energy of 36.08 kJ/mol. Furthermore, the increase in flow rate, the temperature of the electrolyte solution and the mass of sacrificial metal promotes the silver ions cementation. The kinetic curves obtained while carrying 1n (C0/C) according to time for various silver ions concentrations present a break in slope which indicates a change in the speed of the cementation reaction. Analysis of the silver deposit by scanning electron microscopy (SEM) allows us to attribute the acceleration of cementation rate to the morphology of the silver deposit. In case of the low silver concentration solutions, the silver deposit is made up of crystallites distributed over the surface of the grid while in highly concentrated solutions the silver deposit is more important with dense dendrite morphology.

 

Keywords: cementation; silver; iron; kinetic; fixed bed.

 

Résumé

     Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à l’étude de l’influence de la température, la concentration initiale en ions Ag+ ([Ag+]0), du débit, du pH de la solution électrolytique et la masse initiale en métal sacrificiel sur la cinétique de la réaction de cémentation de l’argent (Ag) sur une grille métallique en  fer. A la lumière des résultats obtenus, dans cette étude nous avons constaté d’une part, que la cinétique globale de la réaction est sous le contrôle d’un régime chimique avec une énergie d’activation de l’ordre 36,08 kJ/mol et d’autre part, que l’augmentation du débit et de la température de la solution électrolytique ainsi que de la masse initiale du métal sacrificiel favorisent la réaction de cémentation de l’argent. Les courbes cinétiques obtenues en portant ln (C0/C) en fonction du temps pour différentes concentrations initiales en ions Ag+ présentent toutes une rupture de pente qui indique un changement de la vitesse de la réaction de cémentation. L’observation du dépôt d’argent formé au microscope électronique à balayage (MEB) permet d’attribuer l’accélération de la vitesse à la morphologie du dépôt de cément formé. Pour des solutions à faibles concentrations initiales en argent, le dépôt d’argent est constitué de cristallites distribuées sur la surface de la grille, alors que pour des solutions fortement concentrées en ions argent, le dépôt d’argent est plus important, touffu avec une morphologie dendritique.

 

Mots clés : cémentation ; argent ; fer ; cinétique ; lit fixe.

 


 

© 2015