金屬的電解提取與精練(編輯修改稿)
2025-06-15 22:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 續(xù)地提供新的電解液和排出舊的電解液。 （ 2）周期性地更換陰極。 （ 3）對于電解精煉，周期性提供可溶性陽極，取出殘極，處理陽極泥。 一、電極 ? 陰極：可反復(fù)使用的始極片、一次性使用的種板。 始極片：當(dāng)金屬沉積到一定厚度（如 2～ 3mm)后，即將沉積層剝離，而始極片則可再次使用。 電解提取鋅：純鋁；鈷：不銹鋼； 種板：當(dāng)金屬在其上沉積到一定厚度后即取出熔煉。 ? 為了防止電流分布不均勻性產(chǎn)生的邊緣效應(yīng)，導(dǎo)致枝晶的生長，陰極的尺寸應(yīng)大于陽極尺寸。寬： 90 ～100cm，長： 95 ～ 100cm 一、電極 ?陽極： 電解提?。翰蝗苄躁枠O應(yīng)根據(jù)電解液及電解條件選擇。要求穩(wěn)定、耐蝕、可長期使用，并對于陽極過程有良好的電催化活性，以降低槽壓和過電位。 電解提取時的不溶性陽極： 如：硫酸鹽介質(zhì)：鉛及其合金； 堿性介質(zhì)：鐵及其合金陽極；氯化物介質(zhì)：石墨陽極、 DSA電極。 電解精煉：當(dāng) 殘極率 為 15％～ 20％時需更換。殘陽極出槽后除去表面的陽極泥，可熔化再鑄成陽極使用。 殘極率：電解周期結(jié)束時，剩余的殘陽極與入槽陽極的質(zhì)量百分比。 一、電極 ? 電解精煉時采用粗金屬鑄成的可溶性陽極。寬：80～ 100cm，長： 90～ 110cm。 典型陽極壽命周期 二、電解液 ? 酸性電解液：含游離硫酸的硫酸鹽溶液。穩(wěn)定、腐蝕性低，陽極反應(yīng)析出的氧無毒且無腐蝕性，電解槽可不密封，結(jié)構(gòu)簡單，制造及操作方便。 ? 氯化物電解液：電導(dǎo)率雖較高，但腐蝕性強(qiáng)，陽極反應(yīng)析出有毒及強(qiáng)腐蝕性氯，電解槽要密封，制造復(fù)雜，使用也不方便，很少采用。 為了改善陰極沉積物的電結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使之較為均勻致密，在電解液中還常加入一些添加劑，包括各種膠、水玻璃及有機(jī)物。 三、工藝參數(shù) 電解提取與精煉中需要控制的工藝參數(shù)： 電流密度、電解時間 (金屬沉積的厚度 )、電解溫度及電解液的流速、濃度等。 （ 1）電流密度： 提高電流密度可使生產(chǎn)強(qiáng)度提高，但同時使槽壓升高，能耗增大，應(yīng)選取經(jīng)濟(jì)電流密度。 電流密度過高可能出現(xiàn)枝晶和海綿狀沉積物，電流密度過低則可能使電結(jié)晶粗大。 （ 2）電解時間 電解冶金時，電解時間應(yīng)仔細(xì)選擇。 電解時間過短，金屬沉積物厚度小，電流效率較高，但沉積層不易剝離，而且使得消耗于單位產(chǎn)量的勞動量增大；電解時間增長，金屬沉積物厚度增加，較易剝離，但金屬的化學(xué)溶解量及析氫反應(yīng)可能增加，使得電流效率降低。 如：鋅電解提取時，陰極在電解 24～ 48h后取出剝鋅 銅電解提取時，陰極在電解 4～ 6d后取出 （ 3）電解溫度 提高電解溫度使電解液的電導(dǎo)率提高，電極反應(yīng)的過電位降低，有利于降低槽壓和能耗；但是溫度升高也使電解液的腐蝕性增大，并加速沉積金屬的化學(xué)溶解，使電流效率下降。 （ 4）電解液的流速、濃度 在電解提取時，為了使電極反應(yīng)在恒定的電流密度及槽壓下進(jìn)行，應(yīng)通過連續(xù)地加入新電解液，補(bǔ)充消耗的金屬離子及其它組分 (如添加劑 )，使電解液的組成及濃度趨于穩(wěn)定和均勻。并通過控制電量來調(diào)節(jié)電解液的流量。 四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 槽壓、電流效率、直流電耗。 五、電解冶金的工藝設(shè)備 電解槽、直流電源、電解液系統(tǒng)、金屬剝離機(jī)械 電解槽材質(zhì)：鋼筋混凝土；內(nèi)襯：鉛皮，聚氯乙烯板 槽寬： ~ 槽深： ~ 槽長： 3~5m 陽極和陰極交替懸掛，不設(shè)隔膜。同極距鋅電解提?。?60～ 70mm；銅電解精煉： 80～ 90mm。陽極數(shù)： 20～ 50塊。 五、電解冶金的工藝設(shè)備 ?供電方式：一個電解槽內(nèi)并聯(lián)供電，各個電解槽之間串聯(lián)供電。 ?供液方式：單槽供液，多槽串聯(lián)供液。 ?熱交換器的使用： 鋅電解提?。簭?qiáng)制通風(fēng)冷卻塔或真空蒸發(fā)冷凍機(jī)對電解液進(jìn)行集中槽外冷卻，使溫度保持在 35～ 38℃ 。 銅電解精煉：石墨加熱器加熱，使電解液保持在 55～65℃ 。 8－ 4 鋅的電解提取 一、引言 鋅是應(yīng)用最廣泛的有色金屬之一，世界鋅產(chǎn)量中 70％以上是通過電解提取法在陰極沉積獲得鋅。鋅不僅主要以電化學(xué)方法生產(chǎn)，主要用途也是電化學(xué)工程。 自然界中的鋅大多以閃鋅礦形式存在 (ZnS)，且往往與其它元素共生。 作為煉鋅主要原料的硫化鋅精礦，主要含有鋅、鐵和硫，三者含量達(dá) 90～ 95％，其中硫約 30％、鋅約40～ 60％、鐵為 2～ 12％。 ?焙燒：液態(tài)化焙燒爐中進(jìn)行，溫度： 850～ 900℃ 。 ?焙燒礦：可溶鋅占全鋅量的 90％。 ?按作業(yè)終點(diǎn)控制的酸度：中性浸出、酸性浸出。 ?可采用電化學(xué)置換法去除雜質(zhì)離子。 濕法煉鋅的傳統(tǒng)流程 凈化后電解液的成分， g/L 二、鋅電解提取的電極過程 鋅電解提取的電化學(xué)體系： ?陽極 ：采用不溶性陽極， PbAg合金 ?陰極 ：純鋁
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