金屬的電解提取與精練-資料下載頁
2025-05-10 22:37本頁面
【正文】 的元素，將以極細(xì)微粒進(jìn)入陽極泥中。 （ 2） 形成不溶性產(chǎn)物的雜質(zhì) ：鉛、錫。前者生成硫酸鉛，并可進(jìn)一步氧化為氧化鉛，覆蓋在電極表面；后者溶解生成硫酸錫，并進(jìn)一步氧化為 Sn(SO4)2，進(jìn)而水解，生成難溶的堿式鹽落入陽極泥中。 （ 3） 發(fā)生電化學(xué)溶解的雜質(zhì)： 電極電位比銅更負(fù)的雜質(zhì)如鐵、鋅、鎳，以及與銅電位接近的雜質(zhì)，如砷、銻、鉍。前者發(fā)生電化學(xué)溶解后進(jìn)入電解液，雖含量甚低，但如長時間積累，仍然有害，應(yīng)定期進(jìn)行凈化處理；后者既能在陰極與 Cu共析，影響陰極銅的純度，降低電流效率，又可能在溶解后產(chǎn)生“漂浮 的陽極泥”，粘附在陰極表面，產(chǎn)生同樣有害的后果。 ? 電極電位較銅負(fù)的雜質(zhì)可在陽極共溶，但不能在陰極與銅析出； ? 電極電位較銅正的雜質(zhì)雖可能在陰極共析，卻不可能在陽極共溶，進(jìn)入電解液，而只能進(jìn)入陽極泥； ? 電位與銅接近的雜質(zhì)，它們在陽極既可能共溶，又可能在陰極共析，因此它們在溶液中的濃度應(yīng)加以控制，即通過定期地對電解液進(jìn)行凈化處理，來降低這些離子在溶液中的積累。 三、銅電解精煉的工藝控制 電極 ? 陽極：由火法精煉銅鑄造而成，銅含量約為 %。 ? 陰極：純銅片。 電解液 電解液的主要組成為： Cu2+和 H2SO4。為了改善陰極沉積物的電結(jié)晶結(jié)構(gòu)，還要加入少量添加劑。 電解溫度 銅電解精煉的電解溫度一般為 58— 62℃ 。提高溫度可使電解液的電導(dǎo)率提高，粘度降低，改善傳質(zhì)，降低電極反應(yīng)的過電位和槽壓，因此在提高生產(chǎn)強度 (即電流密度 )時應(yīng)適當(dāng)升高溫度；但溫度過高，會加速沉積金屬的化學(xué)溶解及電解液的蒸發(fā)。 電流密度： 200～ 300A/m2 電解液的循環(huán) 可使槽內(nèi)濃度和溫度均勻，并減小濃度極化。 電解液的循環(huán) （ a）有利于陽極泥的沉降，但電解液上下濃差較大。 四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電流效率 銅電解精煉的電流效率很高，可達(dá) 95～ 97％ 。 電流效率下降的原因：銅的化學(xué)溶解、因枝晶造成的電極短路。 四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 槽電壓 槽電壓很低，一般僅為 ~。 四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 直流電耗 直流電耗較低，僅為 200～ 300kWh/t。 8－ 6 用電解法制取金屬粉末 8－ 6 用電解法制取金屬粉末 電解法制取金屬粉末的優(yōu)點 ： （ 1）不僅可生產(chǎn)多種金屬粉末，而且可制得合金粉末。 （ 2）制得的金屬粉末的純度高。 （ 3）金屬粉末的質(zhì)量可以通過調(diào)節(jié)電解工藝條件、電解液組成、電極的表面性質(zhì)來改變。 （ 4）粉末具有高的比表面。 （ 5）生產(chǎn)可連續(xù)進(jìn)行，并實現(xiàn)自動化，如采用可溶性陽極及流動式電化學(xué)反應(yīng)器，金屬粉末可從陰極表面刮去 電解法制取金屬粉末的缺點： （ 1）耗電大、成本較高。 （ 2）金屬粉末的大小及形狀不規(guī)則，如為樹狀結(jié)晶，不宜用于生產(chǎn)致密的制品。 （ 3）粉末的活性表面積大，活性高，有時會在生產(chǎn)、貯存、使用時產(chǎn)生問題，例如易溶，發(fā)生腐蝕或氧化，甚至自燃。 金屬粉末的制備原理 根據(jù)金屬電沉積的理論，粉末狀的金屬沉積物是在極限擴(kuò)散電流密度下，即陰極過程處于擴(kuò)散控制時形成的。此時，成核速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體生長速度，因而生成金屬粉末。 影響粉末粗細(xì)的因素 降低沉積離子的濃度，提高支持電解質(zhì)的濃度，提高電流密度，增加溶液粘度，降低沉積溫度，減緩電解液的運動都有利于形成粉末狀電結(jié)晶，并使粉末變得更為細(xì)小。 采用加有機(jī)溶劑于電解液中的滾筒陰極電解法，制備出金屬超微粉。滾筒置于兩液相交界處，跨于兩液相之中。當(dāng)滾筒在水溶液中時，金屬在其上面析出，而轉(zhuǎn)動到有機(jī)液中時，金屬析出停止，而且已析出之金屬被有機(jī)溶液涂覆。當(dāng)再轉(zhuǎn)動到水溶液中時，又有金屬析出，但此次析出之金屬與上次析出之金屬間因有機(jī)膜阻隔而不能聯(lián)結(jié)在一起，僅以超微粉體形式析出。用這種方法得到的粉末純度高，粒徑細(xì)，而且成本低，適于擴(kuò)大和工業(yè)生產(chǎn)。 金屬超微粉體的制備方法實例分析 例： 礦漿電解制備超細(xì)銅粉及其應(yīng)用研究 ?銅粉產(chǎn)量 世界 59000t～ 64000t 中國產(chǎn)量 2021年 1萬 t,以 10%左右的速度增長 ?用途 青銅軸承，粉末冶金、過濾材料、制造導(dǎo)電、導(dǎo)熱材 料、摩擦材料、催化劑、化學(xué)制劑、微電子材料、印 刷電路板、陶瓷電容器、 WCu 及 MoCu高密度合金 、涂料等 ?產(chǎn)品 粉體粒度大小、形貌、表面、孔隙、電性能、能量、 分散性及穩(wěn)定性等。目前國內(nèi)生產(chǎn)的銅粉粒度一般在 300目以下 ,達(dá)不到超細(xì) 礦漿電解制備超細(xì)銅粉流程圖
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