电解铜电解液
2017-06-06 17:49:56
电解铜电解液作为电解铜时的重要原料也受到电解铜厂家的重视。电解铜电解液的成分以及含量、电解后的回收利用开始受到生产厂家的关注。中国是世界最大的铜材生产国、消费国、进口国,也是重要的出口国,铜材总产量己连续7年居世界首位。中国铜加工业所面临的新形势是:世界金融危机对铜加工的不利影响并未消除,出口形势并不乐观,节能减排和企业升级任务艰巨。 电解铜电解液一般以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。铜的电解提纯生产方式是:将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极,纯铜制成薄片作阴极,以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称电解铜)。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子(Zn和Fe)。由于这些离子与铜离子相比不易析出,所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阳极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板,称为“电解铜”,质量极高,可以用来制作电气产品。沉淀在电解槽底部的称为“阳极泥”,里面富含金银,是十分贵重的,取出再加工有极高的经济价值。 铜火法精炼的产品叫火精铜,一般含铜99.5%以上。火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质,通常要进行电解精炼。若金、银和有害杂质含量很少,可直接铸成商品铜锭。电解精炼是以火法精炼的铜为阳极,以电解铜片为阴极,在含硫酸铜的酸性溶液中进行。电解产出含铜99.95%以上的电铜,而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。电解铜电解液一般含铜40~50g/L,温度58℃~62℃,槽电压0.2~0.3V,电流密度200~300A/m2,电流效率95%~97%,残极率约为15%~20%,每吨电铜耗直流电220~300kwh。中国上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330A/m2。 更多关于电解铜电解液的资讯,请登录上海有色网查询。
金电解液的制备
2019-03-06 09:01:40
制备金电解液的最好办法是电解法,俗称电解造液。别的,还可运用法。
电解造液均运用隔阂电解法。这种办法是在与金电解相同的槽中,选用与金电解根本相同的技能条件进行的。其最大不同点是纯金阴极很小且装于未上釉的耐酸素瓷隔阂坩埚中(图1)。此法广泛应用于工业出产中,当运用25%~30%的液,在面积电流1000~1500A∕m2和槽电压不大于3~4V条件下,可制备出含金380~450g∕L的浓溶液。图1 金的隔阂造液
1-阳极;2-阴极;3-隔阂坩埚
某厂电解造液是在电解槽中参加稀(化学纯或蒸馏),槽中装入粗金阳极板,在素瓷隔阂坩埚中装入105mm×43mm×厚1.5mm的纯金阴极板。素瓷坩埚内径为115mm×55mm×深250mm,壁厚5~10mm。坩埚内的阴极液为1∶1的稀。阴极液面比电解槽阳极液面高5~10mm,以避免阳极液进入阴极区。
电解造液的条件一般选用面积电流2200~2300A∕m2,槽电压2.5~4.5V,分量沟通电为直流电的2.2~2.5倍,沟通电压5~7V,液温40~60℃,同极距100~120mm。当接通电流时,阴极上开端放出,而阳极则开端溶解。造液44~48h,即取得密度1.38~1.42g/m3、含金300~400g∕L(延伸周期最高可达450g∕L)、含250~300g/L的溶液,通过滤除掉阳极泥后,贮存在耐酸瓷缸中备用。作业停止后,取出坩埚,阴极液会集进行置换处理,以收回或许穿透坩埚进入阴极液中的金。
鉴于金价贵重,为进步金的直收率,使金不致积压于出产过程中,某些厂曾运用含金95~120g∕L、120~150g∕L的电解液。
造液,是将复原的金粉加溶解而制得。一份金粉参加一份,经溶解后过滤除掉杂质。为了除掉溶液中的硝酸一般在金粉悉数溶解后,持续加热赶硝以使其分解成氧化氮而被除掉。在苏联曩昔多运用造液,南非和日本如今仍多选用之。此法的长处是速度快,但溶液中的硝酸不或许彻底被扫除,用此溶液进行电解时,因为硝酸根离子的存在,会使电解过程中呈现阴极金反溶解的不利因素。
近代金电解工艺中,还有选用离子交换膜造液的。
镍电解液净化除铁方法
2019-02-13 10:12:44
在镍电解出产中,阳极液含铁量一般为100~500mg/L,净化后要求溶液含铁量降至0.5~4mg/L,一般选用水解沉积法除铁。
(一)湿法冶金常用的水解沉积除铁办法
工业出产上常用的水解沉积除铁办法有中和水解法、黄钠(钾)铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。
1)中和水解法
一般所说的中和水解法是用碱调理溶液PH值,在保证待提取的主金属离子不发作水解沉积时,杂质金属离子以氢氧化物M(OH)n形状分出,故也称为氢氧化物沉积法。
金属离子不解按下式进行:
Mn++nOH-=M(OH)n↓
OH-离子来源于水的离解反响。假如发[Mn+]标明溶液中的金属离子在水解反响到达平衡时的浓度,则[Mn+]与PH的联系可用图2示出。当金属离子浓度一守时,Mn+发作水解沉积的PH见表1。
表1 氢氧化物沉积时,Mn+的平衡PH(25℃)Mn+Ca2+Mg2+Ni2+Fe2+Pb2+Zn2+Co2+Cu2+Fe3+Co3+平衡[Mn+]=lmol/L11.378.377.16.356.225.655.14.371.53-0.2PH值[Mn+]=10-6mol/L14.711.3710.19.359.228.658.17.373.531.8[next]
从图2和表1可得如下定论:
(1)在离子浓度相同的情况下,坐落图左面各种离子的平衡P敊,故它们在较小的P眄便可沉积,或者说它们的盐类简单水解,而碱土金属的盐类难于水解。 (2)对照Fe2+—Fe3+、Co2+—CO3+的水解平衡线可知,对变价金属而言,同一金属其高价离子比贱价离子简单水解。因而在镍电解液净化时,为使溶液中的Fe2+也优先水解沉积,则鼓入空气使Fe2+氧化成Fe3+,进而成Fe(OH)3沉积。相同的道理,用将Co2+氧化成Co3+,以Co(OH)3沉积。
氢氧化物沉积法为提取冶金中使用最广的除铁办法,可是这种办法的首要缺陷是Fe(OH)3具有胶体性质,不只沉积速度慢,弄清过滤困难,并且使金属和其他有价金属被吸附而丢失。因而,当Fe3+浓度较大时,从溶液 中别离Fe(OH)3是很困难的。出产实践标明,该法只适宜于用来净化处理低浓度(如铁离子浓度在/L左右)的溶液。
2)黄钠(钾)铁矾法、针铁矿和赤铁矿法
怎么从铁离子浓度较高的溶液中除掉F3+(或Fe2+),惯例的水解沉积法因生成很多Fe(OH)3胶状沉积导致沉铁进程液固别离困难。经长时间的研讨和实践,在20世纪六十年代,先后有黄钾(钠)铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法三种新的除铁办法在湿法冶金中推广使用。三种办法的一同特点是操控必定的沉铁条件,使溶液中的铁离子以人工矿藏(如铁矾、针铁矿和赤铁矿等)沉积,这些人工矿藏沉降物呈结晶状,易于沉降、过滤和洗刷。
(1)黄钠(钾)铁矾沉铁法
在自然界有些矿藏具有类似的组成、相同的结构和相同的结晶形状,这就是地球化学上所称的类质同晶。所谓矾就是一系列类质同晶矿藏的总称,而一价金属离子(如K+、Na+、Ag+、NH4+等)和三价金属离子(如Al3+、Fe3+、Cr3+等)的硫酸盐最简单一同构成矾。
黄钾铁矾类的铁矾,如钾铁矾、钠铁矾、铵铁矾等,其化学通式为MFe3(SO4)2(OH)6。M可所以K+、Na+、NH4+等一价金属离子,其顔色均为黄色。在湿法冶金上,考虑试剂的经济本钱(其间含K+的碱或盐报价贵重),常以纯碱或液作沉铁试剂,以供给构成铁矾所需的一价金属离子。[next]
处理镍电解阳极液中和水免除铁所产出的高镍铁渣时,选用硫酸溶解一氧化一黄钠铁矾法除铁。沉铁进程是在溶液中有满足的Na+和SO42-存在时,在高温(90~95℃)下,操控恰当的P上.5~1.8),就能生成黄钠铁矾沉积。
3Fe2(SO4)3+Na2SO4+12H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6H2SO4
铁矾类复盐呈黄色或淡黄色斜方结晶,成分安稳,在酸性溶液中溶解度小,沉降、过滤和洗刷性能好,液固别离易于进行,所以除铁作用好。
(2)针铁矿沉铁法
针铁矿沉铁法又称空气氧化除铁法。它是在高温(~90℃)和低酸浓度的硫酸盐溶液中,通入涣散空气使溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,并表成与天然针铁矿(如纤铁矿,化学式为γ-FeOOH)在晶形与化学成分上类似的化合物沉积:
该反响构成的针铁矿为a-FeOOH,系棕色针状结晶。针铁矿法除铁的重要条件是溶液中Fe3+浓度应小于1g/L,因而需求增高一道复原工序,将Fe3+复原成Fe2+。
(3)赤铁矿沉铁法
赤铁矿是一种炼铁质料。人们研讨发现,在高温、高压条件下,当硫酸浓度不高时,溶液中的Fe3+便会发作加水分化反响,得到a-Fe2O3沉积:
从化学式所标明的化学成分可知,赤铁矿沉积渣中铁的含量(~60%Fe)比黄钠(钾)铁矾法和针铁法铁渣中铁的含量都高,因而该法的铁渣量少,可作炼铁质料,但需求贵重的高压釜作沉铁设备,模块样要预先将Fe3+复原成Fe2+,该法的建造出资大。现在该办法还只有在国外湿法炼锌工厂有出产使用。
湿法冶金中的氧化水免除铁办法比较见表2。表2 氧化水免除铁办法比较办法适用铁的
浓度规模开始铁
离子形状沉积物形状进程条件PH值温度/℃压力预处理惯例低铁溶液
(Fe﹤1g/L)Fe3+Fe(OH)33.5~4.560~80常压Fe2+需氧化铁矾法高铁溶液Fe3+M2Fe6(SO4)4(OH)121.5~1.890~95常压Fe2+需氧化针铁矿法高铁溶液Fe2+FeOOH3~3.580~90常压Fe3+需复原赤铁矿法高铁溶液Fe2+a-Fe2O340~50g/L
H2SO4180~200高压Fe3+需复原
废电解液中的金回收
2019-02-14 10:39:59
废电解液中含有250~300克/升的金。常用的收回办法有置换法及复原法。 置换法:用锌粉置换,反响式为: 2HAuCl4+3Zn=2Au↓+3ZnCl2+2HCl 选用锌粉置换前废电解液要煮沸,赶硝,避免金返溶。置换时pH=1~2,避免锌盐水~30克解,防碍金的沉积。 复原法:可用硫酸亚铁或钠复原,反响式分别为: 3FeSO4+HAuCl4= Au↓+FeCl3+Fe2(SO4)3+ HCl Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑ 2HAuCl4+3SO2+6H2O=2Au↓+8HCl+3H2SO4 硫酸亚铁除贵金属外,对其他金属简直无复原作用,因而有利于进步复原金的纯度。可是硫酸亚铁复原反响缓慢,反响不完全,尾液还需用锌粉进一步处理。 废电解液中如含有硝酸,在复原前要加热煮沸,除尽游离的硝酸。复原时恰当加热可获得大颗粒海绵金。为增强海绵金的复原作用,国外有人主张向溶液中参加0.3克/升的聚乙稀醇作为凝聚剂。
硝酸银电解液的制备
2019-03-06 09:01:40
制造电解液,一般是运用含银99.86~99.88%以上的电解银粉或附近纯度的化学精粹银。将银粉置于耐酸瓷缸中,先加适量水湿润后,再分次参加硝酸和水,在自热条件下使其溶解而制得。某厂生产中,每批造液运用银粉40kg,配入工业纯硝酸40~45kg,水25~30kg。因为硝酸的激烈氧化,会放出很多的氧化氮和热,为防止氧化过火激烈形成溶液的外溢,硝酸应选用小流量接连参加或连续小批量参加的方法。当或许呈现外溢时,便参加适量自来水冷却之。待加完硝酸和水,反响逐步缓慢后,用不锈钢管刺进缸内,直接通蒸汽加热并拌和以加快溶解。银粉彻底溶解后,持续通入蒸汽以赶除过量的硝酸。一次造液进程约需4~4.5h。最终加水弥补至60L,溶液含银约600~700g∕L,硝酸小于50g∕L。再加水稀释至所需浓度供作电解渡用,或直接将浓液按核算量弥补于电解进程中。
造液作业通常在硬塑料的通风柜中进行,产出的很多氧化氮气体,经过塑料烟囱经洗气后排出。
国内外的一些工厂,也有用含银较低的银粉或许租银合金板及各种不纯银质料造液的。但因杂质含量高,需常常替换电解液。
金电解阳极泥和废电解液的处理
2019-03-06 09:01:40
金电解阳极泥中,约含90%AgCl、1%~10%金,一般将其回来再铸金银合金阳极板供银电解。因为氯化银的熔点低(452℃),熔炼时简单蒸发丢失,为此某厂将金电解阳极泥于地炉中熔化后用倾析法别离金。氯化银渣参加碳酸钠和碳进行复原熔炼,铸成粗银阳极送银电解。金回来铸金阳极。
当金阳极泥中含有锇铱矿时、应先筛分阳极泥,选出锇化铱后,再收回金、银。
替换电解槽中的金电解液,是先将废液抽出,并将阳极泥清出,洗净电解槽参加新液。废液和洗液悉数过滤,取得的阳极泥洗净烘干。
废液和洗液,一般先用二氧化硫或亚铁复原其间的金后,再加锌块置换铂旅金属至溶液弄清停止。经过滤,滤液弃去。滤渣含铂族金属较高,用1∶1的稀浸洗除掉铁、锌后,送精制铂族金属。
当电解废液含铂、钯很高时,也可先用氯化亚铁复原其间的金,再别离铂、钯等。处理这种金电解废液,也有先参加氯化铵使铂呈铵沉积后,再用中和溶液至pH8~10,使贱金属水解除掉,再加酸化至pH1,钯即生成二氯二络亚钯沉积。余液用铁或锌置换收回剩余贵金属后弃去。
金电解进程中,如电解液中含铂、钯过高,有可能与金一道分出时,也可采用上述办法净化电解液。除掉铂、钯后,溶液可回来电解运用。
某厂在进行含金49.85g∕L、钯4.74g/L、铂0.68g∕L的金电解废液实验时,别离运用硫酸亚铁、二氧化硫和草酸复原金,金的沉出率和精液中铂、钯的散布率如下表。
表 金铂钯的收回率(%)复原剂金钯铂硫酸亚铁99.1395.99100.00二氧化硫99.9351.3995.60草酸96.0197.0592.53
从上表中能够看出:亚铁复原金的复原率高,铂、钯的丢失少;草酸最低;二氧化硫复原金的复原率虽最高,但钯的丢失过大,可能是生成不溶性的钯络盐之故。复原金后的溶液,尚含有少数金,再参加锌块置换,贵金属的收回率别离为(%):Au99.77,Pd98.93,Pt约100。当把溶液酸度提高到2mol时,用锌复原作用会更好。如将草酸复原金的滤液不加锌置换改用复原,先将溶液调pH至6,再参加,贵金属的收回率别离为(%):Au99.70,Pd99.97,Pt96.09。
又据某公司十多年运用锌置换法处理各种贵金属氯化液和精粹进程废液的经历证明:锌置换法是一种具有进程敏捷、置换完全、操作简洁以及不需特殊设备的简洁易行的牢靠办法。经鼓风拌和,并终究加锌粉置换后的残液中,金、铂、钯在0.0005g∕L以下,达到了出产抛弃的标准。金、铂、钯的置换收回率在99~99.9%之间,作用是令人满意的。为了取得更好的作用,还能够采纳下列办法:
(1)可适当添加置换液的酸度,并鼓风拌和,防止贵金属精矿中含锌粉过高。如锌粉过高,可于3mol/L液中加热至80~90℃拌和除锌。
(2)溶液含铜等贱金属过高时,改用铜置换。用锌或铜置换所得的贵金属精矿,均运用60g∕L的硫酸高铁液浸出除铜。
(3)含有硝酸和亚硝酸介质的溶液,锌置换法不能完全收回其间的贵金属,应防止运用。
前苏联曾运用电解法处理金电解废液。废法是在金电解造液时,将电解废液注入阴极隔阂内,在阳极区溶解阳极的一起,废电解液中的金则于阴极上分出。分出的阳极金供铸阳极用。
某矿曾用从金电解废液中萃取金,再经置换复原后供铸金阳极。
镍电解液净化除微量铅锌的方法
2019-02-13 10:12:44
在硫化镍阳极电解时,阳极所含的微量铅、锌也会随镍一同溶解进入溶液。例如,依据金川公司的实测,硫化镍阳极含Pb0.03%~0.05%时,阳极电解液含Pb4.5~8.0mg/L。
镍电免除掉微量铅锌的工艺有沉积法、离子交流法及溶剂萃取法。
1、共沉积法除铅锌
在沉积进程中,某些未饱满组分随难溶化合物的沉积物而发作沉积,这种现象称为“共沉积”。其沉积分为吸附共沉积和结晶共沉积两种类型。结晶共沉积也叫共晶沉积法。在电解质溶液中,当有两种物质能与电解质共存,并且它们的晶格结构又相一起,则在恰当的条件下,它们能够构成晶形结构相同的沉积从溶液中一同沉积下来,这种现象称为共晶共沉,选用共晶共沉积法除杂质要考虑所加试剂对下道工序的影响。镍钴冶炼中多选用吸附沉积除杂质。
在氧化中和水免除钴进程中,钴被氧化的一起,铅和部分镍也被氧化,发作PbO2和Ni(OH)3并构成共沉积。这是因为PbO2被Ni(OH)3沉积吸附而除掉。别的,在除钴进程中,将除钴结尾PH进步,锌也能与镍的水合物以同晶形共沉积的办法人溶液中除掉。共沉积除铅锌工艺的长处是不添加工序,除铅、锌与除锌与除钴一个工序内完结。缺陷是渣量大,渣含镍高。
2、离子交流法除铅锌 离子交流法是从含有有价金属的电解质溶液中提取金属的办法之一。在料液与离子交流剂(固态物质)触摸进程中,离子交流剂上的离子以离子交流的方式,从溶液中吸附同符号(同性)的离子。附了离子的离子交流剂经水洗、淋洗剂洗刷扣,吸附在离子交流剂上的欲提取的离子转入淋洗液中,离子交流剂经再生扣供循环运用。
离子交流与吸附有某些相似之处,而其差异在于:离子交流是按化学计量的置换,即离子交流剂对每个换剂有无机离子要还给溶液一个等量的同符号的离子,而吸附则仅仅吸收溶质。离子交流剂有无机离子交流剂、离子交流树脂两大类。离子交流树脂是人工组成的、具有活性基因的三维交联不溶性有机高分子聚合物,一般由高分子部分、交联剂和官能团是决议树脂化学活性的首要组成部分,它是由固定基因(如-SO3-、-COO-等)和带相反电荷的活动离子(即可交流离子,也称反离子,如H+)组成的。固定基因牢牢地固定于慵懒骨架上,不能活动。活动离子使树脂自身呈电中性,在发作离子反响时,可进行定向移动。
各种离子交流树脂都具有必定的交流容量,所以交流到必定的时刻,树脂就到达了“饱满”而不能再进行交流,此刻树脂就必须进行洗脱“再生”。所谓再生是将它吸附的离子的暂时储藏所,而树脂康复其本来状况,回来运用。不难看出,l交流树脂在交流进程中反作用某些离子的暂时储藏所,而树脂自身不起改变。[next]
离子交流树脂的交流容量是离子交流树脂的一个重要特性。它是由制取树脂时引进的官能团数量决议的。通常以单位数量(或单位体积)的树脂所以交流吸附离子的数量来表明。
离子交流嗀程首要包含两个阶段,即吸附(或交流)和解吸(洗脱再生)。
(1)吸附(交流吸附)
吸附是离子交流进程的首要工序 ,待交流的原液以必定的流量进入交流柱,在柱内与树脂进行离子交流作用经过交流后的溶液从交流柱出口流出,其出口液为被交流后的溶液,应守时取样分析。当出口液中需交流的离子到达饱满时,中止进液,树脂将预备洗脱再生。
树脂在洗脱再生前必须用清水或其他淋洗剂淋洗洁净,以除掉柱内树脂间夹藏的溶液。淋洗剂只能淋洗柱内树脂夹的剩余溶液,而不会使已被 树脂吸附的金属离子洗脱下业。淋洗剂一般选用清水。
(2)洗脱再生
“饱满”树脂淋洗洁净后,从柱内的时液处往往内通入少数洗脱剂,将被树脂交流吸附上去的金属离子洗脱下业,待悉数树脂得到再生后,再用纯水洗去柱中树脂间的剩余洗脱剂,此刻树脂又可进行下一轮的离子交流操作。
洗脱下来的金属,按其交流的意图和金属的价值收回或弃去。
离子交流法是一种无渣新工艺,它不仅能较彻底地别离、提纯和定集金属,并且操作简略,易完成自动化,为简化操作、改进劳动条件、进步金属收回率供给了条件,但它只适合于处理离子浓度小于10-6mol/L的稀溶液。当金属离子浓度大于1%时,用这种办法别离作用欠好。
高氯根溶液中,铅、锌能与Cl-结组成ZnCl42-、PbCl42-络合阴离子,而镍不构成络合阴离子,选用阴离子交流树脂可交杂质铅、锌除掉。在镍的生产中我国某些厂选用离子交流除铅、锌的净化工艺,选用701树脂除铅、717树脂除锌。
701树脂是带有伯胺基团RNH3+的弱碱性阴离子交流树脂,Pb2+在高Cl-溶液中,构成PbCl42-络阴离子,这种络阴离子和转型后的701树脂上的阴离子Cl-发作交流反响:
2RNH3Cl+PbCl42-=(RNH3)2PbCl4+2Cl-
而Ni2+和Cl-不构成PbCl42-存在的条件,即可将树脂吸附的铅洗脱下业,然后到达除铅的意图。树脂再生后可持续运用。
701树脂也能除锌,但酸度要求较高,其除锌的交流容量比717树脂小。
717树脂是带季胺基团(-R4N)+的强碱性阴离子交流树脂,它能吸赞同交流溶液中带负电荷的离子,Zn2+在高Cl-溶液中极易构成ZnCl42-络阴离子,这种络阴离子和转型后的717树脂上的阴离子Cl-发作交流反响而被吸附在树脂上,然后下降溶液中的锌含量,用水或酸反洗饱满的树脂,到达除锌的意图。其反响为:
2R4NCl-+ZnCl42-=(R4N)2ZnCl4+2Cl-
吸附ZnCl42-的树脂经水或稀再生后可持续运用。
离子交流除锌扣液含锌可降至0.3mg/L以下。717阴离子交流树脂除锌工艺对溶液中的微量铜和铅的除掉也有必定作用。
镍电解液净化除铜的原理与方法
2019-02-13 10:12:44
在镍电解阳极液中,铜是首要杂质之一,其含量一般在0.1~1g/L之间。阳极液净化进程要求除铜降至0.0003~0.003g/L。根据铜在镍电解液中的许多金属元素中,铜属较典型的慵懒金属,且铜的硫化物在一般弱酸性溶液中其间溶度积很小,化学性质很安稳,因而在出产上一般都选用置换法或硫化沉积法除铜。
1、置换沉积法除铜
置换沉积的原理是在金属盐水溶液中,用较生动金属(电位较负)将较慵懒的金属(电位较正)复原成金属而沉积的溶液净化办法。在由硫酸盐和氯化物组成的镍电解阳极液中,Ni2+的标准电极电位(-0.25V)较待净化除掉的杂质Cu2+(+0.34V)更负,因而可用金属镍粉交铜从溶液中置换出来,发作如下反响:
Ni+Cu2+=Ni2++Cu↓
但是,铁粉的电位(-0.44V)比铜更负,为什么不必铁粉作置换剂呢?这是由于用镍粉置换铜,既除铜,又补镍,且不会给溶液再带入杂质铁。
在出产上,当镍粉生动性较差,则添加来加速除铜进程:
Cu2++Ni+S=CuS+Ni2+
国镍电解厂较多选用加镍粉除铜。为了得到满足的除铜效果,操作时应遵从下列要求:
(1)镍粉应具有较高的活性。通常在比较低的温度下,用氢复原氧化镍粉的办法能得到合适这种要求的镍粉。
(2)阳极液的温度应保持在80℃,PH应低于3.5。进步液温度可加速镍粉的置换反响速度,保持溶液的PH值低于Fe3+的水解值,可消除胶状的氢氧化铁沉积包裹镍粉的损害。
(3)设备应密封,削减空气进入净化槽,避免现已置换出来的海绵铜氧化重溶。
20世纪50年代末,前苏联北方镍公司研制成功用流态化置换槽替代机械拌和槽除铜。实践证明,当阳极电解液含Cu0.40~0.56g/L,流量为160m3/h,经流态化置换槽处理后,溶液中残留铜为1.2~4.0mg/L。与机械拌和槽比较,流态化槽的除铜后液残铜浓度低,镍粉利用率高。该厂用两个容积为25m3的流态化置换槽可替代56个容积为80m3的机械拌和槽。
加拿大汤普森厂为了加还镍粉除铜反响,在参加镍粉的一起,还添加粉。反响沉积产品为CuS。该法的长处是对镍粉的活性无严厉的要求。
我国某研讨院曾选用液相压氢复原所得到的镍粉进行降铜研讨,所用镍粉含镍大于99.8%,粒度﹤0.074mm。研讨结果表明,当镍粉用量为理论量的1.4倍时,除铜后液含铜呆降至0.4mg/L以下,除铜率达99%以上。下降镍粉用量即便降至理论量,也能够获得较好的除铜效果。
2、硫化沉积法除铜
1、 硫化物沉积法的基本原理
硫化物沉积法是根据许多元素的硫化物难溶于水,因而,当溶液中有Mn+存在,参加S2-,则将发作以下沉积反响:
2Mn++nS2-=M2Sn↓
其溶度积KSP=[Mn+]2[S2-]n。某些硫化物的溶度积如表1所示。[next]表1 某些硫化物的溶度积硫化物温度/℃KsplgKsp硫化物温度/℃KsplgKspMnS252.8×10-13-12.25CdS257.1×10-27-26.15FeS254.9×10-18-17.31PbS259.3×10-28-27.03NiS(a)252.8×10-21-20.55As2S3184×10-29-28.4CoS(a)251.8×10-22-21.74Sb2S3181×10-30-30SnS251×10-23-23CuS258.9×10-36-35.05ZnS258.9×10-25-24.05Cu2S182×10-47-46.7
常用的硫化剂有H2S和Na2S。
气体在水中的溶解度不大,在通常情况下每一体积水中能溶解4.7体积的H2S气体,浓度约为0.1lmol.L-1。H2S在水溶液中有如下电离效果:
许多金属离子能和H2S或S2-效果,生成溶解度很小的硫化物(见表9—5)。溶液中氢离子浓度和硫离子之间的联系是[H+]2[S2-]=6.8×10-24,在酸性([H2S]=0.1mol.L-1时)溶液中通入H2S只能供应低浓度的S2-只能从溶液中沉积那些溶度积小的金属硫化物;而在碱性溶液中通入H2S(生成碱金属硫化物),则能供应较高浓度的S2-离子,能够把溶度积大或小的金属硫化物都沉积出来。所以在操控的酸度下,能够用H2S把溶液中不同金属离子别离沉积下来。
关于同一种金属离子,溶液P佱添加,则金属离子的残留浓度下降。25℃时,S2-浓度为0.1mol/L,某些金属离子的残留浓度与P值的联系如图1所示。
[next]
从表1和图1可知,在镍电解液的各种元素中,以铜的硫化物溶度积为最9小,且与镍、钴等主金属硫化物的不同较大,故选用硫化沉积法来别离铜镍,是比较牢靠的办法。
2、硫化沉积法除铅的出产实践。
硫化沉积法一般以H2S作沉积剂,进程的PH为1.8~2.5,其反响式为:
Cu2++H2S=CuS+2H+
在反响进程中,应使气体高度均匀地涣散溶解于除Fe后液中,使S2-与Cu2+充沛触摸生成很多的CuS沉积晶核,这些晶核在反响进程中经过本身的运动和分散、磕碰、吸附而长大,终究沉积于底部到达渣液别离的意图。
我国成都电冶厂和重庆冶炼厂均选用H2S除铜。其净化进程是首先将Na2S溶液与稀H2SO4溶液反响发生H2S气体,并通入阳极溶液中,溶液中的Cu2+与H2S反响成CuS沉积。经嗀滤,铜便从溶液中除掉。为避免溢出,除铜应在负压下操作,并操控PH值在2以下,可抑制Ni2+和Co2+因沉积而进入除铜渣中。除铜Cu进程技能条件如表2所示。
从硫化物溶积来看,用H2S除铜有较好的选择性。通H2S气体时,操控好溶液氧化复原电位为-50~-80mV,可得到铜镍比高达10:1的铅渣,但H2S有剧毒,若有走漏,易形成人身事故;H2S通入量也有必要严厉操控,不然不能得到高品们铜渣。
Na2S也可作沉铜剂,其反响机理与H2S相同,但因会引起出产体系Na+升高,故一般不选用。表2 用H2S除Cu进程技能条件项目操控条件除Cu进程溶液温度﹥60℃H2S发作器负压佱0~3×10-2M Pa反响室负压佱0~2.5×10-2MPaH2S发作器温度33~55℃除Cu前液含Cu﹤1g/L除Cu后液含Cu≤0.005g/LNa2S溶液200~240g/LH2SO4浓度55%~57%
碱性湿法炼锑废电解液的处理
2019-03-05 09:04:34
一、工业的提取
电解进程中,不光不耗费Na2S,并且还副产Na2S,电积耗费而需求弥补的仅仅作为阳极液的NaOH溶渣。依据电积进程总反应式:核算分出1kg锑,溶液中将有1.92kg的Na2S生成,在浸出进程中溶解1kg锑只需耗费0.96kg的Na2S,故浸出-电解进程中有0.96kg的Na2S增生。可是,在浸出-电积循环进程中,因为部分Na2S氧化生成Na2S2、Na2S2O3等多,所以实际上增生了Na2S30.4~0.8kg。
为了综合利用原猜中的硫和NaOH中的钠,应当提取增生的Na2S,以利于碱性浸出进程。即从电积的阴极液冷冻结晶Na2S·9H2O,进一步浓缩产出。
电积后阴极液中Na2S的浓度为170~190g∕L,温度降至15~18℃,增生的便以Na2S·9H2O形状结晶出来,经离心机过滤,得Na2S·9H2O和母液,母液含Na2S 130~140g∕L,再回来浸出,晶体再经浓缩和脱水产出工业。
二、结晶母液的净化
在浸出-电积进程中,因为受空气氧化和阳极进程的氧化,溶液中硫代硫酸钠、硫酸钠、钠等慵懒盐逐步堆集。隔阂电积的阴极液中Na2SO4堆集到45g∕L时,即时电积有晦气影响,因此常以Na2SO4浓度到达45g∕L作为溶液净化的起点。
溶液净化的办法,主要有电积贫化法、复原净化法和低温两次结晶净化法。
三、阳极液的净化
电解进程中堆集的慵懒盐主要由阳极氧化发生。外国湿法炼锑厂选用BaS处理、以生成溶解度很小的盐沉积除掉,其反应为:因为BaS溶液的参加,阳极液体积胀大,晦气于净化;再生的Na2S大部分留在阳极液内循环,晦气于电积操作,一起所产渣又需处理收回,使工艺流程复杂化。我国选用真空蒸腾和结晶净化法,其原理是将阳极液水分蒸腾后,Na2SO4在NaOH溶液中到达饱满,可结晶出来,溶液放出过滤,滤液回来阳极液循环,滤渣是以结晶硫酸钠为主的混合钠盐,可用于制取工业的质料。
叉车电池加电解液时,应该注意什么?
2018-12-18 11:17:20
在电动类叉车,如普通电动叉车、电动堆高车、电动搬运车等的日常维护保养过程中,电池的维护是必不可少的。电池维护保养的好坏将直接关系整台叉车的性能。目前国内主流的铅酸蓄电池都是需要增加电瓶液的,下面为大家介绍蓄电池加电解液的注意事项。注意事项:
1、电解液加注时的高度高过极板10至15毫米即可。有两条红线的电池,电解液不能超过上面标注的红线,否则溢出来的电解液会从蓄电池盖的小孔中溢出。众所周知电解液是导电的,一旦流到蓄电池正、负两极之间,就会形成电池回路自放电。遇这种情况就应将电解液擦掉,或用开水冲洗擦净。2、加电解液时如果不小心有东西掉入里面,切勿用金属物去捞,应该用木棒夹出杂质,如用铁丝或铜丝去捞,金属分子会在硫酸的腐蚀下进入蓄电池形成自放电,而损坏蓄电池。3、蓄电池在充放电过程中,电解液中的水会因为电解和蒸发而逐渐减少,导致电解液面下降。如果不及时补充的话,有可能缩短蓄电池的使用寿命,应及时补充蒸馏水,切忌用饮用纯净水代替。因为纯净水中含有多种微量元素,对蓄电池会造成不良影响。
镍电解液净化除钴的原理与方法
2019-02-13 10:12:44
镍电解液中的杂制裁元素钴,其性质与镍附近,而金属镍中含必定量的钴对镍的性质并无太大的影响,因而,世界各国在核算金属镍的档次时,大多是把钴视同镍相同兼并起核算的。可是因为钴是一种比镍更贵重的稀疏金属,应尽或许独自收回作为产品。为了进步钴的收回率,一般在镍冶金中先将钴富集起业,为下一步提钴发明条件。
在镍电解系统中,除钴办法一般有中和水解法、溶剂萃取法及“黑镍”氧化水免除钴法等。
1、中和水解法除钴的基本原理
如前所述,在镍电解液中的杂质往往多以贱价存在,例如Fe2+、Co2+、Ni2+等离子,用简略水解的办法是不能将它们别离的,而必须将其氧化成高价离子而进行氧化水解净化。
Fe2+和Cu2+被氧化成三价的氧化复原电位为:
可见,中和水解法除Co的基本原理与除Fe尽管相似,但Co2+较Fe2+难氧化,而Co3+比Fe3+又难水解沉积,因而除Co比除Fe要困难,需要比空气更强的氧化剂,沉积PH值也较高。当选用氯化物电解质或氯化物-硫酸盐混合电解质时,常用作氧化剂。当选用纯硫酸盐系统为电解质,则常用黑镍(NiOOH)氧化除钴。
2、氧化中和水解法除钴
是一种强氧化剂,它比空气重2.5倍。氯在水中的溶解度很小,跟着温度的升高,其溶解度更小,例如,在25℃时,100g水溶解氯0.6411g;在80℃时,溶解氯仅0.2226g。
在湿法冶金中,氯和氧(空气)都常作为氧化剂运用,它们的氧化复原电位分别为:
可见的氧化性较氧气强,运用钴和镍的氧化复原电位和水解PH的差异,可运用将Co2+优先氧化成Co3+,并使Co3+水解生成难溶的Co(OH)3沉积,到达除钴意图,其反响式为:
2CoSO4+Cl2+6H2O=2Co(OH)3↓+2H2SO4+2HCl
为了促进反响向右进行,加碳酸镍(或Na2CO3)中和水解反响所发作的酸:
2HoSO4+2HCl+3NiCO3=2NiSO4+NiCl2+3H2O+3CO2↑
归纳上述丙个反响,则除钴守程总的反响为:
2CoSO4+Cl2+3NiCo3+3H2O=2Co(OH)3↓+2NISO4+2NiCl2+3CO2↑
在除钴的一起,残留在溶液中的铁也会发作相似反响:
2FeSO4+Cl2+3NiCo3+3H2O=2Fe(OH)3↓+2NiSO4+NiCl2+3Co2↑
在除钴后期,当P进步到4.5~5.0时,溶液中的其他杂质铜、锌、铅等也会水解沉积:[next]
ZnSO4+2H2O=Zn(OH)2↓+H2SO4
CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+H2SO4
PbCl2+2H2O=Pb(OH)2↓+2HCl
此外,部他铅还会被氧化成嗀氧化铅沉积分出:
PbCl2+2H2O+Cl2=PbO2↓+4HCl
在除钴进程中,尽管Ni2+的氧化复原电位比Co2+略高,但因为溶液中Ni2+的浓度远远大于Co2+的浓度,所以在Co2+水解的一起,部分Ni2+也相应地会发作与Co2+相相似的反响:
2NiSo4+Cl2+3NiCo3+3H2O=2Ni(OH)3↓+2NiSO4+NiCl2+3CO2↑
因而会构成镍的丢失,使钴渣含镍量升高,但又因为下列反响:
Ni(OH)3+CoSO4=Co(OH)3↓+NiSO4
在必定程度上能削减镍的丢失。
影响除钴功率的要素较多,主要有通办法、进程PH值的操控以及和剂的运用。
镍电液中钴含量较低,一般为0.1~0.3g/L,所以用气态氯通入溶液中氧化钴时,的运用率较低。因而,在溶液中的涣散度必将影响除钴功率,在溶液中涣散愈好,则钴氧化得愈彻底。故挑选适合的通氯办法具有重要意义。通氯办法有以下几种:
(1)球室反响
此法是让和溶液经过文丘里管混合后当即进入球室再进行反响,球室体积依据流量巨细而定,为经过喷嘴的溶液充沛触摸发明了条件。
(2)缸体闭路循环
在缸体外侧独自设一台泵和一条管路,与缸体内溶液构成一闭路循环系统,从泵的出口处通入.泵的出管伸入到反响液面以下,通时将泵开动,使缸内溶液经过循环管不停地闭路循环,使与溶液得以充沛混合。
(3)管道反响
加长入中和除钴槽之间的管道,依据流量核算可加长至80~100m,使和溶液在这一段管道中进行充沛 混合,以进步的运用率,某厂正是选用此种办法,作用杰出。
在除钴进程中,高速好PH对高除钴功率也很重要。除钴前液P睛般操控为4.5~5.0,其意图在于中和其反响所发作的酸,使尽或许被溶液多吸收,使贱价钴被氧化彻底。净化前液假如PH过低,将影响的吸收,呈现溶液通不进的现象。通后的溶液,其PH一般维持在3.5~4.0。反响终了时,为了使Cu、Pb、Zn等杂质进一步发作水解,应尽量防止会集参加中和剂,以防溶液因部分PH过高而构成镍的丢失。
除钴是净化的最终一道工序,为了确保电解液的净化质量,溶液自管道反响器出来后,又进入4个串联的75m3的帕秋卡或空气拌和槽中持续反响。下表为净化除钴技能操作条件。下表 氧化中和水解净化除钴技能操作条件项目单位技能条件反响温度℃60~70通氯前溶液PH值 4.5~5.0氧化复原电位mV1050~1100除钴结尾PH值 4.5~5.0除钴后液含钴g/L产品牌号为Ni9990电镍时Co≤0.02
Cu≤0.003
Fe≤0.004
Zn≤0.00035
Pb≤0.0003
产品牌号为Ni9999电镍时Co≤0.001
Cu≤0.0003
Fe≤0.0003
zn≤0.0003
Pb≤0.00007
镍电解液净化除铁的生产实践
2019-02-13 10:12:44
镍电解液净化除铁的出产实践镍电解厂一般都选用空气中的氧伯化剂,使阳极电解液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后水解沉积。除铁反响进程受Fe2+氧化反响速度操控,溶液中存在有少数铜离子时,对Fe2+的氧化有催化效果。因而,一般都将除铁进程安排在除铜之前。
镍电解阳极液水解沉积所得的含镍铁渣经酸溶和用氧化后,用黄钠铁矾法除铁。
一、 阳极电解液净化除铁
除铁作业有接连和接连两种作业方法。大型镍电解厂选用接连作业;小型工厂则多选用接连作业。接连净化方法质量安稳,设备出产能力大,是这一工艺开展的方向。
除铁进程包含亚铁离子氧化和三价铁水解沉积反响: 除铁进程有H+生成,须在鼓风一起参加中和剂。为了防止过多的钠离子进入出产系统常以NiCO3作除铁中和剂:
4H++2NiCO3=2Ni2++2CO2↑+2H2O
进步反响P能够加快除铁反响,但PH值过高会引起渣含镍升高。
溶液中铜离子的存在,能够加快Fe2+的氧化反响。这是因为铜离子在Fe2+的氧化进程中起传递电子效果:
Cu+-e=Cu2+
Cu2++Fe2+=Cu++Fe3+
净化水解铁渣还呆带走溶液中1/3~2/5的铜,减轻了除铜担负。
在除铁进程中,因为运用空气作氧化剂所构成的溶液电位缺乏以使Ni2+、Co2+氧化成高价态,但部分Ni2+会以碱式盐的方式水解沉积:
3NiSO4+4NiCO3+4H2O=3NiSO4.4Ni(OH)2↓+4CO2↑
Fe(OH)3具有很强的吸附性,在除铁进程中,一定量的锌能与Fe(OH)3发生共沉积而被除掉,一起部分铜也会水解沉积:
3CuSO4+2NiCO3+2H2O=CuSo4.2Cu(OH)2↓+2NiSO4+2CO2↑
某工厂的除铁进程,是将阳极电解液经钛管换热器加热至65~75℃后,再接连经过5个75m3帕秋卡式空气拌和槽。往槽内鼓入空气,既作氧化剂,又为拌和用。在第一个拌和槽入口处,参加碳酸镍,中和除铁反响所分出的酸,使除铁反响操控PH为3.5~4的规模。以过5个槽子的接连沉铁反响,最终将除铁液泵入管式过滤器内进行液固别离,得到含~10%Fe、~20%Ni的铁渣和Fe﹤0.01g/L的除铁后液。[next]
二、水解沉铁渣酸浸液的净化除铁
在镍电解阳极液用NiCO3中和水解沉铁工艺中,按理论核算,三价铁离子在PH≤3.5时水解沉积,可将铁彻底脱除,不丢失镍,但实际上中和沉积时操控PH较高,因而有部分Ni2+呈复盐与铁共沉积,所以工业出产中产出的铁渣都含有较高的镍。为了下降铁渣含镍,某厂将铁渣酸溶后,用黄钠铁矾法除铁,以收回酸浸液中的镍,其工艺流程示于图1。铁渣浆化后在酸溶槽内用工业硫酸溶解,得到酸溶后液。酸溶后液在黄钠铁矾除铁槽内加热至90℃,用作氧化剂,将溶液中的亚铁离子氧化成三价铁离子,槽内留有少数黄钠铁矾渣作晶种,氯可不可能钠效果氧化剂,将溶液中的亚铁离子氧化成三价铁离子,槽内留有少数黄钠铁反响所生成的酸,经过黄钠铁矾再振奋结晶进程,能够收回净化铁渣中90%~95%的镍。
某厂用酸溶-黄钠铁矾除铁法处理电解液净化渣的工艺流程和技能操作条件如表1所示。
表1 黄钠铁矾法处理铁渣技能操作条件项 目单 位技能操作条件铁渣酸溶
温度
风压
结尾PH值
酸溶后液组成
℃
kPa
g/L
38~50
196
1.5~1.7
Ni55~70 Fe总6~18
Co0.1~0.25 Fe2+0.2~1.5
Cu3~8 Na+32~43黄钠铁矾沉铁
反响温度
氧化进程PH值
参加量
沉铁进程PH值
沉铁后液组成
℃
g/L
﹥90
1.5~1.7
NaClO3:Fe2+=(0.3~0.4):1
2.0~2.4
Ni55~67 Fe0.5~1
Cu2~6 Co0.15~0.2
Na30~42
活性炭从电解液中吸附铂、钯
2019-02-20 15:16:12
据某厂的生产实践,电解银时,阳极板中约有40%~50%的铂、钯进入电解液,并不断堆集。运用活性炭挑选吸附涣散于电解液中的铂、钯,然后用硝酸解吸收回。引荐的流程如图1。图1 活性炭吸附、解吸铂钯流程
该厂运用的活性炭为药用活性炭。经筛分,取40~60意图备图用。活性炭及炭柱的制备,是将1∶1的工业稀硝酸加热至90~100℃,按固液比1∶10,向热稀硝酸中缓慢参加活性炭氧化至不再放出棕色气体停止(一般需6~12h),经倾析弃去硝酸,用等量蒸馏水洗3次装柱。装柱后,再用蒸馏水冼至出液pH4~5待用。炭柱为直径70mm的玻璃管,共8根,7柱串联,1柱备用。各柱定量装活性炭1kg,高位槽高出炭柱5~6m。
电解液先于80~90℃加热浓缩4h,再边拌和边参加10%NaOH调整pH至1.5~1.8(游离硝酸1~2g∕L)后,以100~150mL/min的流速接连通过串联的7根炭柱。待榜首柱吸附铂钯饱满后取出,将第二柱改为一往,备用桂串联于尾端作第七柱。依此类推。
饱满了铂、钯的炭柱,用1∶1工业硝酸解吸。解吸液以75~100mL/min的流速通过炭柱,每次取出铂钯富液2.5L收回铂钯。一次和二次解吸贫液及新弥补的1∶1工业硝酸,以逆流方法回来供下一次解吸用。解吸进程每住通过总液量25~30L。
实验结果表明,铂、钯的吸附解吸总收回率为:Pt1027%,Pd96.5%。经吸附后的溶液,含铂、钯多小于1mg/L。可考虑除铜、铅后回来电解进程。
活性炭的吸附容量,按第2柱解吸液中的铂、钯含量核算,钯的全功吸附容最大于72.5mg∕g,铂大于6.9mg∕g。
经解吸后的炭柱用蒸馏水洗至中性后,即可再生运用。经再生4次实验,其吸附容量并未下降。
解吸取得的铂钯富液,铂与钯的含量比为1∶6~7。先用12mol∕L处理使银呈氯化银沉积,过滤后用3mol/L的洗刷氯化银。除银富液与洗液兼并,加固体氯化铵使钯呈粗氯钯酸铵沉出,钯盐用二氯二氢络亚钯法提纯两次后煅烧或用10%复原,可制得含钯大于99.9%的海绵钯。
沉出钯后的母液,经加热浓缩赶硝,用氯化铵沉出铂,再直接水解提纯,并用10%复原,以取得含铂大于99%的海绵铂。
上述工业实验还证明:
(1)40~60日的活性炭比20~40意图吸附容量大,运用前者钯添加71%,铂添加32%。
(2)经80~90℃加热浓缩4h的电解液,比不加热处理的电解液,所吸附的钯约添加1倍,铂添加近4倍。
(3)活性炭对铅的吸附差,但可以吸附铋。当电解液中含铋0.26g∕L时,解吸液中铋的浓度可达10.03g∕L。
(4)用调pH值时,带人电解液中的Na+虽有堆集,但通过一段时间运用,未发现对电解银的质量有影响。
稀硫酸搅拌浸出氧化铜矿
2019-01-08 09:52:52
用稀硫酸浸出氧化铜工艺,酸浸是该工艺的技术枢纽。这一工序应把握以下几点:
(1)酸度和酸耗。酸度越大铜浸出率越高,当pH
2.5,虽杂质酸耗较小,但铜浸出率低,且此时Fe3+已开始水解天生胶体Fe(OH)3,给后续过滤带来难题,所以一般来讲,浸出时应分批加药,控制pH值始终在1.5~2范围内。
(2)搅拌和温度。适度搅拌可加速传质过程的进行,进步反应速度,但搅拌过强有时会影响矿浆的沉降和过滤,可采取低速或中断搅拌。进步温度有利铜浸出,不外亦会增加杂质的浸出,且消耗大量能量,所以浸出时温度一般保持在25~30℃为宜。冬季出产可以适当通入热蒸汽,既起加热保温作用,又起搅拌作用。
(3)浸出时间。浸出时间取决于矿石中铜的含量及杂质矿物性质。随浸出时间延长,铜浸出率进步,但杂质竞争溶解也增强、酸耗增加,加之考虑对后续功课的影响,终极确定一合适的浸出时间。通常搅拌酸浸时间控制在1~2h。
浸出后的过滤过程应采取保温措施,否则温度降低硫酸铜会因溶解度下降而析出细小晶体,它会堵塞滤布。滤饼用水洗1~2次后,视有无综合回收价值做适当处理。洗液配酸后返回浸出。
稀硫酸,氧化铜,铁为原料,怎样制取铜?
2019-03-14 09:02:01
稀硫酸与氧化铜反响生成稀硫酸铜,再用铁复原出铜;或许铁与稀硫酸反响生成,再用复原氧化铜
电解硫酸锌
2017-06-06 17:49:54
电解硫酸锌是较为复杂的一个过程,也是目前国内大部分金属企业会用到的一项技术,通过对电流效率,沉积物表面形貌和阴极极化曲线分析,阐明了锗对硫酸锌电解液电积锌的影响。研究表明,当溶液中锗的浓度大于0.04 mg/L时,电流效率从没有杂质锗存在时的89.2%下降到80%以下,且沉积物表面出现小孔。通过对阴极极化曲线的分析,得到了不同锗浓度下锌电积的平衡电位以及阴极动力学参数(交换电流密度J0和传质系数α),进而说明杂质锗的存在会削弱阴极极化,改变锌电沉积机理。在硫酸锌电解液电积锌过程中,基于氢在锌上的还原电位比其它金属高,所以去除溶液中的杂质及其影响非常重要。杂质的存在及杂质间相互作用会引起电流效率下降及沉积物质量恶化等诸多问题,而且,这种影响随电解液温度,酸度及电流密度的提高而更加显著. 从上文得知,电解硫酸锌的技术含量较高,因此电解硫酸锌的费用也较高,这也是电解硫酸锌目前的市场反馈并不好的原因
电解硫酸锰
2017-06-06 17:49:50
电解硫酸锰,不燃,具刺激性。,吸入、摄入或经皮吸收有害,具刺激作用。长期吸入本品粉尘,可引起慢性锰中毒,早期以神经衰弱综合征和神经功能障碍为主,晚期出现震颤麻痹综合征。 对环境有危害,对水体可造成污染。环境危害: 对环境有危害,对水体可造成污染。 燃爆危险: 本品不燃,具刺激性。 有害物成分 CAS No.危险特性: 本身不能燃烧。受高热分解放出有毒的气体。 有害燃烧产物: 氧化硫。 灭火方法: 消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。皮肤接触: 脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。 眼睛接触: 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 食入: 用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。应急处理: 隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘口罩,穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,小心扫起,收集运至废物处理场所处置。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。操作注意事项: 密闭操作,局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装密封。应与酸类分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。废弃处置方法:量小时,溶解在水或适当的酸溶液中,或用适当氧化剂将其转变成水溶液。用硫化物沉淀,调节PH至7 完成沉淀。滤出固体硫化物回收或做掩埋处置。用次氯酸钠中和过量的硫化物,然后冲入下水道。是重要的微量元素肥料之一,可用作基肥,浸种、拌种、追肥以及叶面的喷洒,能促进作物的生长增加产量。在畜牧业和饲料工业中,用作饲料添加剂,可使得畜禽发育良好,并有催肥效果。也是加工油漆、油墨催干剂;荼酸锰溶液的原料;合成脂肪酸时用作催化剂;此外,还可用于造纸、陶瓷、印染、矿石浮选;电解锰的生产原料以及制造其他锰盐的原料。也用于电池、冶炼催化剂、分析试剂、媒染剂、添加剂、药用辅料等。更多关于电解硫酸锰的信息和资讯,请关注我站锰频道!
电解硫酸铜
2017-06-06 17:49:54
电解硫酸铜方程式:2CuSO?+2H?O==通电==2H?SO?+2Cu+O?↑碳电极:Cu+H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O=通电=2Cu+H2SO4+O2铁电极(或能与硫酸反应的电极):Cu+FeSO4+O2 2CuSO4+2H2O=通电=2Cu+H2SO4+O2 Fe+H2SO4==FeSO4+H2离子方程式:阴极:2Cu2+ + 4e- == 2Cu 阳极:2H2O - 4e- == 4H+ + O2(溶液呈酸性,最好不要写氢氧根) 总方程式:2Cu2+ + 2H2O =通电= 2Cu + O2 + 4H+电解硫酸铜硫酸根离子会如何变化 :一般来讲氢氧根会先于硫酸根放电但当氢氧根浓度很低(有大量酸在溶液中存在且没有更易放电的物质)时会生成连二硫酸根S2O8 。 正极是阴离子放电,硫酸铜溶液中阴离子有OH-和硫酸根离子,OH-优先于硫酸根离子放电,生成水和氧气 。因为OH-优先于硫酸根放电,水会电离出OH-,也就是说在水溶液中,硫酸根不可能放电(含氧酸根在水溶液中永不放电)。现象:阴极碳棒上的铜越聚越多溶液中的铜离子变成铜 ,镀层越来越厚,阳极上生成氧气。溶液变为无色 并且显酸性。硫酸铜为天蓝色或略带黄色粒状晶体,水溶液呈酸性,属保护性无机杀菌剂,对人畜比较安全。化学式CuSO4。一般为五水合物CuSO4·5H2O,俗名胆矾;蓝色斜方晶体;密度2.284克/厘米3。硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料。同石灰乳混合可得“波尔多”溶液,用作杀虫剂。硫酸铜也是电解精炼铜时的电解液。主要用途:用来制取其他铜盐,也用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、杀菌剂、并用于镀铜。硫酸铜(Copper sulphate) 其五水合物又称蓝矾或胆矾。硫酸铜也经常作为五水合硫酸铜晶体的简称。硫酸铜及其溶液硫酸铜CuSO? 分子量160(硫酸铜晶体:CuSO?·5H?O 分子量249.68)CAS号:7758-98-7深蓝色大颗粒状结晶体或蓝色颗粒状结晶粉末。有毒,无臭,带有金属涩味。密度2.2844g/cm^3。干燥空气中会缓慢风化。溶于水,水溶液呈弱酸性(288K时,0.1mol/L的CuSO?溶液pH=4.2),不溶于乙醇。晶体受热时会失去结晶水,45℃左右时失去两分子结晶水,110℃以上失去四分子结晶水,258℃以上将失去全部水结晶成为白色粉末状无水硫酸铜,650℃则分解成氧化铜和三氧化硫。无水硫酸铜有极强的吸水性,把它投入95%乙醇或含水有机物,即吸收水分而恢复为蓝色结晶体。硫酸铜中的铜离子能破坏蛋白质的立体结构,使之变性。更多关于电解硫酸铜的资讯,请登录上海有色网查询。
电解硫酸铝
2017-06-06 17:49:50
首先要了解硫酸铝在何种环境中电解。若是在熔融状态下,硫酸铝不导电,故无法实现电解硫酸铝熔融物,例如工业上制铝,是电解熔融的氧化铝而不是氯化铝或硫酸铝,就是因为氯化铝和硫酸铝在熔融状态下不导电。若是电解硫酸铝水溶液,要考虑水电离出氢离子和氢氧根离子的情况。阳极反应:氢氧根失电子生成氧气,阴极反应:氢离子得电子生成氢气,因此电解硫酸铝水溶液实质是电解水,铝离子和硫酸根离子没有反应,水的量减小,硫酸铝的浓度增大。更多铝相关信息请登陆上海有色金属网的铝频道。
铀矿硫酸浸出液的性质
2019-01-07 17:38:11
氧化铀矿用稀硫酸淋浸时,矿石中的六价铀很容易被硫酸溶解,溶解反应为:
UO3+H2SO4 UO2SO4+H2O (1)
铀通常以铀酰离子(UO22+)的形式进入溶液,进一步与硫酸根作用形成二(或三)硫酸盐络合物:
UO22++nSO42- UO2(SO4)n2-2n (2)
K=UO2(SO4)n2-2n络合物的稳定常数视浸出条件不同分为下列三种情况:
当 n=l K1=50
n=2 K2=350
n=3 K3=2500
从反应(1)和(2)可以看出,铀在硫酸浸出液中是以中性硫酸铀酰(UO2SO4)、负二价硫酸铀酰络阴离子[UO2(SO4)2]2-以及负四价的硫酸铀酰络阴离子[UO2(SO4)3]4-存在。反应式还说明,增加浸出液的硫酸根浓度,有利于形成铀酰络阴离子,减少溶液中铀酰阳离子和中性硫酸铀酰分子。
用硫酸浸出时,除了矿石中的铀被溶解出来进入溶液中,其他杂质组分也被不同程度地溶解,它们以不同形式存在于浸出液中。如石英能部分被溶解生成硅酸
SiO2+H2O H2SiO3 (3)
硅酸以胶体形式存在于溶液中。
若矿石中有铝存在,铝会溶于溶液中
Al2O3+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2O (4)
硅质铀矿中三氧化二铁在稀硫酸溶液中较难溶解,反应式为:
Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O (5)
氧化亚铁(FeO)或铁的其他化合物则易于溶解在稀硫酸溶液中反应如下:
FeO+H2SO4 FeSO4+H2O (6)
然而,当浸出液中有氧化剂(如空气中的氧或软锰矿)存在时,两价铁离子极易被氧化成三价铁离子存在于浸出液中。反应式为:
4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2(SO4)3+2H2O
当浸出液的pH>2.5时,三价铁离子开始水解
Fe2(SO4)3+6H2O 2Fe(OH)3↓+3H2SO4 (7)
在一定的硫酸根浓度下,铁与硫酸根形成阴离子络合物
Fe2(SO4)3+SO42- 2Fe(SO4)2- (8)
Fe2(SO4)3+3SO42- 2Fe(SO4)32- (9)
钙、镁的碳酸盐易与稀硫酸反应,生成硫酸钙和硫酸镁
CaCO3+H2SO4 CaSO4+H2O+CO2↑ (10)
MgCO3+H2SO4 MgSO4+H2O+CO2↑ (11)
在稀硫酸浸出液中,硫酸钙大约为2g∕L。随着浸出的进行,硫酸钙达到过饱和,会突然形成石膏,铀也会沉淀一定的量,从而造成铀的损失。
钒和磷在稀硫酸溶液中大部分会溶解,钒通常以钾钒铀矿的形式出现,按下式溶解:
K2O·2UO3·V2O5+4H2SO4 K2SO4+2UO2SO4+(VO2)2SO4+4H2O (12)
磷存在于磷铀矿或次生磷酸盐铀矿中,浸出过程中它能与硫酸作用生成磷酸
Ca3(PO4)2+3H2SO4 3CaSO4↓+2H3PO4 (13)
在硅质铀矿中,铜、铬、镍、锑、砷、钼等含量较少,所以它们在硫酸浸出时溶解得很少,但是如果铀矿物成分复杂,浸出液组分可以明显地不同,因此必须区分不同情况确定铀的回收技术。
以上叙述说明,铀矿的硫酸浸出液中铀酰离子和络合物的比取决于浸出液中硫酸根的浓度。硫酸根浓度低时,浸出液中的铀主要以铀酰阳离子UO2+和中性络合物UO2SO4存在。随着浸出液中硫酸根浓度增加,溶液中硫酸铀酰络阴离子的比例增加。
用硫酸浸出低品位砂岩铀矿时的典型浸出渣成分见下表。表 低品位砂岩铀矿的硫酸浸出液成分及浓度范围 (g∕L)元素名称浓度范围元素名称浓度范围U0.3~2.0Ca0.1~0.2Fe3+2.0~10.0Mg1.0~6.0Fe2+0.05~0.1SO42-2~15Al0.1~6.0PO43-0.01~0.1K0.1~0.3Cl-0.1~2.0Na0.5~1.5硫酸浸出铀矿石时,浸出液中的Cu,Ni,Cr,Mn,Ti,Tb,Mo,V,Sc及其他离子的浓度变化较大,取决于矿石组成及浸出条件。浸出液中自由酸根浓度也取决于浸出条件,通常在2~15g∕L之间变化。
电解硫酸镍
2017-06-06 17:49:58
粗硫酸镍系电解硫酸镍液净化过程的副产物。我国自1954年开始试验由粗硫酸镍生产电解镍,1955年开始试验由粗硫酸镍生产电解镍,1955年投入生产。该工艺所生产的电解镍质量符合国际三号镍标准。其工艺过程包括制备硫酸镍溶液与电解提镍两个部分。无水粗硫酸镍淡黄色,在空气中由于吸收水分而变成绿色。粗硫酸镍的成分为(%): NiCuFeZnH2SO4 15~202~30.5~11.5~210~30粗硫酸镍在20~25℃时,部分溶解于水,不溶物为54%;在80~100℃时,易溶于水,不溶物为1%,不溶残渣呈灰白色,大部分为锑的化合物,夹杂着铜、铁、砷、铅及少量的镍。粗硫酸镍在溶解槽内加水溶解,液固比为3∶1,用蒸汽加热至80~85℃,通风搅拌2~3h,物料溶解后溶液呈深蓝色,密度1.25~1.35t/m3,溶液含镍80~120g/L及铜、铁、锌、砷、锑、锡等杂质与游离硫酸。电解硫酸镍有无水物、六水物和七水物三种。商品多为六水物,有α-型和β-型两种变体,前者为蓝色四方结晶,后者为绿色单斜结晶。加热至103°C时失去六个结晶水。溶于水,水溶液呈酸性;易溶于醇和氨水。有毒!
电解硫酸镍
2017-06-06 17:49:54
化学品中文名称:电解硫酸镍 化学品英文名称: nickel sulfate 或者nickel monosulfate hexahydrate 技术说明书编码: 1626 CAS No.: 10101-97-0 分子式: NiSO4.6H2O 分子量: 262.86 有害物成分:CAS No. 硫酸镍:10101-97-0 主要成分: 纯品 外观与性状: 绿色结晶, 正方晶系。 沸点(℃): 840(无水) 相对密度(水=1): 2.07 溶解性: 易溶于水,溶于乙醇,微溶于酸、氨水。 主要用途: 主要用于电镀工业及制镍镉电池和其他镍盐, 也用于有机合成和生产硬化油作为油漆的催化剂。 禁配物: 强氧化剂。电解硫酸镍操作注意事项: 密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
硫酸锰溶液的电解---电解机理
2019-01-25 15:50:11
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(H+)T——浓液中H+组分的总浓度,mol/L.
pHθ——SO42-+H+=HSO4-反应的标准[(SO42-)=(HSO42-)]平衡pH值。计算所得各温度的 pHθ值如下:温度/℃25406080100pHθ1.912.0932.42.7383.091
根据(3)式计算得到: (1)在固定[SO42-]T=2.3mol/L温度25~100℃情况下各[H+]T时的pH值见图1。 (2)在固定[H+]T=0.4mol/L和温度25~100℃情况下各[SO42-]T时的pH值 ,见图2。 从图1和图2可清楚看出,随着[SO-4]T的增加,特别是温度的升高,溶液中的pH值增大。而溶液中pH值的增大,对电解中的阳极电流效率提高将显示重大的作用。[next] 2)阳极过程 电解二氧化锰目前均采用Ti玻纹板或Ti-Mn合金涂层为阳极,从钟竹前、梅光贵制作的Ti-H2O系φ-pH图(图3)可以看出,在阳极的氧化条件下,Ti表面生成TiO2,从而呈现出不溶钝化状态。 Ti-H2O系φ-pH图的有关反应式如下: Ti2++2e-===Ti (1)
φθ25=-1.628 Ti3++e-===Ti2+ (2) φθ25=-0.3686 TiO+2H+===Ti2++H2O (3) pHθ25==5.451 TiO+2H++2e-===Ti+H2O (4) φ25=-1.3059-0.0591pH Ti2O3+2H++2e-===2Ti+H2O+O2 (5) φ25=-1.2027-0.0591pH Ti2O3+6H++2e-===2Ti2++3H2O (6) φ25=-0.5171-0.1183pH TiO2+4H++2e-===Ti2++2H2O (7) φ25=-0.5171-0.1183pH TiO2+4H++e-===Ti3++2H2O (8) φ25=-0.6657-0.2365pH 2TiO2+2H++2e-===Ti2O3+H2O (9) φ25=-0.4714-0.0591pH 钛作为阳极具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,密度小,强度高,并且有较好的可加工性,易于成型。然而,钛作为电解过程中的阳极使用时,很易产生钝他现象,钝化后导电性能严重下降。[next] 钛在电化学序中处于铁和锌之间,是热力学上很活泼的金属,其标准平衡电极电势为-1.63V,但是钛表面极易生成保护性的氧化膜(钝化膜),因而其实际电极电势远远地偏向正值,这种具有高电阻的钝化膜使钛具有很优良的而腐蚀性能。在钛作为阳极时,由于阳极电流的致钝作用,使钛表面的钝化膜不断增厚,使电解过程的槽电压急剧上升电耗增加,直至电解过程无法继续进行。围绕着如何避免钛阳极钝化,并且提高其应用时的电流密度,以期降低电耗,提高生产率,各国研究者们提出了许多解决方案。其中采用Ti板喷砂处理或选用Ti-Mn合金层阳极,是解决Ti板钝化较好的方案。 电解MnO2阳极过程主要发生如下析O2和析出MnO2两个竞争反应: O2+4H++4e-===2H2O (1) 当Po2=100Pa, φ25=1.229-0.0591pH φ40=1.2163-0.062pH φ60=1.200-0.066pH φ80=1.1834-0.07005pH φ100=1.167-0.074pH MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O (2) 当[Mn2+]=1mol/L, φ25=1.229-0.01182pH φ40=1.219-0.1241pH φ60=1.206-0.132pH φ80=1.1943-0.1401pH φ100=1.1824-0.148pH 反应(1)和反应(2)式的φ值可以看出,升高温度上述两反应的标准φӨ之间的差值影响并不大,而pH的大小对其差值的影响却是很显著的。 将图1和图2中相应条件的pH代入上述(1)和(2)反应温度的平衡电势φ式中,我们制作了φ-[H+]图(见图4),φ-[SO42-]T图(图5)和φ-温度图(图6)。[next] 从图5和图6可以看出:温度升高和增大[SO42-]T,φ2与φ1均下降,而且φ1-φ2差值增大。表明采用高浓度[SO42-]T溶液和高温电解有利于MnO2的优先析出。 从MeSO4-H2SO4-H2O系φ-[H+]T图(图4)看出,对于给定[SO42-]T浓度的溶液而言,在电解开始时(即[H+]T=0时)φ1-φ2差值最大,这时MnO2优先析出。到电解后期(即[H+]T增大,φ1-φ2差值为零),MnO2和O2同时析出。表明要得到高的阳极电流效率,[H+]T的升高受到限制。说明采用高温和高浓度[SO42-]T浓液电解,有利于MnO2的优先析出。上列各点均为我们进行的MnO2电解试验结果所证实。[next] 钟少林详细进行了电解MnO2电极反应机理的研究,其研究结果如下: 用玻璃碳电极,在Na2SO40.5mol·L-1,MnSO40.01mol·L-1,温度25~35℃的中性溶液中,进行了稳态极化曲线法、旋转圆盘电极稳态极化曲线法、线性电势扫描伏安法、卷积扫描电势伏安法、循环伏安法、电流阶跃法和电势阶跃法等7种现代电化学测试试验,系统地研究了MnO2阳极沉积的电化学行为,测量了电极反应动力学参数,如表1所示。同时由稳态极化曲线法测得了过电势为0.39V时电极反应的表观活化能ΔE=50.2kJ/mol,而由旋转圆盘电极稳态极化曲线法求得Mn2+参加反应的级数为1级。这些数据对强化电解MnO2过程具有现实意义。表2介绍了电解MnO2阳胡沉积反应的研究。
表1 电极反应动力学参数实验研究方法温度t/℃传递系数βna交换电流io/(A·cm-2)标准速度常数Kof/(cm·s)扩散系数D/(cm2·s-1)稳态极化法300.4584.83×10-82.56×10-10 旋转电极法290.4681.13×10-75.35×10-103.78×10-6扫描电位法310.501 卷积扫描电位法310.4754.55×10-81.99×10-10 电流阶跃法350.5057.48×10-92.31×10-106.82×10-6电位阶跃法300.5154.00×10-81.10×10-104.28×10-6
[next]
经稳态极化曲线和循环伏安曲线的分析,得出MnO2沉积反应的历程为 Mn2+===Mn4++2e- Mn4++2H2O===MnO2+4H+ 其中部分 Mn3++2H2O===MnOOH+3H+ MnOOH===MnO2+H++e- 研究结论: ①电解二氧化锰从中性硫酸锰溶液中阳极沉积反应历程为 Mn2+===Mn3++e- (1) Mn3+===Mn4++e- (2) Mn4++2H2O===MnO2+4H+ (3) 其中部分 Mn3++2H2O===MnOOH+3H+ (4) MnOOH=MnO2+H++e- (5) 电极电势在1.2V以前,主要进行(1)、(2)、(3)、(4)反应,而当电势>1.2V时,同时发生(5)反应。 ②Mn2+氧化生成MnO2的电化学反应为不要逆电极过程,其不可逆性是由于第一个电子转移迟缓引起的,即电极反应Mn2+=Mn3++e-为反应的控制步骤。 ③各种电化学测试实验测得MnO2阳极沉积反应的传递系数βna=0.46,交换电流密度i0=4.83×10-8A/cm2,标准反应速度常数Kƒ°=1.98×10-10cm/s,锰离子的液相扩散数D=4.28×10-6cm2/s,在过电位η=0.39V下,表观反应活化能ΔE=51.8kj/mol,以及锰离子参加电极反应的级数为1级。 ④在MnO2阳极沉积反应中,溶液的酸度即pH值对反应影响较大,酸度增大,反应的可逆性随之加大。 ⑤升高温度、降低酸度有利于提高电解MnO2的电流效率。 工业生产中,MnO2电解工序主要技术条件为:槽温95~100℃,槽液MnSO4浓度90~110g/L,槽液H2SO4酸度35~40g/L,电流密度50~80A/m2,槽电压2.5~4.0V,电解周期、清槽周期、清阴极周期且般均为15左右,视具体情况而定。
硫酸锌浸出液的净化
2019-01-31 11:05:59
一、浸出液成分及其净化办法
锌焙砂或其他的含锌物料(如氧化锌烟尘、氧化锌原矿等)经过浸出后,产出中性浸出液,虽然在浸出进程中经过操控结尾酸度使Fe3+彻底水解堆积的一起,除掉了砷、锑等部分杂质,可是残存的许多杂质(如Cu,Cd,CO,Ni,AS,Sb,Ge等)对锌电解堆积进程有极大损害,会使电解电流功率下降、添加电能耗费、影响阴极锌质量、腐蚀阴极和构成剥锌困难等。
因而,有必要经过溶液净化,将损害锌电积的一切杂质除掉,产出合格净化液才干送至锌电解槽。
表1 中性浸出液的成分规模及均匀含量(g/L)净化的意图是将中性浸出液中的铜、镉、钴、镍、砷、锑等杂质除至电积进程的答应含量规模之内,保证电积进程的正常进行并出产出较高等级的锌片。一起,经过净化进程的富集作用,使原猜中的有价伴生元素,如铜、镉、钴、铟、等得到富集,便于从净化渣中进一步收回有价金属成分。
净化办法按其净化原理可分为两类:①加锌粉置换除铜、镉,或在有其他添加剂存在时,加锌粉置换除铜、镉的一起除镍、钴。依据添加剂成分的不同该类办法又可分为锌粉-砷盐法、锌粉-锑盐法、合金锌粉法等净化办法;②加有机试剂构成难溶化合物除钴,如黄药净化法和亚硝基β-酚净化法。各种净化办法的工艺进程概要列于表2。
表2 各种硫酸锌溶液净化办法的几种典型流程从表2能够看出,因为各厂中性浸出液的杂质成分与新液成分操控标准不同,故各厂的净化办法亦有所不同,且净化段的设置亦不同。按净化段的设置不同,净化流程有二段、三段、四段之分。按净化的作业办法不同有接连、接连作业两种。接连作业因为操作与操控相对较易,可依据溶液成分的改变及时调整组织出产,为中、小型湿法炼锌厂广泛使用。接连作业的出产率较高、占地面积少、设备易于完成大型化、自动化,故近年来开展较快,但该法操作与操控要求较高。
因为铜、镉的电位相对较正,其净化除杂相对简略,故各工厂都在榜首段优先将铜、镉首要除掉。运用锌粉置换除铜、镉时,因为铜的电位较镉正,更易优先堆积,而锌粉置换除镉则相对困难些,需参加过量的锌粉才干到达净化的要求。
因为钴、镍是浸出液中最难除掉的杂质,各工厂净化工艺办法的差异(表2)实质上就在于除钴办法的不同。选用置换法除钴、镍时除需加添加剂外,还要在较高的温度下,并参加过量的锌粉才干到达净化要求。或许运用报价昂贵的有机试剂,合理挑选除钴净化工艺可下降净化本钱。
二、锌粉置换除铜、镉
(一)置换法除铜、镉的根本反响
因为锌的标准电位较负,即锌的金属活性较强,它能够从硫酸锌溶液中置换除掉大部分较正电性的金属杂质,且因为置换反响的产品Zn2+进入溶液而不会构成二次污染,故一切湿法炼锌工厂都挑选锌粉作为置换剂。金属锌粉被参加到硫酸锌溶液中便会与较正电性的金属离子如Cu2+,Cd2+等发作置换反响。
因Cu,Cd,Co,Ni四种金属的标准电极电位都较锌为正,但因为铜的电位较锌的电位正得多,所以Cu2+能比Cd2+,Co2+,Ni2+更简略被置换出来。在出产实践中,假如净化液中其他杂质成分能满意电积要求,那么Cu2+则彻底能够到达新液质量标准。
湿法炼锌厂浸出液含锌一般在150g/L左右,锌电极反响平衡电位为-0.752V。那么上述置换反响就能够一向进行到Cu,Cd,Co,Ni等杂质离子的平衡电位到达-0.752V时停止,即从理论上讲这些杂质金属离子都能被置换得很彻底。但这仅仅是从热力学视点经过核算得到的成果,与实践情况有很大误差。例如,从热力学数据比较,钴的平衡电位比镉的平衡电位相对较正,应当优先于镉被置换堆积,但因为Co2+复原分出的超电压较高的原因,实践上Co难以被锌粉置换除掉,乃至几百倍理论量的锌粉也难以将Co除掉至锌电积的要求。成果刚好相反,因而在出产上需求经过采纳其他的办法才干将钴从溶液中置换堆积出来。
(二)置换进程的影响要素
因为铜、镉较易除掉,故大大都工厂都挑选在同一段将铜、镉一起除掉,该置换进程受以下几个方面的影响:
1、锌粉质量
置换除Cu,Cd应当选用较为纯洁的锌粉,除了可防止带入新的杂质外,一起削减锌粉的用量。因为置换反响是液相与固相之间的反响,故反响速度首要取决于锌粉的比表面积,因而,锌粉的表面积越大,溶液中杂质成分与金属锌粉触摸的时机就越多,反响速度越快。
可是,过细的锌粉简略漂浮在溶液表面,也晦气于置换反响的进行。因为净化用锌粉在制备、储藏等进程中均不可防止地有部分表面氧化,使锌粉的置换才能大大下降,故有的工厂在净化时首要用废液将净化前液酸化,使锌粉表面的ZnO与硫酸发作反响,使锌粉呈现新鲜的金属表面,以进步锌粉的置换反响才能。应当指出,溶液酸化有必要恰当,酸度过低则难以到达意图,酸度过高则会添加锌粉耗量,一般工厂操控酸化PH值为3.5~4.0。
假如选用一次加锌粉一起除Cu和Cd,一般要求锌粉的粒度为-0.149~-0.125mm。但有的工厂因为浸出液含铜较高,故选用两段别离除铜和镉。例如比利时巴伦电锌厂,当溶液含铜超越400mg/L时,首要加粗锌粉沉铜。飞龙实业有限责任公司当溶液含铜超越500mg/L时,参加粗锌粉将铜首要堆积下来,产出海绵铜后再将溶液送至除镉工段。在单设的除镉工序则可选用粒度相对较粗的锌粉。
2、拌和速度
因为置换反响是液相与固相之间的反响,进步拌和速度有利于添加溶液中Cu2+和Cd2+与锌粉彼此触摸的时机,别的,拌和还能促进已堆积在锌粉表面的堆积物掉落,暴露出锌粉的新鲜表面,有利于反响的进行。一起,加强拌和更有利于被置换离子向锌粉表面分散,然后到达下降锌粉单耗的意图。但拌和强度过高对反响速度的进步并无显着改进,反而添加了能耗,构成净化本钱上升,因而挑选适合的拌和强度是很重要的。为了强化出产,有的工厂在净化除铜、镉时选用流态化净液槽。
锌粉置换除铜、镉时的拌和办法应该选用机械拌和,若选用空气拌和则会使锌粉表面氧化而呈现钝化现象,别的,空气中的氧会使已置换分出的铜、镉发作复溶。
3、温 度
进步温度能够进步置换进程的反响速度与反响进行的彻底程度,但进步温度也会添加锌粉的溶解以及已堆积分出的镉的复溶。所以加锌粉置换除Cu,Cd应操控恰当的反响温度,一般为60℃左右。研讨标明,镉在40~45℃之间存在同素异形体的改变点,温度过高会促进镉复溶。
4、浸出液的成分
浸出液含锌浓度、酸度与杂质含量及固体悬浮物等,均影响置换反响的进行。浸出液含锌浓度较低则有利于置换进程中锌粉表面Zn2+向外分散,但浓度过低则有利于的分出,然后增大锌粉耗费量。故出产实践一般操控浸出液含锌量在150~180g/L为宜。
溶液酸度越高则越有利于的分出,然后发作无益的锌粉损耗,并促进镉的复溶。出产实践中,为使净化溶液剩余的Cu,Cd到达净化要求,须保持溶液的PH值在3.5以上。
5、副反响的发作
虽然在浸出进程中已将大部分的AS,Sb经过共堆积的办法除掉,但仍有一定量的AS,Sb存在于浸出液中,置换进程中尤其在酸度较高的情况下,在实践溶液PH值条件下,不可防止地发作剧毒的AsH3和SbH3气体(后者很不安稳,在锌电积条件下SbH3简略分化),因而,应在浸出段尽可能将砷、锑彻底除掉。别的,在出产中应加强工作场地的通风换气,保证出产安全。
(三)镉复溶及防止镉复溶的办法
前已述及,镉的复溶与温度有很大的联系,故须操控适合的操作温度。别的,出产实践标明镉的复溶还与时刻、渣量以及溶液成分等要素有关。其间铜、镉渣与溶液的触摸时刻长短对镉的复溶影响较大。
因为置换分出的铜、镉渣与溶液触摸的时刻越长则置后液含镉越高,故净化作业完毕后应快速进行固液别离。出产实践标明,溶液中铜、镉渣的渣量也对镉复溶有很大影响,渣量越多则镉复溶越凶猛,故在出产进程中应定时整理槽罐,选用流态化净化时应尽量缩短放渣周期。
溶液中的杂质AS,Sb的存在,不只添加锌粉的单耗,也促进镉的复溶。因而中性浸出时应尽可能将这些杂质彻底除掉。此外,还需求操控好中性浸出液中Cu2+的浓度,铜离子的浓度操控在0.2~0.3g/L为宜。
为尽量防止除铜、镉净化进程中镉的复溶,出产实践中除操控好操作技能条件外,还须操控好适合的锌粉过量倍数,有的工厂在除铜、镉中将锌粉分批次投入,并在净化压滤前投入少数锌粉压槽,并经过添加铜、镉渣中的金属锌粉量来削减镉的复溶。
(四)置换法除铜、镉的首要技能条件操控
湿法冶金工厂因为质料差异原因,有的工厂浸出液含铜高,选用二段净化别离堆积铜、镉,但大部分工厂都在同一净化段一起除铜、镉。其首要技能条件列于表3。因为各厂溶液成分有差异,故置换铜镉后液成分亦有不同,且产出的铜镉渣的化学成分也不同,一般来说,铜镉渣含锌38%~42%,含铜4%~6%,含镉8%~16%。产出的铜镉渣送归纳收回铜、镉和其他有价伴生金属。
表3 置换除铜镉的首要技能条件三、有机试剂法除钴、镍
有机试剂堆积法除钴是经过试剂与溶液中钴、镍等杂质构成难溶的化合物被除掉的办法。现在在出产上使用的有机试剂除钴法有黄药除钴和α亚硝基-β酚除钴法。
四、除掉氟氯及其他杂质的净化办法
中性浸出液中的氟、氯、钾、钠、钙、镁等离子含量如超越答应规模,也会对电解进程构成晦气影响,可选用不同的净化办法下降它们的含量。
(一)除 氯
一般情况下,氯的首要来历是锌烟尘中的氯化物及自来水中的氯离子。溶液中氯离子的存在会腐蚀锌电解进程的阳极,使电解液中铅含量升高而下降分出锌等第率,当溶液含氯离子高于100mg/L时应净化除氯。常用的除氯办法有硫酸银堆积法、铜渣除氯法、离子交换法等。
1、硫酸银堆积除氯是往溶液中添加硫酸银与氯离子作用,生成难溶的氯化银堆积。该办法操作简略,除氯作用好,但银盐报价昂贵,银的再生收回率低。
2、铜渣除氯是根据铜及铜离子与溶液中的氯离子彼此作用,构成难溶的氯化亚铜堆积。用处理铜镉渣出产镉进程中所产的海绵铜渣(25%~30%Cu、17%Zn、0.5%Cd)作沉氯剂。进程温度45~60℃,酸度5~10g/L,经5~6h拌和后可将溶液中氯离子从500~1000mg/L降至100mg/L以下。
3、离子交换法除氯是运用离子交换树脂的可交换离子与电解液中待除掉的离子发作交互反响,使溶液中待除掉的离子吸附在树脂上,而树脂上相应的可交换离子进入溶液。国内某厂选用国产717强碱性阴离子树脂,除氯功率达50%。
(二)除 氟
氟来历于锌烟尘中的氟化物,浸出时进入溶液。氟离子会腐蚀锌电解槽的阴极铝板,使锌片难于剥离。当溶液中氟离子高于80mg/L时,须净化除氟。一般可在浸出进程中参加少数石灰乳,使氢氧化钙与氟离子构成不溶性氟化钙(CaF)再与硅酸聚合,并吸附在硅胶上,经水淋洗脱氟便使硅胶再生。该办法除氟率达26%~54%。
因为从溶液中脱除氟、氯的作用欠安,一些工厂选用预先火法(如用多膛炉)焙烧脱除锌烟尘中的氟、氯,并一起脱砷、锑,使氟、氯不进入湿法体系。
(三)除钙、镁
电解液中K+,Na+,Mg2+等碱土金属离子总量可达20~25g/L,假如含量过高,将使硫酸锌溶液的密度、粘度及电阻添加,引起沉清过滤困难及电解槽电压上升。
溶液中的K+,Na+离子,假如除铁工艺选用黄钾铁矾法沉铁,它们参加构成黄钾铁矾的反响而随渣排出体系。例如日本安中锌冶炼厂经黄钾铁矾沉铁后,溶液中钾、钠离子由本来的16g/L降至3g/L。
锌电积时,镁应操控在10~12g/L以下,镁浓度过大,硫酸镁结晶分出而堵塞管道及流槽。大都工厂是抽出部分电解液除镁,换以含杂质低的新液。
1、法除镁 用25%的中和中性电解液,其组成为(g/L):Zn130~140,Mg5~7,Mn2~3,K13,Na2~4,CL0.2~0.4,操控温度50℃,PH=7.0~7.2,经1h反响,锌呈
碱式硫酸锌[ZnSO4·3Zn(OH)2·4H2O]分出,堆积率为95%~98%。杂质元素中98%~99%的Mg2+,85%~95%的Mn2+和简直悉数的K+,Na+,CL-离子都留在溶液中。
2、石灰乳中和除镁 印度Debari锌厂每小时抽出4.3m3废电解液用石灰乳在常温下处理,堆积出氢氧化锌,将含大部分镁的滤液丢掉,可阻挠镁在体系中的堆集。或在温度70~80℃及PH=6.3~6.7条件下加石灰乳于废电解液或中性硫酸锌溶液中,可堆积出碱式硫酸锌,其成果是70%的镁和60%的氟化物可除掉。
贵液电解方法和条件
2019-03-06 09:01:40
贵液的电解办法有间歇循环作业法和接连流水作业法。
间歇循环法,是将一批贵液泵入高位槽,使它能自流一起进入电解槽的各阴极室中,各阴极室排出的溶液再经离心泵或空气进步器抽送高位槽。溶液在闭路循环中电积至规则的金、银浓度后,废液回来制造解吸液用,然后再进行第二批贵液的电积。故此进程属分批间歇性作业。
接连流水法是将贵液抽送高位槽,并自流从一个电解槽的阴极室进入另一槽的阴极室,经串联的各阴极室电积提取金、银后的溶液直接回来用于制造解吸液用。运用这种办法,贵液在电积进程中顺流经过,可完成接连作业。
间歇循环法和接连流水法所根据的原理根本相同。但因接连流水法能与树脂解吸进程贵液的接连排出相适应,故而得到广泛应用。
贵液电积提金的首要工艺参数有电流密度、溶液温度、流速和槽电压等。在正常条件下,电流密度决议阴极金属堆积速度和堆积量。一般运用的电流密度为20~50A∕m2。实践证明,电流密度由20A∕m2添加至60A/m2时,贵金属在阴极的堆积速度与电流密度的添加成正比联系。但当电流密度超越60A∕m2后,电流效率则呈现下降,并会大大添加电能和阴、阳极材料的耗费。
电积进程中,跟着电解液温度的进步,金在阴极的堆积速度加速。当液温由25℃上升至50℃时,金的堆积速度约添加1.9倍。
因为加大溶液流速,能进步电积进程的速度。在这方面,间歇循环法不受树脂解吸进程中贵液接连排出量的约束,它比接连流水法易于进步溶液的线速度。
出产实践证明,恰当进步电流密度、溶液温度和流速,可使金、银的堆积速度进步3~5倍。正常条件下,金在阴极分出的电位为+0.2V。
镍电解阳极液净化的概述
2019-01-25 15:50:07
硫化镍直接电解阳极化学成分是复杂的,由于熔铸阳极的原料是二次镍精矿和,因此不可避免含有大量的杂质,如铁、铜、钴、铅、锌等。杂质在硫酸盐和氯化物体系的电解液中,与外长一道溶解进入溶液。由于镍电解的阴极过程本身脱除杂质的能力有限,为了防止杂质元素在阴极上析出,产出合格电镍,在生产上采用隔膜电解槽,将阴极液和阳极液分开,同时,阳极液必须经过净化处理,除去杂质,得到相当纯净的电解液(阴极液)才能送去电解。硫化镍阳极电解精炼的阳极液和阴极液的化学成分如下表所列。
表9—1 硫化镍直接电解的阳极液和阴极液的化学成分(g/L)工厂电解液NiCuFeCoZnPbPHⅠ工厂阳极液
阴极液﹥70
﹥700.4~0.8
≤0.0030.2~0.6
≤0.0040.1~0.25
≤0.0020.001~0.0015
≤0.000350.001~0.002
≤0.00031.5~2
4.6~5.0Ⅱ工厂阳极液
阴极液﹥60
60~650.9~1.0
0.00030.1~0.3
0.00060.1~0.6
0.0015﹤0.0015
0.00030.002~0.004
0.000082.5~3
2~2.5Ⅲ工厂阳极液
阴极液﹥60
60~700.4~0.6
﹤0.00030.06~0.1
﹤0.00050.06
﹤0.0010.0004~0.0006
﹤0.00030.007~0.008
﹤0.000051.5~2
2~2.5 工业上使用的电解液净化方法有离子沉淀法、置换法、有机溶剂萃取和离子交换法等。
硫酸锌溶液的电解沉积
2019-03-04 11:11:26
在ZnSO4和H2SO4水溶液中,选用Pb-Ag合金为阳极,纯铝作阴极,通以直流电进行电解,在阴极分出锌,在阳极发作氧气,与此一起,湿法炼锌工艺锌焙砂浸出进程所耗费的硫酸在此电解液中得到再生。
一、锌电解液成分及锌电积出产进程
(一)锌电解液
锌电解液除首要成分硫酸锌、硫酸和水外,还存在少数杂质金属的硫酸盐及部分阴离子(首要为氯离子和氟离子)。现在锌电解液中锌的浓度一般动摇在40~60g/L规模内,而硫酸浓度则趋于逐步进步,已从110~140g/L进步到170~200g/L。关于杂质的含量各厂也有不同要求。加拿大一家锌厂在进行改造时曾做过查询,为了习惯电流密度大幅度进步,对电解液中杂质含量(mg/L)要求更严厉:
Cd<0.3,CO<0.3,Sb<0.03,Ge<0.03,Fe<10,CL<50~100,F<10,Mn<1.8g/L
(二)锌电积出产进程
硫酸锌溶液的电积进程是将现已净化好的硫酸锌溶液(新液)以必定份额同废电解液混合后接连不断地从电解槽的进液端送入电解槽内。
铅银合金板(含银量约1%)阳极和压延铝板阴极,并联交织悬挂于槽内,通以直流电,在阴极分出金属锌(称阴极锌或分出锌),在阳极则放出氧气。跟着电积进程的不断进行电解液含锌量逐步削减,而硫酸含量则逐步增多,为确保电积条件的安稳,有必要不断地弥补新液以坚持电解液成分安稳不变。电积必定时刻后,提出阴极板,剥下压延铝板上的分出锌片送往熔铸工序。二、锌电积进程的理论基础
锌电解液的首要成分是硫酸锌、硫酸和水,当通以直流电时带正电荷的离子移向阴极,带负电荷的离子移向阳极,并分别在阴、阳极上放电。
阴极首要反响: Zn2++2e=Zn
阳极首要反响: 2OH--2e=0.5O2+H2O(或H2O-2e=0.5O2+2H+)
电极进程总反响: ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+0.5O2
三、锌电解车间的首要出产设备及安置
(一)电解槽
电积锌用的电解槽是一种长方形的槽子。各电锌厂用的电解槽巨细不必定相同,制作电解槽的材料也不尽相同,有木质电解槽、钢筋混凝土电解槽、塑料电解槽、玻璃钢电解槽等。
(二)阳 极
现在电积锌运用的阳极有铅银合金阳极、铅银钙合金阳极、铅银钙合金阳极等。某厂运用的阳极大部分为铅银合金阳极(含银约1%),小部分为低银铅钙合金阳极。铅银合金阳极制作工艺简略,但造价较高,这首要是因为这种阳极含银较高(约1%)。
低银铅钙合金阳极具有强度高,耐腐蚀,运用寿命长,造价较低(含银仅为0.2%左右)等长处,这种阳极现正被愈来愈多的电锌厂所注重,但其制作工艺较为杂乱。
阳极由阳极极板和导电棒组成。导电棒质料为紫铜。为使阳极板与导电棒触摸杰出,在铸造阳极时,导电棒的包铸铅与极板一起浇铸,仅显露导电棒两头的铜导电头。这样还可防止硫酸铜进入电解槽而污染电解液。导电棒端头紫铜显露的部分称为导电头,与导电板搭接。阳极板的两个侧边嵌在导向架上的绝缘条内,它可加强板的强度,防止极板间触摸短路。绝缘条的质料也为硬PVC(聚氯乙烯)。极板用铅银合金压延板,强度较低。阳极上有一些小的圆孔,以减轻极板的分量及改进溶液循环。
(三)阴 极
阴极由极板、导电棒、导电头和阴极吊环组成。阴极板是用厚6mm的压延铝板制成,表面润滑平直,阴极尺度一般比阳极宽10~40mm,这是为了削减阴极边际构成树枝状分出锌。导电棒用硬铝制成,上部焊接有两个阴极吊环,供出装槽用。极板焊接在导电棒上。导电头是一小块8mm厚紫铜板,用特殊工艺铸在硬铝内,然后焊接在导电棒端头,导电头紫铜显露的部分与导电板搭接。阴极板和阳极板相同,两个侧边嵌在导电架上的绝缘条内,以防止分出锌包边给剥锌带来不方便,别的还可防止阴极短路。
(四)电解液冷却设备
在锌电积进程中,因为电解液电阻存在会发作电热效应,使电解液温度不断升高,引起阴极上氢的超电压减小,锌从阴极上的溶解速度增大,杂质的可溶性添加,然后加重了杂质的损害,使电流效率下降。
别的,过高的槽温使硬PVC电解槽变形乃至损坏。为坚持电解槽的热平衡,确保安稳的电解液温度,有必要设置电解液冷却设备,一般有蛇形冷却管、空气冷却塔和真空蒸腾冷冻机等。某厂电解液冷却选用空气冷却塔,这是因为该区域年均气温较低,空气湿度小,且这种冷却设备出资少,操作维护简洁,能耗小。
空气冷却塔是会集冷却电解液的设备。电解液从上向下流经冷却塔,从塔的下部强制鼓入凉风。凉风与电解液呈逆流运动,蒸腾水分,带走热量。冷却后的电解液和新液混合再参加电解槽,添加了电解槽内的循环量,然后到达电解进程所要求的温度条件。
四、锌电解的正常操作
(一)装出槽及槽上操作
1、罢工(泊车)及开工(开车)
这儿所指的罢工和开作业业是指方案停产检修前和检修后的作业。因而,在罢工前就要为开工做好必要的预备作业,以确保开工的顺利进行。
(1)罢工(泊车) 罢工包含预备、出槽压减电流、阴阳极板处理和电解槽的整理。
①罢工前预备作业 首要要紧缩体系溶液体积,确保一个系列的电解槽可以倒空。预备好足够的新阳极以便替换不能持续运用的阳极板。预备好足够的导向架、绝缘条,以便在掏槽进程中对已损坏的导向架进行替换。
②出槽 在罢工前先取出槽内部分阴极板,并相应压减电流。一般先取出一吊阴极(18~24片),槽内留有18~24片阴极,并将锌片剥下,削减的阴极板排放规整备用。减板收电流作业完结后方可中止循环并断开电源,然后赶快取出悉数阴极板。
③阴阳极板处理 在阴极板悉数取出后,将阴极锌片悉数剥下,阴极板排放规整备用。将悉数的阳极板逐片吊出,铲除板面上粘附的阳极泥,平坦、擦洁净导电头,替换不良极板,待电解槽整理作业完结后再装回电解槽。
④电解槽的整理 拔出电解槽的底塞,将槽内阳极泥放出,并完全将电解槽内壁及导向架上粘附的阳极泥及结晶物整理洁净,用水冲刷备用。最终将槽间导电极擦拭洁净,并将整理洁净的阳极装入整理洁净的电解槽中。
(2)开工(开车) 开工包含预备、灌液检漏、装阴极板和通电镀膜。
①预备作业 首要对悉数阴极板进行平坦,清洗研磨,并把导电头冲洗洁净,然后进行槽面备板作业,每槽备足18~24片阴极并规整放置在槽面上。
②灌液检漏 一个系列检修和掏槽结束后,对另一系列的电解废液及该系列贮存的新液进行质量查看,证明合格后再均匀补入电解槽内,并进行检漏,对漏液的溜槽、管线、电解槽及分配槽进行处理。
③装阴极板 待补液及检漏作业结束后,将放置在槽面的阴极板敏捷装入电解槽内。
④通电镀膜 阴极板装好后便可送电,电流逐步增大,使阴极电流密度达400~500A/m2,经2~4h,待阴极板上镀有一层锌后,便可进行阳极镀膜,下降电流密度到40~60A/m2。阳极镀膜是在低温、低电流密度的电解条件下,使阳极产出的氧气与铅阳极表面反响,生成一层膜,然后维护阳极不被硫酸溶液腐蚀。镀膜的技能条件:电解液含酸(H2SO4)25~30g/L,温度20~30℃,时刻24h。镀膜期间可连续循环电解液,今后连续升高电流,使之到达正常出产规则的电流密度,并加大循环量,待分出锌到达必定厚度后便出槽剥锌。
2、槽上操作
确保较大的电解液循环流量,且各槽流量均一,是获得好的技能经济目标的条件之一。大循环流量关于消除锌离子贫化具有重要意义,并且对槽温操控带来便当。
电积锌出产中要坚持电解液中必定的锌、酸含量,在实践进程中,经过化验分析电解废液中的锌、酸含量,核算酸锌比作为操控依据,酸锌比一般操控在3.0~4.0之间。含酸偏高而含锌偏低时应加大新液添加量,反之应减小新液量。现在,某厂正在试用电解液锌、酸含量核算机主动检测仪来替代人工化验,以便完结酸锌比的平稳操控。
电解槽温是首要的技能操控条件之一。一般用酒精温度计在槽内直接测定。槽温一般操控在36~42℃之间。当单个槽温高时,应查看该槽流量是否偏小,或许极板是否触摸短路及有否烧板现象。若遍及温度高,应查看冷却塔是否正常,混合液份额是否恰当,并查看电解液的质量等。
3、出装槽操作及极板的处理
锌电积出装槽操作是指在作业期间内(一般出装槽周期为24h),将阴极提出剥离分出锌,再把阴极铝板装入槽的进程。因为是不停电作业,故阴极提出是分批进行的。某厂电解车间装槽是每槽分两次。每次出一半阴极板,即车间行车吊一次,并且是间隔一块提出。当榜首吊装槽后,仔细查看导电,确保导电杰出后方可提出第二吊,以防断电。
出装槽要做到敏捷精确,不错牙,极板不歪斜,不触摸阳极,导电头要烫洗(或擦拭)洁净,使导电杰出。极板要仔细处理,使其正派不带锌。对板上带有的尘垢物要用刷板机清刷洁净。导电头及导电板坚持亮光,对发黑的有必要及时整理或替换。对阳极板也要定时清刷表面上的阳极泥,以削减阴、阳极触摸短路并防止部分电流密度增大,阳极溶解,导致污染电解液。某厂处理阳极周期一般为30~40天,操作办法有两种,一是停产掏槽时悉数拔出阳极进行整理,二是在出产进程中逐槽逐片进行整理。整理时力求不损坏阳极表面的氧化膜。
(二)剥 锌
剥锌的首要任务是将分出锌从阴极铝板上剥离下来,送往熔铸工序铸成锌锭。出槽时须仔细调查分出锌表面状况,对包边板或触摸点作好符号,出槽后及时处理。对包边板的绝缘条要及时替换。剥锌困难时,在出槽前1~5mIn可分槽参加,其量以坚持槽内电解液含锑到达0.12mg/L为宜。剥锌后应将铝板平坦清刷,到达重装电解槽的要求。现在国内均为人工剥锌,劳作强度较大。
(三)电解液的循环和冷却
现代锌电积出产车间供液多选用大循环制,即从电解槽溢流出的废电解液先集合于废液溜槽,再流入循环槽及废液槽,一部分废液(循环槽内的废电解液)与新液混合,其体积比为5~251,混合后送至冷却体系冷却,然后经过供液溜槽分配给电解槽,一小部分废液(废液槽内的废电解液)回来浸出车间作溶剂。
电积锌进程中,在直流电效果下会发作电热效应,使电解液温度逐步升高,乃至超越电解进程所规则的答应温度(35~45℃),为确保电解进程所需的正常温度条件有必要对电解液进行冷却。电解液经冷却体系冷却,温度下降,且因为水分蒸腾,溶液浓缩,使溶液中的硫酸钙、硫酸镁以白色通明的针状结晶分出,牢固地集合在管道、溜槽、冷却体系等设备内壁,构成结构细密的结晶物,影响电解液的正常循环及冷却效果。因为在酸性溶液中硫酸钙的溶解度在29℃时为最低,因而,电解液冷却后的温度一般操控为33~35℃。
(四)酸雾的发作与电解车间的通风
电解进程中释出许多的氧气和少数的,它们逸出时会带出电解液而构成酸雾,影响人的呼吸道与皮肤,腐蚀人的牙齿,对人体健康带来损害,对厂房及设备也均有腐蚀效果,尤其是选用高电流密度出产更为严峻。因而,要求电解厂房内空气含酸雾微粒最高不能超越0.02mg/L,硫酸锌(ZnSO4)最高不超越0.04mg/L。为了减轻其损害,一般工厂都采纳办法加强厂房通风,下降槽上操作人员地点点的酸雾含量。此外,在出槽期间往槽内参加皂根粉,使之构成泡沫层,按捺酸雾的逸出,这一办法也是非常有用的,但简略发作“放炮”现象,给工人操作带来不方便。对厂房和设备也应采纳防腐办法,以延伸其运用寿命。
(五)锌电积进程的毛病及处理
1、锌烧板的原因及处理
在电解进程中,阴极分出的金属锌因出产毛病或出产技能条件操控不妥而从头溶解的现象称之为烧板。在锌电积时,因为操作不细,构成铜导电接头的污染物掉入槽内,或添加过量,使单个槽内的电解液含铜、锑升高构成烧板;别的,因为循环液进入量过小,槽温升高,使槽内电解液含锌过低,硫酸含量过高,均会发作阴极返溶。处理办法是加大循环量,将含杂质高的溶液替换出来,这样可下降槽温,进步槽内锌含量、削减返液。特别严峻时还需求当即替换槽内的悉数极板。
2、遍及烧板
遍及烧板多是因为直销的新液含杂质超越答应含量,应当即加强净化液的分析和操作,以进步净化液质量,严峻时还需查看质料,强化浸出操作,加强净化水免除杂质,恰当添加浸出液加铁量等。一起应恰当调整电解条件,如加大循环量、下降槽温文溶液酸度(即进步含锌量)也可起到必定的缓解效果。
3、电解槽俄然停电
俄然停电一般多属事端停电。若短时刻内可以康复,且设备(泵)还可以作业时,应向槽内加大新液量,以下降酸度削减阴极锌溶解。若短时刻内不能康复,应安排力气赶快将电解槽内的阴极悉数取出,使其处于停产状况。特别要注意的是,停电后,电解厂房内禁止明火,防止电解槽面分出的爆破与着火。另一种状况是低压停电(即作业设备停电),首要应下降电解槽电流,电解液可用备用电源进行循环;若长时刻不能康复出产时,还需从槽内取出部分阴极板,以防因其他岗位缺电,供不上新液而停产。
4、电解液中止循环
电解液中止循环即对电解槽中止供液,这必然会构成电解温度和酸度升高,杂质损害加重,恶化现场条件,电流效率下降并影响分出锌质量。中止循环的或许原因:一是因为供液体系设备出毛病或需暂时检修泵和供、排液溜槽;二是低压电停电;三是新液求过于供或废电解液排不出去。这些多属方案内的原因,事前应加大循环量,进步电解液含锌量,下降电解槽供电电流,恰当下降电流密度,以习惯中止循环的需求,但持续时刻不能过长。
5、电解槽严峻漏液
正常出产进程中,当单个电解槽发作严峻漏液时,应对漏液电解槽地点的一组电解槽进行横电(短路),以便对漏液电解槽进行恰当的处理。首要用钢丝刷子擦亮窄路导电板和宽型导电板的触摸面,将短路导电板预先摆放好,用吊具吊到该槽组的两头,短路导电板与槽间导电板之间须垫绝缘磁砖。告诉整流所停电,承认停电后,取出漏液电解槽悉数阴极板,分别将两段短路导电板以及短路导电板与宽型槽间导电板卡紧,使该槽组短路,完结以上作业后告诉整流所进步电流。拔出放液铅塞,对漏点进行处理,处理结束后塞好铅塞,加满电解液后告诉整流所停电,承认停电后,撤除横电板,补齐槽内阴极板,承认导电后,告诉整流所逐步将电流升到额定值。
五、锌电解出产的首要技能条件与目标分析
(一)电锌质量
电锌质量首要是指分出锌的化学成分。在出产实践中,为了下降分出锌杂质含量,进步电锌等级,除加强溶液的净化操作外,还应采纳下列办法:
1、下降电锌含铜 首要从两方面着手,一是严厉要求新液含铜小于0.5mg/L;二是加强电解槽上操作,根绝含铜物料进入电解槽中污染电解液。
2、下降电锌含铅 其办法一是使电解液含锰离子坚持在3~5g/L;其二是将槽温操控在35~40℃;其三是恰当参加碳酸。别的,还要严厉执行掏槽准则和阴、阳极的平坦准则。
3、下降电锌含铁 首要是严厉操控熔铸工序操作,尽量防止运用铁制东西;严厉操控熔铸温度不超越500℃;严厉操作和办理,根绝铁质东西和机件掉入熔炉内。
(二)电流密度与电流效率
1、电流密度
在锌电积进程中,电流密度(面积电流)的正确挑选对电锌产品质量和电能耗费有重要意义。国际各锌厂选用的电流密度差异较大,动摇在200~1100A/m2之间。在相同条件(酸度、温度、极距)下,电流密度每添加100A/m2,因为溶液电阻增大使电压丢失添加0.17V(占5.3%)。故20世纪70年代以来建造的电锌厂,所选用的电流密度动摇规模大大缩小,一般为300~700A/m2。另一方面因电力公司供电选用电网峰谷负荷不一起段不同电价,因而有些工厂在低谷负荷时段选用高电流密度出产,而在顶峰负荷时段选用低电流密度出产,以节省本钱。
2、电流效率
电流效率是指实践产出锌量与理论分出量比较的百分数,用以下公式标明:
η=m/q×I×t×N×100%
式中 η———电流效率,%;
m———分出锌实践产值,g;
q———电化当量,1.2202g/(A·h);
I———电流,A;
t———电解时刻,h;
N———电解槽数目。
电流效率是电积锌出产的一项重要技能经济目标,一般为85%~94%。影响电流效率的要素许多。
(1)电解液中锌酸含量 跟着电解液中锌含量的下降,相应地含酸量增多,然后引起锌的电流效率下降。
(2)阴极电流密度的影响 跟着电流密度的添加,氢的超电压增大,一般来说对进步电流效率是有利的。但必定要有相应的电解液成分和较低的温度条件相配合,不然电流效率不光不能进步,反而会下降。
(3)电解液温度的影响 在必定酸度下,电流效率随温度的升高而下降。这是因为氢的超电压随温度的升高而减小,杂质引起的烧板及锌的返溶随温度的升高而加重所构成的。因而锌电积有必要有冷却办法,确保电积进程中对电解液温度的技能要求。
(4)电解液纯度的影响 如前所述,比锌更正电性的金属杂质,如铁、镍、钴、铜、砷、锑和锗的存在,大都引起烧板、锌返溶或因阴、阳极之间发作氧化-复原类反响而下降电流效率。故应严厉操控净化液质量,进步净化深度。
(5)阴极表面状况的影响 假如阴极分出锌表面粗糙或呈树枝状就会增大阴极面积,使氢的超电压下降,会下降电流效率。有时还会呈现触摸短路。向电解液中参加适量的质量好的胶有利于改进分出锌表面状况,进步电流效率。
(6)电积周期的影响 电流效率跟着分出时刻的延伸而下降,这与分出状况有关。但时刻太短,出装槽频频,劳作量大,阴极板耗费添加。一般分出周期为24h。
综上所述,为进步电流效率应发明下列条件:不断进步电解液纯度;合理挑选并操控好电解液锌、酸含量,合理的电流密度和分出周期;坚持较低的电解温度;恰当参加胶;削减漏电,做到绝缘好;坚持现场枯燥清洁;加强操作,及时处理触摸短路。
(三)槽电压与电能耗费
1、槽电压 是指电解槽内相邻阴、阳极之间的电压降,可直接用直流电压表测出。在出产上,一般用电源总电压除以串联总槽数所得的商来标明。槽电压改动在3.2~3.6V之间。槽电压是由硫酸锌的分化电压、战胜电解液电阻的电压降、阳极电压降、阴极电压降、阳极泥电阻的电压降等五项组成。硫酸锌的分化电压占槽电压的78.30%,电解液的电压降占12.13%。电极极化首要由电极表面上离子浓度改动所构成的,因而在设备条件必定的状况下对槽电压巨细有决议性影响的要素就是极间间隔、电流密度、电解液的酸度和温度、导体接头状况以及其他要素,缩短极距可以大大下降槽电压,然后削减电能耗费,但极距过小对操作晦气,还易发作短路。如某厂电解槽内的极间间隔为75mm。
2、电能耗费 是指每出产1t分出锌所耗费的电能,单位为KWh/t。它是电积出产中一个重要的技能经济目标。
六、阴极锌熔铸
电解堆积分出的阴极锌片尽管化学成分已合格,但大块薄片及其表面状况不宜作为产品运送和贮存。因而,阴极锌片要进行熔化铸锭才可作为制品出厂。熔锌所用设备首要有反射炉及感应电炉两种,因为感应电炉不必燃料,炉内锌氧化少,锌直收率高,因而被广泛选用。
(一)阴极锌熔铸的出产进程
阴极锌熔铸进程是在熔化设备中将阴极锌片加热熔化成锌液,参加少数氯化铵(NH4CL),拌和,扒出浮渣,锌液铸成锌锭。首要操作在于合理运用感应电炉。
1、熔锌工频感应电炉的开停炉
熔锌工频感应电炉开炉有固体开炉和液体开炉两种办法。前者预备作业简略,但牢靠性差;后者开炉预备作业杂乱,但开炉牢靠。
开炉前的预备作业:①备齐正常出产时所需用的悉数东西;②全面查看设备是否完好适用,特别要要点查看电气设备的安全;③烘炉前应将炉子清扫洁净;④在熔池内铺1~2层锌锭与锌环触摸,构成闭合回路,以扩展锌环的散热面积和尽或许减小变压器与炉膛的温度差;⑤烘炉前除加料口外,应做好炉门的密封作业,以防散热过多。
烘炉和开炉:新筑电炉天然枯燥35d,用串联或并联替换联接的办法在熔池内设置电热器,升温坚持300℃以下加热烘烤10~13d,在此期间,炉子变压器是低压送电。要求变压器室温度与炉体温度坚持平衡。电热烘炉13d待锌环温度到300℃时再撤走炉内电热器,用炉子变压器升温直至锌环的熔点。当锌环开端熔化则当即将过热锌液倾入炉内并转入高功率电压级,随温度升高,逐步参加阴极锌片,将炉子熔池灌满,开炉即告结束。
开炉注意事项:依据国外电炉出产经历,升温速度为1.5~2℃/h。我国电炉出产实践标明,升温速度可为5~15℃/h。升温要陡峭,不能动摇太大。往往因为炉温时高时低,因炉衬的膨胀系数不同,简略构成炉壁裂缝和锌环开裂,尤其是在100~300℃之间,即锌环熔化前要特别注意锌环的升温。当熔沟挨近419.58℃时,若发现电流表上的指针频频摇摆,应当即将过热锌液倾入炉内,并相对进步功率电压级送电。视温度改动状况逐步参加小批量阴极锌片,直到装满炉膛停止。电压持续上升,即可转入低才能出产。
在接到暂时停炉告诉时,首要将炉内温度尽或许进步,新炉可坚持1h,旧炉可坚持40min。当康复送电时,应先从较低电压逐步进步,防止二次线圈电路堵截或熔沟崩裂。若停电时刻较长,首要应尽或许将熔池内的锌液铸锭,之后封堵各进、出料口,保温。如要停炉大修,则需把锌液悉数放出。
2、正常操作
当开炉结束转入正常操作后方可进料熔化。首要将阴极锌片吊运到加料口平台上,预热除掉水分。每8~15min均匀参加一垛约70mm厚的阴极锌片,以坚持炉温与熔池锌液面的安稳。阴极锌在电炉熔池内熔化进程中会构成浮渣。浮渣为氧化锌与锌液的混合物,为使锌液从浮渣中别离出来,下降浮渣率,进步锌直收率,在拌和时参加适量的氯化铵。依据阴极锌片的质量及炉内渣层的厚度等状况,每隔2h左右进行一次拌和扒渣。扒渣时动作要轻、慢,扒到炉门稍停顷刻,以削减随浮渣带出来的锌液。每次扒渣后要在炉内残留少数(厚1~2Cm)的渣层,以维护锌液不被氧化。浮渣送出另行处理。
锌液浇铸机有机械浇铸和人工浇铸两种。机械浇铸设备有直线浇铸机和圆盘浇铸机。
(二)感应电炉熔铸锌的出产技能条件及其操控
1、熔锌温度
为确保锌熔铸进程正常操作,有高的产品质量和较低的浮渣率,应严厉操控熔锌温度。熔锌炉炉膛温度愈高熔锌才能愈大,且排出炉外的烟气含热量高,热效率低,炉温增高会加重锌液氧化,添加浮渣及烟尘量,下降锌的直收率。为防止锌液的氧化,炉内应为复原气氛,坚持微正压,操控适宜炉温,以进步炉子的出产才能和锌的直收率。一般进料前熔池锌液温度操控在500℃左右为宜。
2、液面操控
参加熔锌炉的阴极锌是凭借熔融锌的物理热而熔化的,因而,熔池内有必要坚持必定量的锌液,使阴极锌浸没于锌液中。浇铸进程中熔池内锌液面可操控在低于浇铸口30~100mm。熔锌炉出产运用必定时刻后,要铲除粘结在炉壁上的炉结,一般清炉周期为10~20d,每次清炉时刻为3~8h。
3、熔铸锌的直接回收率
熔铸锌的直接回收率受阴极锌质量、加料办法、加温办法和操作状况等要素的影响。关于熔锌反射炉,因为阴极锌结构疏松,含水量高,进炉阴极锌未悉数浸没于锌液中,直接与火焰触摸,会添加锌的氧化和浮渣量;假如氯化铵参加不妥,拌和不完全,扒渣时温度过低都会构成渣、锌别离欠好,渣带走锌量增多,这些要素均会下降锌直接回收率。熔锌电炉的直接回收率一般为96%~97.5%。不管选用反射炉仍是电炉哪种熔锌设备都要发作浮渣,这是因为从炉门进入炉内的空气或焚烧发作的废气CO2以及阴极锌片带入的少数水分,会使炉内的锌液氧化生成氧化锌,生成的氧化锌以一层薄膜状包裹一些锌液滴,构成小粒状的氧化锌与金属锌的混合物,即为浮渣(其间含锌80%~85%),浮渣越多,熔铸时锌的直收率越低。
浮渣的产出率与熔铸设备、熔铸温度、阴极锌的质量有关。当选用感应电炉熔铸时,因为不必燃料,炉内锌的氧化少,因而浮渣的产出率比反射炉低,锌的直收率高。一起,电炉同反射炉比较能耗较低(一般吨锌耗电为100~120KWh)、劳作条件好、操作条件易于操控。
国内外均用电炉熔铸替代了反射炉熔铸。反射炉熔铸只在一些小厂运用。
为了下降浮渣产出率和下降浮渣含锌,熔锌时参加氯化铵,它的效果是与浮渣中的氧化锌发作如下反响:
ZnO+2NH4CL=ZnCl2+2NH3↑+H2O↑
生成的ZnCl2熔点低(约318℃),因而损坏了浮渣中的ZnO薄膜,使浮渣颗粒中被夹持的锌液滴显露新鲜表面而聚组成锌液。
4、质量操控
锌锭产品要求表面光洁,没有飞边、毛刺、冷隔层、夹渣、气孔等缺点。物理质量的操控首要在于设备的调整和出产操作,影响要素首要有:
(1)锭模 锭模型腔的形状、尺度和结构不只决议锌锭的形状、尺度,也决议铸锭的质量。因为液态金属在模内的凝结不完满是自下而上顺次进行的,铸锭的方向性结晶倾向较差,构成铸锭的缩孔和偏析较大。加之液态金属吸附气体、氧化和对铸模型腔底部表面的冲击引起铸模老化,然后影响铸锭表面光洁,乃至呈现严峻的“麻点”,锭模上下尺度不妥也会构成严峻飞边、毛刺。因而对锭模的结构要合理挑选,锭模质料应具有高的热导性、小的热膨胀系数、较低的弹性模数和较高的机械性能。为防止金属与模壁相互效果和粘结,防止金属的二次氧化和发作气孔,改进铸锭表面质量,运用进程中锭模表面应常常涂刷涂料并定时清洗。
(2)浇铸和冷却 烧铸温度过高、过低都对物理质量有影响。温度过高不易冷却,铸锭在运动中呈现飞边、毛刺和缩孔;温度过低简略发作冷隔层和夹渣。冷却办法尤其是冷却介质数量的多少也会影响物理质量。冷却风量大,铸锭双面发作波纹;冷却风量小,不易冷却。冷却水量大,不能雾化,铸锭发作缩孔;水量小也不易冷却。
(3)锭机运转 锭机运转不平稳也会构成表面波纹和飞边毛刺。
硫酸法钛白粉的生产--钛液的水解(五)
2019-02-15 14:21:24
二十八、沉降率及其测定办法、衡量水解好坏的办法 偏钛酸粒子在水解后浆液中沉降速度的快慢程度称为沉降率。它是反映水解好坏和偏钛酸粒子巨细的一个值。沉降率高,偏钛酸粒子的粒度就细;沉降率低,偏钛酸粒子的粒度就粗。 测定沉降率的办法如下:量取125mL水解浆液,加人带磨口塞的500mL量筒内,加水至500mL,充沛摇匀,静置1h,记载沉降浆液液固界面处的刻度(mL),即为沉降率。 衡量水解的好坏,一般用水解率、沉降率、过滤速度三种办法,前两种办法前面已有论述。过滤速度是量取定量的水解后浆液,在布氏漏斗中抽滤,测其抽干的时刻,以秒核算。若抽滤时刻长,阐明过滤速度慢,遇此状况,可在所抽取样品对应的那锅水解浆液中参加少数甲基化改性的聚酞胺沉降剂进行处理。 二十九、各水解要素对水解率和产品质量的影响 各水解要素对水解率和产品质量的影响见表3。
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硫酸法钛白粉的生产--钛液的水解(四)
2019-02-15 14:21:24
十八、选用加压法水解时,操控钛液F值偏大能够进步产品质量 有些钛厂,在偏钛酸的水洗时,后期恰当地参加少数硫酸,使洗水坚持在pH值≥1.5,这对避免铁离子的水解、进步水洗功率和进步产品白度都有优点。有材料标明,用倾泻法水洗5次,干基偏钛酸仍含Fe203 5%,而用含1%硫酸的水洗4次,其Fe203含量就下降到2%,可见酸性水能够加速水洗。而操控钛液F值偏大,会使钛液的酸度增大,本身就起到了不用外加酸而又相当于加了硫酸的效果,到达了像外加酸相同的效果,使偏钛酸的水洗速度加速,然后使制品白度进步。 要是钛液的F值低,钛液的稳定性差,胶体杂质多,不只沉降困难,并且一些胶体杂质在水解前本身已成了结晶中心,在水解时这些不规矩的结晶中心起到不良效果,使得到的偏钛酸粒子不均匀,简单吸附较多的杂质,不只使偏钛酸的水洗时刻延伸,在缎烧时粒子还会简单烧结,使终究产品的白度、消色力和涣散功能下降。而F值操控偏大,钛液的稳定性进步,这样就不简单呈现前期水解现象,钛液中胶质少,到水解时构成不规矩的结晶中心少,制得不均匀的偏钛酸粒子少,吸附的杂质少,乃至由于F值偏,其酸度较大,还能溶解偏钛酸中的一些非钛杂质,而其偏钛酸粒子的粒度并不细。这样不只水洗简单,并且在锻烧时也没有呈现过粒子烧结的现象。使制得的钛的功能比较好。这样就有利于钛质量的进步。表2中的有关数据也能够阐明操控钛液F值偏大,钛液的有用酸偏高,游离酸偏高产品的消色力会大大进步。表2 游离酸、硫酸亚铁和消色力的联系TiO2含量/(g/L)207.7207.7207.7H2SO4含量/(g/L)19.6127127FeSO4含量/(g/L)00167消色力(标定单位)20012001670
十九、加压水解时操控钛液F值偏大能够进步收回率 由于加压法水解F值能够偏大,这样浓废酸就能够悉数返还运用。由于浓废酸悉数用于酸解和浸取,浓废酸就能够替代一部分硫酸,使酸解时能够少加一些硫酸,然后能够节省硫酸。浓废酸中还含有3%-4%的未水解的钛,浓废酸悉数返还运用了,这3%一4%的钛就转移到下一周期的钛液中去,使下一批钛液的总TiO2浓度得到进步,以至于收回率到达80%以上。[next] 二十、常压法水解与加压法水解钛液操控F值的不同之处 常压法水解钛液操控F值与加压法天壤之别,一般加压法水解钛液的F值操控能够放宽到2.2,而常压法钛液F值的操控若大于1.95,其水解状况就欠好,所得钛的消色力都低于100。因而选用常压水解时,有必要操控钛液的F值在1. 75-1. 95之间。一般常压法水解运用钛液的浓度为220-230g/L,其F值可操控在1. 85-1. 95之间,而自生晶种的常压水解运用钛液的浓度为250-260g/L,则其F值要操控在1. 75-1. 85之间。F值的操控不只与浓度有关,还与铁钛比和三价钛含量有关(见表1)。为了操控好钛液的这些目标,以便确保水解的质量,现代大型钛厂,水解前增设了一个钛液分配工序,把钛液分配到契合各项目标要求今后才用于水解。由于常压法水解操控的F值较低,即酸度较小,因而酸解用酸较少,应该在下限,酸解和浸取都不能加废酸太多。这样,浓废酸就不或许用完,只能用一部分。 二十一、晶种的活性及参加量对水解和产品质量的影响 晶种是以它规矩的结晶中心来诱导水解进行的。因而晶种的活性和数量对热水解的速度、水解率、收回率、偏钛酸粒子巨细、制品均匀粒度和消色力都有很大的影响。 晶种的活性是由晶种的制备条件而定。晶种活性好,水解率就高,偏钛酸粒子均匀,制品消色力也高。 从图6可知,晶种加人量添加,水解率升高。但晶种加人量大于2%时,水解率的升高就不显着了。 从图7可知,晶种加人量为。0.6%-2%时,消色力最好。晶种小于0.6%时,因结晶中心缺乏,要靠本身构成的一些不规矩的结晶中心,因而消色力急剧下降。晶种加人量大于2%时,消色力也缓慢下降。 从图8可知,晶种加人量添加,制品均匀粒度增大。由于其结晶中心的量添加,偏钛酸原始胶粒的粒度变细,而凝集成颗粒更大的凝集体。在锻烧时易烧结。当晶种大于2%时,产品粒度显着增大。
[next] 二十二、钛液中三价钛浓度的巨细对水解的影响 由于三价钛的被氧化势比二价铁的被氧化势大,在钛液中既有三价钛存在,也有二价铁存在。因而若有氧化的或许,三价钛先被氧化完,才轮到二价铁被氧化。要是二价铁被氧化成三价铁的话,则三价铁很简单发作水解而生成红棕色的氢氧化铁混在偏钛酸中,使终究制出的钛不行纯白。因而,钛液中存在必定的三价钛,能够避免二价铁的被氧化。可是三价钛很简单被氧化成四价钛。钛液在放置、运送和水解时,就有或许被氧化。所以水解前钛液有必要坚持在水解后的母液里仍含有必定量的三价钛,来按捺全进程不让二价铁被氧化成三价铁。一般水解后三价钛在0. 5g/L左右为宜。三价钛存在得过多也欠好,由于它对钛液的热水解有按捺效果,一起三价铁是不发作热水解反响的,会留在母液中而下降水解率和收回率。不过在加压水解时,三价钛偏高一点也影响不大,由于它仍留在母液中,而母液还进行收回运用,钛仍是跑不掉。 二十三、水解温度的凹凸对水解和产品质量的影响 在水解进程中,温度的凹凸对水解的速度和偏钛酸的粒度都有较大的影响。 钛液的热水解是吸热反响,进步温度能加速水解速度。钛液在较低温度下水解,要沉积出偏钛酸是较困难的。在90℃时水解反响才开端弱小地进行,到100℃时反响才显着加速,但仍需较长的时刻才干进行得较彻底。只要在欢腾的温度下,水解速度才干契合工业生产的需求,操作操控也最为简单。 若温度过高,会发作以下几个坏处:①糟蹋蒸汽;②剧烈欢腾会损坏偏钛酸一次粒子向二次粒子的絮凝,使过滤困难;③水分蒸腾快,影响钛液浓度;④水解速度过快,偏钛酸粒子巨细不均匀。一般要求在微沸状况下进行水解。为了坚持微沸,常常选用微压来调查。 在低温下长时刻水解,所得偏钛酸颗粒极细,这样媛烧后得到的制品呈角质状,颜料功能很差。所以在工业生产上为了避免这种偏钛酸的发作,要求尽量缩短从80℃到欢腾的时刻。[next] 国外有些研究者以为,在100℃时热水解生成的偏钛酸质量较优,若在欢腾温度下水解,则生成的偏钛酸颗粒较粗,使消色力稍有下降(见上图9),可是在100℃时水解生成的偏钛酸过滤和水洗困难。所以工业生产上仍选用欢腾温度进行水解,尽管消色力等颜料功能稍逊,但能够经过调整其他条件予以补偿。现在不少供应商选用微沸状况进行水解。 二十四、水解时刻的长短对水解和产品质量的影响 水解时刻的长短能决议水解进程进行的彻底程度。水解时刻长,能进步水解率,但对偏钛酸粒子的巨细和均匀度有显着的不良影响。从图10中能够看出水解时刻对水解率和消色力的影响,诱导期开端时,水解比较敏捷,但在3h后便渐趋平衡,尔后再延伸时刻,其水解率的进步便不显着,跟着水解时刻的延伸,由于偏钛酸粒度的变粗,时刻超越4h后,消色力有所下降,一般常压水解时刻(指欢腾变白后,坚持欢腾状况)以2-4h为宜,加压水解以到达压力19.6*104 Pa后坚持15-30min。 二十五、外加晶种、直接蒸汽加热的加压水解的操作 这种办法适用于一般制取细度和涣散性好的颜料钛。其操作进程如下:先以锅容积的85%计,经过计量把钛液加人到加压水解锅内,开动拌和器,以蒸汽蛇形管或蒸汽夹套加热至60-80℃,然后按Ti02计加人1%的晶种(也有在室温下加人的)。封闭加料口并密封,以防漏气,继续进行加热,蒸汽的压力应到达(49-58.8)*104Pa,当锅内钛液升温至欢腾时,发作的二次蒸汽使内压敏捷上升。要求自加人晶种封闭加料口起,在30-40min内升至19.6*104Pa,保压15-30min,水解完毕。然后缓慢翻开放空阀,让锅内缓缓降压,最后放料。[next] 二十六、外加晶种和自生晶种的常压法水解的操作 将浓缩后的钛液,加人用钢壳衬两层耐酸瓷砖的敞口常压水解锅中,开动拌和,若选用外加晶种水解,则用直接蒸汽加热(也有用直接蒸汽加热的),当温度升到晶种酸溶的温度时,参加计量的晶种;若选用自生晶种水解,则在晶种发作乳白时,当即加人待水解的经过预热到90-100℃的主体钛液中。至于水解进程的操控,两法迥然不同,各厂的生产条件不同,其水解办法和操控的目标亦不尽相同。 当晶种参加后,约加热20min,铁液呈现微沸,溶液便由黑蓝色变为暗灰色,若F值和三价钛含量偏高,则变色时刻或许要延伸。这个显着的变色转折点称为临界点。这段时刻工业上称为水解的诱导期。诱导期完毕,即水解到达临界点时,中止拌和和加热。此刻偏钛酸粒子仍在增加,仅仅增加得比较温文、均匀。这样做能够显着地改动偏钛酸的过滤和水洗功能,使过滤和水洗速度进步50%。 大约经过停止30min,又从头拌和和加热,直到欢腾后坚持微沸状况。大型水解锅为了操控参加的蒸汽不能过大,常运用微压计来调理。为了使水解尽或许以固定的速度进行,加热有时在低于沸点的温度下,还有时在沸点的温度下进行,主要是依据水解速度的快慢来调理。水解速度快时要下降温度,水解速度慢时,要进步温度。当反响处于欢腾状况,水解速度仍不能过高时,水解主要靠加水稀释来进步水解速度。由于水是水解反响的反响物,添加水(反响物),有利于水解反响的进行。加水稀释,下降游离酸的浓度,亦有利于水解反响的进行。一般欢腾后20min即开端以15L/min左右的速度加人稀释水。加稀释水除了调理水解速度外,更重要的是使TiO2含量到达160g/L,得到较高的水解率。当加完水后再坚持微沸状况至查验沉降率和水解率到达要求后,水解反响即完毕。一般从欢腾至完毕需求4h左右。 放料后必定要用水洗净水解锅,避免残留物在下次水解时成为不良的结晶中心。 现代改善的水解钛液浓度可操控在≤210g/L,并恰当进步铁钛比,这样能够减轻浓缩的担负,一起能够缩短水洗时刻;现代加热改用直接蒸汽加热和坚持微沸状况水解。在钛液欢腾前用大流量的蒸汽直接加热,钛液欢腾今后,用小流量蒸汽直接加热,坚持微沸状况。水解锅有敞口的,也有密封的,密封水解锅的盖经过液封技能避免蒸汽走漏,整个水解进程不用加人稀释水。 二十七、水解率及其测定和核算 水解率是反映水解完结程度的一个值。即液相Ti02转变成固相Ti02的百分比。水解的凹凸,表明钛液中Ti02转变成固相Ti02的转化率的凹凸。 取水解前的浓钛液及水解后的母液样品各一份,按钛液中总钛和总亚铁的测定办法,别离测出其总Ti02和总亚铁的含量,然后按下列公式核算水解率:
贵液电解时各组分的行为
2019-03-06 09:01:40
来自再生工段的贵液是一种含硫酸的酸性溶液,其间的金、银以的络阳离子〔AuSC(NH2)2〕22+和〔AgSC(NH2)2〕22+方式存在。在电积进程中,金的络离子被复原而在阴极表面分出金。图1示出了从酸性液中电积金时,阴极电位与经过电解质溶液的电流强度的联系曲线。图中的极化曲线在研讨过的情况下,电坐落-0.1~0.25V区域内,因极化电流下降而呈现波形。当电位更负(至-0.3V)时,电流又添加。故溶液中金的电积须在阴极电位-0.3~-0.4V的条件下进行,才干到达极限分散电流。当阴极电位负至-0.5V时,氢和某些杂质金属会与金一道分出于阴极,而对电积金晦气。图1 阴极电位φk与电流强度Ik的联系
硫酸在溶液中以阴离子SO42-状况存在。在电积进程中,它在阳极发作氧化并分化:
SO42-+2e=SO4
SO4→SO3+ O2
生成的氧或与其他原子化合,或从溶液中以气态逸出。而SO3又与水效果生成H2SO4。
电解进程中游离的会在阳极上激烈氧化并分化出元素硫,使电解突变混浊,并污染阴极沉淀物和耗费很多。为消除这一有害反响,贵液的电积是在装有离子交换膜的隔阂电解槽阴极区进行。隔阂电解槽阳极区的阳极液运用2%硫酸液。离子交换膜具有杰出的导电性与低的流体渗透性和满足的机械强度。它可让SO42-经过进入阴极区。但分子不能穿透隔阂,而到不了阳极表面。
因为从贵液中提金一般运用不溶钛网或石墨阳极,故电解进程的条件、设备和操作方法等与可溶阳极电解法显着不同。