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。

硫酸锌是无色斜方的晶体,呈粒或粉末,无气味,味涩。硫酸锌用于制造立德粉,并用作媒染剂、收敛剂、木材防腐剂等。硫酸锌是危险性比较高的化学品,硫酸锌的健康危害:对眼有中等度刺激性，对皮肤无刺激性。误服可引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等急性胃肠炎症状，严重时发生脱水、休克，甚至可致死亡。硫酸锌的环境危害：对环境有危害，对水体可造成污染。硫酸锌的燃爆危险： 本品不燃，具刺激性。酸锌应急处理：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。硫酸锌的操作注意事项： 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，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂接触。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。由于硫酸锌的危害比较大,因此硫酸锌在国内市场上并没有比较好的发展,一直处于冷门的状态. 

硫酸锌颜色是什么?小编来告诉您,硫酸锌是无色斜方晶体、颗粒或粉末，无气味，味涩.在了解了硫酸锌颜色之后,我们一起来了解下硫酸锌的其它信息吧!硫酸锌的化学品英文名称： zinc sulfate heptahydrate 硫酸锌的分子式：ZnSO4，硫酸锌的分子量：287.54，硫酸锌溶液是无色无味的。硫酸锌的有害物成分是CAS No。硫酸锌的健康危害： 本品对眼有中等度刺激性，对皮肤无刺激性。误服可引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等急性胃肠炎症状，严重时发生脱水、休克，甚至可致死亡。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。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，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂接触。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。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。小编相信,以上咨询不仅能帮助您了解硫酸锌颜色,更让大家普及了硫酸锌的其他知识.

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  

硫酸锌，无色或白色结晶、颗粒或粉末，别名皓矾。无气味，味涩。在干燥空气中风化，280℃失去全部结晶水，500℃以上分解。1g溶于0.6ml水、2.5ml甘油，不溶于乙醇。水溶液对石蕊呈酸性，pH约4.5。含1分子结晶水的较不易结块。相对密度1.97。熔点100℃。最小致死量（大鼠，经口）2200mg/kg。有刺激性。用于制造立德粉，并用作媒染剂、收敛剂、木材防腐剂等。在医药上用于催吐剂。但是，硫酸锌也具有一些危害：健康危害： 该品对眼有中等度刺激性，对皮肤无刺激性。误服可引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等急性胃肠炎症状，严重时发生脱水、休克，甚至可致死亡。环境危害： 对环境有危害，对水体可造成污染。燃爆危险： 该品不燃，具刺激性。

硫酸锌的用途:人造丝制造,食品补充,动物饲料,媒染剂,木材防腐剂,分析试药。带七分子结晶水的硫酸锌是无色的晶体，俗称皓矾。硫酸锌在医疗上用作收敛剂，它可使有机体组织收缩，减少腺体的分泌。硫酸锌还可作为木材的防腐剂，用硫酸锌溶液浸泡过的枕木，可延长使用时间。在印染工业上用硫酸锌作媒染剂，能使染料固着于纤维上。硫酸锌还可用于制造白色颜料.在医学方面,硫酸锌的用途:硫酸锌在医疗上可以用作收敛剂.在工业方面,硫酸锌的用途:广泛主要用于人造纤维、电解工业、电镀、无机颜料、饲料、农药中的针强化剂,化肥等。在农业方面,硫酸锌的用途:在饲料加工中作锌的补充剂.硫酸锌性质:无色晶体,小针状或粒状晶形粉未,无臭,涩的,金属味道,在空气中会风化。溶液对石蕊呈酸性比重1.957(25/4℃),熔点100℃在280℃失去7H2O,溶于水及甘油,不溶于酒精,毒性底。由于顾及到硫酸锌的危险性比较高,硫酸锌的用途并没有完全的开发出来,但硫酸锌的独特性,已经让许多投资者看到了商机.    

硫酸锌的性质与锌的性质相差较多,可以说硫酸锌是独立与有色金属锌的另一种产品.硫酸锌的性质:无色晶体,小针状或粒状晶形粉未,无臭,涩的,金属味道,在空气中会风化。溶液对石蕊呈酸性比重1.957(25/4℃),熔点100℃在280℃失去7H2O,溶于水及甘油,不溶于酒精,毒性低。硫酸锌用途：人造丝制造,食品补充,动物饲料,媒染剂,木材防腐剂,分析试药。带七分子结晶水的硫酸锌（ZnSO4·7H2O）是无色的晶体，俗称皓矾。硫酸锌在医疗上用作收敛剂，它可使有机体组织收缩，减少腺体的分泌。硫酸锌还可作为木材的防腐剂，用硫酸锌溶液浸泡过的枕木，可延长使用时间。在印染工业上用硫酸锌作媒染剂，能使染料固着于纤维上。硫酸锌还可用于制造白色颜料（锌钡白等）。更多有关硫酸锌的性质的咨询,欢迎登陆上海有色网!  

硫酸锌是一种无色斜方晶体、颗粒或粉末.硫酸锌分子量是287.54.那什么是分子量呢?小编带您来了解下硫酸锌分子量是组成硫酸锌分子的所有原子的原子量的总和，分子量的符号为Mr。单位道尔顿(Dalton，Da，D)，大分子(如蛋白质)的分子量通常使用kDa。（另一种说法是：分子量为无量纲量，单位为1） 目前，分子量在中国大陆的规范名称为“相对分子质量”，同样，原子量的规范名称为“相对原子质量”。分子量是物质分子或特定单元的平均质量与核素碳12（原子量为12的碳原子）原子质量的1/12之比，[1]等于分子中原子的原子量之和。如二氧化硫(SO2)的分子量为64.06，即为一个硫原子和两个氧原子的原子量之和。聚合物是不同分子量同系物的混合物，其分子量需以统计平均分子量表示。众所周知，分子的质量为组成分子的各原子的质量之和。在日常专业工作中，不论是单质还是化合沸点与相对分子质量的关系物，它们的分子质量都是根据各元素原子的个数和各元素的“相对原子质量”(由元素周期表上查到)计算得到。既然元素的相对原子质量是一个单位为“1”的相对质量，那么由此计算得到的分子质量必然也是一个单位为“1”的相对质量。对于某些结构复杂的生物大分子，往往都是通过电泳、离心或色谱分析等方法测得其近似分子质量，因而更是一个相对概念的量值。所以，我们过去长期习惯使用着的“分子量”实际上都是相对的分子质量。通过以上咨询,相信您已经了解了硫酸锌分子量的定义了吧,同时小编再次提醒您硫酸锌分子量是287.54.  

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。

近期硫酸锌价格持续下跌，出厂报价在4300左右，多数厂不报价。年前备货、与环保因素，后期硫酸锌价格有望持续下跌。在硫酸锌价格下跌的背后,有着几只重要的推手;基本面上，中国人民银行决定，从2010年5月10日起，上调存款类金融机构人民币存款准备金率0.5个百分点，农村信用社、村镇银行暂不上调。这是央行今年第三次上调存款准备金率，调整后，大中型商业银行存款准备金率达到17%的高点。此次调整后，存款准备金率离历史的最高峰17.5%仅一步之遥，相当于回收2500亿流动资金。货币流动性的再次缩紧势恐将对目前本就较弱基金属走势造成进一部的打压，硫酸锌价格面临再次回调的压力。欧美方面，欧元区各国成员5月2日达成了1100亿欧元紧急救助袭来的计划，但欧元对美元周一仍然震荡下跌。而且美国周一公布的制造业和建筑开支数据表现强劲，显示美国经济继续好转。与此相比尽管希腊获得了拯救，但欧元区仍深陷主权债务问题当中拖累了欧元的走势。美元的强势也将会使硫酸锌价格承压.国内库存方面，三大金属上周库存集体上升，也对价格造成不利影响。硫酸锌价格的震荡,直接导致了硫酸锌市场的冷清,许多贸易商纷纷表示愿意低价出售库存中的硫酸锌存货,以把损失降到最低.   

本发明涉及一种硫酸锌溶液一段净化除铜、二段除镉和三段除钴的方法和实现该方法的装置。通过采用多个反应器串联连续除铜、除镉及活性锌粉除钴，可以实现Cu、Cd、Co三种元素的分离，分别得到含Cu高达55～85％铜渣、含Cd高达55～70％镉渣及钴渣，减少了铜、镉渣的后序处理工序并节省了锌粉，除铜、镉的锌粉消耗量也由现有生产技术的4～5倍降至1.5～2.0倍，除铜、除镉可以连续化作业，该方法和装置特别适合于湿法炼锌厂的锌液净化工艺。

氯化锌溶液的浓度因生产活性炭的品种而异，氯化锌溶液的配制是指配制成规定浓度的氯化锌溶液，它是保证锌屑比的一个重要因素。氯化锌溶液因活性炭用途不同，使用时，要求也不同，简述如下：药用活性炭的配方要求是：氯化锌溶液的波美浓度与温度有一定的关系，当百分浓度一定时，随着温度的升高，波美浓度降低。所以对于氯化锌溶液的波美浓度，必须注明溶液的温度。例如，要配制60摄氏度下的45—46波美浓度的氯化锌溶液，若在30摄氏度下，就应配成46—47波美浓度。在制作氯化锌溶液的时候要注意要加入少量的单质锌,配制FeCl2溶液时须加入少量单质铁和盐酸，因为氯化亚铁易被氧化且易水解。加入少量单质铁是防止氯化亚铁被氧化，加入少量盐酸是防止氯化亚铁水解。随着科技的发展,氯化锌溶液的应用范围也越来越广,而氯化锌溶液的价格也因此水涨船高了

湿法冶锌工艺中，钴是损害锌电积的最首要的杂质之一。电积进程中，氢在钴上的过电位较小，钴的存在会促进氢放电，并使阴极电位正移，过电位减小。跟着电积的进行，沉积物会变得越来越疏松多孔，阴极锌返溶，电流功率下降，锌的电能耗费添加，剥锌困难，锌产值下降。所以，锌电积前必定要将钴除到较低浓度。现在，湿法炼锌中首要的除钴办法有活性锌粉法、黄药除钴法、溶剂萃取法、β－酚法等。本实验学习处理重金属废水的办法，在很多实验基础上，使用一种新式廉价的除钴剂AnBm，使除钴进程简略操作，并且不会给流程引进新的有害杂质，无废气排出，除钴作用杰出。     一、实验部分     （一）实验质料     实验溶液取自云南某锌冶炼厂净液分厂，为除铜、镉后液，成分如表1；Fe3＋标准溶液：1 g/L，由分析纯硫酸高铁制造；Co2＋标准溶液：5 g/L，由分析纯硫酸钴制造；浓硫酸：分析纯，17.93mol/L；除钴剂AnBm，99％。 表1  硫酸锌溶液的首要成分  mg/LZnCoNiFeCuCd1.36×10526.3516.261.140.120.26     （二）实验办法     实验在选用单要素实验法。将100mL工作液倒入250mL高型烧杯中，水浴加热，机械拌和。除钴液过滤，测定滤液中钴、铁、锌质量浓度，核算各元素脱除率。     实验设备：HH－2型数显恒温水浴锅，控温精度±1℃；JJ－1型电动拌和器；精细pH试纸和雷磁pHsj－3F实验室pH计SHB－III A型循环水式多用真空泵。     溶液中Co2＋的测定选用亚硝基－R盐分光光度法(722型分光光度计）；Zn，Fe的测定选用火焰原子吸收光谱标准曲线法（岛津AA6300原子吸收分光光度仪）。     二、实验原理     除钴剂AnBm中含有黄原酸基团，能与溶液中的钴离子生成沉积，而黄原酸的三价钴盐的溶度积是二价钴盐的10万分之一，所以要使钴除到较低浓度，应参加氧化剂将二价钴氧化成三价钴。实验选用先加氧化剂再加除钴剂的办法去除溶液中的钴。     三、成果及评论     选用单要素实验法调查氧化剂参加量、反响时刻、反响温度、除钴剂AnBm参加量、除钴结尾pH对钴脱除率的影响。     （一）氧化剂参加量对钴脱除率的影响     氧化剂为由分析纯硫酸铁制造的溶液。别离取不同体积的1g/LFe3＋标准溶液，用除镉、铜后的硫酸锌溶液定容到100mL，其他条件：除钴剂0.32g，温度75±1℃，反响时刻1h，溶液pH4.45。实验成果如图1所示。图1氧化剂Fe3＋质量浓度对钻、铁脱除率的影响     从图1看出：随Fe3＋参加量的添加，钴脱除率快速增大；当Fe3＋参加量到达42mg/L时，也就是Fe3＋参加量为Co2＋彻底氧化成Co3＋所需理论量的1.7倍时，钴脱除率达97.5％，脱钴后液钴质量浓度降到0.7mg/L以下；一起，作为氧化剂的铁也被沉积，沉积率近100％，溶液中没有新杂质引进。     （二）除钴剂参加量对钴脱除率的影响     固定其他实验条件：加Fe3＋质量浓度至42mg/L，温度75±1℃，时刻1h，溶液pH4.35，定容体积100mL，除钴剂参加量对钴脱除率的影响实验成果如图2所示。图2  除钴剂参加量对钴脱除率的影响     从图2看出，随脱钴剂参加量的添加，钴脱除率升高；除钴剂质量浓度为2.4 g/L时，钴脱除率达97％以上，脱钴后液钴质量浓度降至0.7mg/L以下，彻底到达电积锌的要求。     （三）反响温度对钴脱除率的影响     脱钴剂参加量0.24g, Fe3＋参加至质量浓度42mg/L，反响时刻1h，溶液pH 4.47，定容体积100mL，在不同水浴温度下调查温度对钻脱除率的影响。实验成果如图3所示。图3  温度对钴脱除率的影响     从图3看出，随温度升高，钴脱除率快速升高；当温度达80℃时，钴脱除率达97％以上，沉钴后液钴质量浓度低至0.8mg/L；再升高温度，钴脱除率改变不明显，未呈现钴反溶现象。     （四）反响时刻对钴脱除率的影响     脱钴剂参加质量0.24g，Fe3＋参加量至质量浓度42mg/L，溶液pH4.37，定容体积100 mL， 温度75±1℃，反响时刻对钴脱除率的影响实验成果如图4所示。图4  反响时刻对钴脱除率的影响     从图4看出，反响时刻对钴脱除率影响很大：反响前30min随反响进行，钴沉降率快速进步；反响30min后，钴沉积率进步缓慢；反响60 min时，溶液中钴质量浓度已降至0.64 mg/L，钴脱除率达97.4％，反响根本彻底。     （五）溶液pH对钴脱除率的影响     脱钴剂参加质量0.24g，Fe3＋质量浓度至42mg/L，定容体积100 mL，温度75±1℃，反响时刻1h。调查不同酸度对钴脱除率的影响，实验成果如图5所示。图5   溶液pH对钴脱除率的影响     从图5看出：溶液酸度较高时钴脱除功率很低：pH在4.1～5之间时除钴作用最好。pH太高会下降钴沉积作用，由于在高pH条件下，Fe3＋和Zn2＋易水解，直接下降除钴剂的作用。湿法炼锌厂硫酸锌中性浸出液的pH为4.5～5.2，根本在实验最佳范围内。     四、定论     （一）除钴剂AnBm本钱低价，为市售普通商品，质料易得。     （二）操作条件简略操控，除钴功率高于锌粉法。最佳条件下（氧化剂参加量42mg/L，脱钴剂参加量2.4g/L，反响时刻50～60min；温度70～80℃，pH 4.1～5.0之间），钴脱除功率达97％以上，溶液中钴质量浓度降至0.7mg/L以下，彻底到达电积锌的要求。     （三）出产设备简略，能够使用现有设备进行出产。

中图分类号：k244文献标识码：a文章编号：1005－6378（2002）03－0011－09一、胆铜法的来源与北宋时期的有关记载“胆铜法”又称“胆水浸铜法”，是指把铁放在胆矾（硫酸铜的古称，又称石胆）水中浸泡，胆矾水与铁发作化学反应，水中的铜离子被铁置换而成为单质铜堆积下来的一种产铜办法。〔1 〕出产胆铜的质料主要是铁和胆矾水。据夏湘蓉等人编撰的《我国古代矿业开发史》所言：胆矾“系由黄铜矿、辉铜矿等硫化铜矿藏，受氧化效果分化而成，或从天然胆水中沉积（结晶）出来……易溶于水”〔2〕（第248页）。这种胆矾水在古代被称为“胆水”。宋人记载胆水浸铜法的进程如下：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，目为锅铁，入胆水槽排次如鱼鳞，浸渍数日，铁片为胆水所薄，上生赤煤，取出刮洗钱（铁？）煤，入炉烹炼。凡三炼方成铜，其未化铁，却添新铁片再下槽排浸。”〔3 〕（食货——之三）因为这种产铜办法不需采凿铜矿石，出产工艺与熔炼矿铜也不同，故现代又称其为湿法冶金〔4〕（第559页《湿法冶金》）或水法冶金〔5〕（第105页）。我国早在汉代时期就现已知道到胆矾水与铁之间的化学反应，淮南王刘安编撰的《淮南万毕术》中就有“白青得铁，即化为铜”的记载。魏晋时期，《神农本草经》记载“石胆……能化铁为铜，组成金银，练饵食之不老”〔6〕（卷一《石胆》）； 葛洪所著《抱朴子》中也有记载，他说到：“诈者谓以曾青涂铁，铁赤色如铜。”〔7 〕（卷一六《黄白》）关于上述史猜中名目繁多的称号，张子高在《我国化学史稿》中指出：“曾青又有空青、白青、石胆、胆矾等称号，其实都是天然的硫酸铜，它是从辉铜矿（cu[,2]s）或黄铜矿（cufes[,2]）与湿润空气触摸所构成的。”〔5〕（第74页）汉魏以来的记载确凿无疑地阐明，其时人们已发现了铁与胆矾结合后能置换出铜这一现象，并为后人探究胆铜法出产供给了根据。可是，其时人们对胆铜的实践还约束在道家炼丹术和医家药方的范围内。燕羽在1957年编撰了《宋代胆铜的出产》一文，对宋代胆铜法出产及其来源进行了讨论。他指出：“石胆即胆矾的能够化铁为铜的金属置换效果现象，远在秦汉间就已知道。”“胆水‘浸铜法’的创造，至少当开端在唐末和五代初。五代初年轩辕述作品的《瑰宝论》（注：《瑰宝论》的作者，除记有轩辕述外，《宋史》卷二○五《艺文志》载有：“青霞子《瑰宝论》一卷。”此书已不存于世。别的，《丛书集成初编》还收有唐朝和尚释僧肇写的《瑰宝论》，是一部不同内容的书。）称‘以苦胆水’浸熬而成的铜为‘铁铜’，并列为其时盛行的十种铜的一种”〔8〕。燕羽引述的《瑰宝论》一书，现在已不存于世，其间关于十种铜的记载，存留于李时珍的《本草纲目》卷八《赤铜》条中。〔9 〕全文如下：瑰宝论云：赤金一十种。丹阳铜。武昌白慢铜。一生铜，生银铜，皆不由熏陶而生者。无毒，宜作鼎器。波斯青铜，可为镜。新罗铜，可作锺。石绿、石青、白青等铜并是药制成。铁铜，以苦胆水浸至生赤煤，熬炼而成黑坚。锡坑铜，大软，可点化。天然铜，见本条。文中“见本条”是李时珍所言，是指在《本草纲目》卷八《天然铜》条中引述了《瑰宝论》的内容。故此，《赤铜》条中就没有必要再重复了。综观全文，并无“盛行的十种铜”之句，可见此句是出自燕羽的判别。我认为，这一判别并不精确。《瑰宝论》尽管记载了十种铜，但至多只能标明这是其时作者所能见到的铜的品种，而并不能阐明这十种铜均盛行于世。其间，以出产之地（包含出产国家）命名的铜，如丹阳铜、波斯青铜、新罗铜或可因其蜚名远扬而被视为“盛行”的铜，至于铁铜、天然铜、石绿、石青、白青等铜则绝不或许成为“盛行的十种铜的一种”。事实上，直到北宋前期，对胆水浸铁成铜这一现象的知道仍仅仅限于很少数人，他们只能在民间极小范围内采纳暗里出产的办法付诸实践。从遗留下的史籍记载看，这种实践活动多出自傲州铅山县一地。宋太宗时期成书的《和平寰宇记》中曾记载：“（信州铅山县）有胆泉，出观音石，可浸铁为铜。”〔10〕（卷一○七）这之后的宋仁宗景yòu＠①四年（1037年）九月，东头供奉官钱逊上奏时也说到“信州铅山产石碌，可烹炼为铜”。因为其时池、饶、江三州的铜钱监正短少铸钱的铜质料，在三司的恳求下，朝廷差遣钱逊与江南东路转运使进行实验，以期处理铜料直销问题〔11〕（卷一二○景yòu＠①四年九月丙寅），但这次实验成果怎么，却无明文记载。再往后就是宋哲宗元yòu＠①时期沈括写就的《梦溪笔谈》中说到的：“信州铅山县有苦泉，流认为涧，挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜，熬胆矾铁釜久之亦化为铜。水能为铜，物之改变，固不行测。”〔12〕（卷二五《杂志二》）关于这段文字记载是否为沈括亲自查询的记载，郭正谊在《水法炼铜史料溯源》一文中进行了考证。他认为不是沈括亲眼所见，而应该是沈括的读书笔记，录自中唐时期成书的《丹房镜源》〔13〕（第67页）。这条记载尽管阐明中唐时期在出产胆矾的进程中已获知了铁通过与胆矾触摸后能够置换出铜，可是沈括引录这段话时并没有参加任何新的内容，这种状况恰恰阐明，直到宋哲宗初期，官府没有推行胆铜法出产，信州一地揭露从事的仅仅胆矾的出产罢了。二、宋仁宗时期许申是否试行了胆铜法对宋政府开端推行胆铜法出产的时期，现在根本上有两种观点，一种认为始于宋哲宗时期，另一种认为始于北宋前期或宋仁宗时期。前面曾说到，宋仁宗景yòu＠①四年（1037年），政府命钱逊实验用石碌“烹炼为铜”，但实验的成果怎么，是不是加以推行，史猜中都没有说到。因而这条材料充其量只能阐明官府曾对胆铜法出产进行了一次实验。简单引起歧异的，是别的一些记载了许申的主张的材料，其间，《宋史·孙祖德传》中有如下一段话：“时三司判官许申因宦官阎文应献策，以药化铁成铜，可铸钱，裨国用。祖德言：‘伪铜，法所禁而官自为，是教民欺也。’固争之，出知兖（州）……”〔14〕（卷二九九《孙祖德传》）这段话中，最要害的是“以药化铁成铜”一句，元末明初人危素的《浸铜要略序》中也有相同的词句：“当宋之盛时，有三司度支判官许申，能以药化铁成铜，久之，工人厌苦之，事遂寝。”〔15〕（卷三《浸铜要略序》）假如将“药”了解为是胆矾水，许申的主张无疑是指以胆铜作为制作铜钱的质料。可是，关于许申的主张与活动，《续资治通鉴长编》中则有更为具体的意义不同的记载。宋仁宗景yòu＠①二年（1035年）正月壬寅，度支判官、工部郎中许申被任命为江南东路转运使。〔11〕（卷一一六景yòu＠①二年正月壬寅）在此之前，他曾主张选用新的办法铸造铜钱，因为汴京没有取得成效，故被派任江南东路转运使，以期在江州持续实验。下面是《续资治通鉴长编》中的有关记载：凡铸铜钱，用剂八十八两，得钱千，重八十两。（注：中华书局点校本将此句断为“重八十两非常。其剂，……”断句有误。据《鸡肋编》卷中《蒋仲本论铸钱事》云：铸钱“用铜、铅、锡五斤八两，除火耗，收净五斤”。宋制，一斤为十六两，用料八十八两，除去火耗，铸成铜钱正好是八十两。故改正标点如上。）非常其剂，铜居六分，铅、锡居三分，皆有奇赢。……申在三司，乃主张以药化铁与铜杂铸，轻重如铜钱法，而铜居三分，铁居六分，皆有奇赢，亦得钱千，费省而利厚。因入内都知阎文应以纳说，朝廷从之，即诏申用其法铸于京师。然大率铸钱杂铅锡则其液流速而易成，杂以铁则流涩而多不就，工人苦之。初命申铸万缗，逾月才得万钱。申性诡谲，自度言无效，乃求为江东转运使，欲用其法铸于江州。朝廷又从之，诏申就江州铸百万缗，无漏其法。中外知其非是，而执政主之，认为可行，然卒无成功。先是盐铁副使任布请铸大钱一当十，而申欲以铜铁杂铸，朝廷下其议于三司。程琳奏曰：“布请用大钱，是诱民盗铸而陷之罪。唐第五琦尝用此法，讫不行行。申欲以铜铁杂铸，理恐难成，当令申试之。”申诈得售，盖琳亦主其议故也。天章阁待制孙祖德言：“伪铜，法所禁，而官自为之，是教民欺也。”固争之，不从，遂出知兖州。关于这条材料中的“以药化铁与铜杂铸”、“铜居三分，铁居六分”、“杂以铁则流涩而多不就”、“申欲以铜铁杂铸”等句该怎么了解呢？学者们有两种不同的观点。张子高先生认为：“很或许他（指许申）是以药化铁，使铁掺在铜内成合金来铸钱币。铁掺在铜内，能够大大节省铜，因而许申的实验从前为控制者所注重。”〔5〕（第107页）汪圣铎先生则认为许申的主张是指胆铜法出产。他还征引了《宋史全文》卷三二端平元年（1234年）五月壬戌条中“绍圣间以铅山胆泉浸铁为之，令泉司鼓铸，和以三分真铜，所以钱不耐久”之句，认为：“《长编》所谓‘铜居三分，铁居六分，皆有奇’，实践乃是胆水（“药”）浸铁产出的铜六分有余，加上“真铜三分”有余，熔在一起来铸钱。……仅仅因为史官对胆铜不了解，不供认胆铜是铜，依然认为胆铜是铁，是‘伪铜’，故而在记叙上有些失误”〔16〕。我认为汪先生的推论仍是有值得琢磨的当地。其一，一切上述材料中，李焘的《续资治通鉴长编》是最为原始的材料，可信度最高。是书始撰于宋高宗时期，完结于宋孝宗时期，而那个时期胆铜法出产早已在铜业出产中占有了重要的方位。假如说宋仁宗时期的官员因不了解胆铜而记叙有误，这仍是能够了解的；可是假如南宋人李焘也不知胆铜为何物而在编书时对屡次呈现的“铜铁杂铸”之意不加考辨，明显就不合情理了。尽管现存《续资治通鉴长编》内容中并无胆铜记载，可是这一状况并不能证明李焘对胆铜不了解。政府开端大力推行胆铜法出产是在宋哲宗绍圣年间以及宋徽宗控制时期，而现存的《续资治通鉴长编》恰恰缺失哲宗元yòu＠①八年（1093年）七月至绍圣四年（1097年）三月的内容以及徽宗、钦宗两朝的悉数内容，致使咱们无法从现存的《续资治通鉴长编》中看到有关胆铜出产的记载。可是，章如愚的《群书考索》中引用了一条现已佚失的《续资治通鉴长编》内容，其间就清晰说到了胆铜。引文如下：“（崇宁五年中书省勘会诸路岁收铜数）每年约收诸色铜六百六十余万斤，旧铜锡约收四百六十余万斤，胆铜约收一百万斤……”紧接这今后的一条材料也是引自现已佚失的《续资治通鉴长编》内容，材料记载了开封尹兼提举京畿钱监宋乔年在大观二年的上言，其间更是屡次说到“漉铜钱（用胆铜铸造的钱）”，因为胆铜铸钱本钱低，宋乔年还主张：“户部上供之数，能够漉铜钱下诸路令依样铸。”〔17〕（后集卷六○《财用门·铜钱类》）从这些记载中能够得知，李焘的原书是记叙过胆铜的，他对胆铜与矿铜的差异应该有所了解。基于此，似不应将“铜铁杂铸”等内容视为“失误”的记叙。其二，宋代铸造铜钱的主要质料是铜，辅料是铅和锡，北宋的铜钱根本上坚持了“非常其剂，铜居六分，铅、锡居三分，皆有奇赢”的用料份额。宋徽宗今后至南宋期间因短少矿铜铜料，又已批量出产出胆铜，所以铸钱的铜质猜中一起也使用了胆铜。《宋史全文》所说的“和以三分真铜”之意，既反映了其时人们仍抱有传统的观念，只供认通过采矿冶炼得到的铜才是“真铜”，一起也反映了矿铜数量只占铸钱所用悉数铜质料的非常之三。这一数字与《续资治通鉴长编》中许申的铸钱配方仅仅在料例的份额上偶然罢了，内在则是不同的。许申所说的“铜居三分，铁居六分”，并不是指矿铜和胆铜的份额，而是指要改变铸造铜钱的质料和份额，将铅和锡去掉，参加铁作为主要质料，占悉数料例的非常之六强；此刻铜成为辅料，仅占悉数料例的非常之三强。其三，《续资治通鉴长编》中说到的“以药化铁与铜杂铸”之意，亦能够从另一个视点来了解。因为铁的熔点高、铜的熔点底，把两种质料放到一起来熔化，必定发生铜先熔化而铁未化的不同步现象，许申的主张中所说的“药”很或许就是指为了处理这一问题而参加的某些助熔剂，以下降铁的熔点。可是，这种独出机杼的铁、铜配方是根本行不通的，实验进程中天然呈现了“杂以铁则流涩而多不就”的问题。别的，受其时出产条件的约束，出产胆铜应该是在胆水（或胆土）充分的矿区中进行，而《续资治通鉴长编》仅仅说到许申初在京师、后在江州直接进行铸钱实验。这两个当地仅是铸钱场所，并不出产胆铜，假如许申使用了胆铜作为铸钱材料，官府必定要先在某些矿场出产出胆铜，再运至京师或江州铸钱，可是关于这样重要的出产活动，北宋仁宗时期的各类记载中却只字未提。鉴于以上几点分析，我认为宋仁宗时期许申在京师和江州进行的铸钱实验应该是用铁和铜作质料而进行的，与胆铜出产并无联系。三、宋哲宗时期胆铜法开端推行据苏辙《龙川略志》载，宋哲宗元yòu＠①时期，有一位商人自告奋勇，向政府献出秘法——胆铜法。其时，苏辙任户部侍郎，“有商人自言于户部，有秘法能以胆矾点铁为铜者。予（指苏辙）召而诘之曰：‘法所禁而汝能之，诚秘法也。今若试之于官，则所为必广，汝一人而不能自了，必使别人助汝，则人人知之，非复秘也，昔之所禁，今将遍行天下。且吾掌朝廷大计，而首以行滥乱法，吾不为也。’其人＠②fǔ＠③而出，即诣都省言之，诸公惑之，令试，厥后竟不成。”〔18〕（卷五《不听bì＠④法能以铁为铜者》）苏辙任户部侍郎的时刻是在元yòu＠①二年（1087年）十一月至元yòu＠①四年（1089年）六月〔11〕（卷四○七元yòu＠①二年十一月甲戌；卷四二九元yòu＠①四年六月丁未），可见这段时期宋政府的执政者依然不了解胆铜出产及其所能起到的效果，胆铜出产还被称为“秘法”，仍旧是民间暗里进行的小范围出产。胆铜法不再作为政府所禁的秘法而得到推行，是在饶州德兴县人张潜、张甲父子将编撰的《浸铜要略》献给朝廷之后的宋哲宗绍圣年间。关于《浸铜要略》的作者及成书时代，南宋人陈振孙和赵蕃的记载大致相同。陈振孙在《直斋书录解题》中指出：“《浸铜要略》一卷，张甲撰，称‘德兴草莽’。绍圣元年（1094年）序，盖胆水浸铁成铜之始。甲，参政子公之祖。”〔19〕（卷一四《杂艺类》）赵蕃在《截留纲运记》一文中追述信州铅山县在绍圣年间推行胆铜出产的情形时也说到：〔20〕（卷五《截留纲运记》）铅（指铅山县）之阜，瑰宝兴焉；铅之泉，宝货化焉。兴者有时，化者无量。方泉之蒙，孰知其功，布衣张甲，体物索理，献言以佐圜法。宋绍圣间，诏司理之。dī＠⑤泉为池，疏池为沟，布铁其间，期以浃旬，铁化为铜……这两条材料都仅仅指出张甲是胆铜的实验者和向朝廷献书者，然后遗漏了张甲之父张潜的劳绩。实践上，在胆铜法出产的实验进程中，张潜的劳绩是最大的。王象之在《舆地纪胜》中引用了褚孝锡的《长沙志》（注：褚孝锡作《长沙志》十一卷，见《宋史》卷二○四《艺文三》。）记载，曰：“长沙志云：‘始，饶州张潜得变铁为铜之妙，使其子甲诣阙献之。朝廷始行其法于铅山，及饶之兴利、韶之涔（岑）水皆潜法也。’”〔21〕（卷二三《江南东路·饶州·景象下》）前几年，江西德兴发现了张潜的墓行状碑，碑刻于北宋大观元年（1107年）三月，碑铭记载：张潜“尝读《神农书》，见胆矾水可浸铁为铜，试之信然。曰：‘此利国术也’。命其子甲献之。”（注：据报道，碑铭三千多字。此碑保存在德兴县博物馆。）〔22〕这段碑铭阐明，张潜从撒播下来的《神农本草经》一书的记载中取得对胆铜法的知道，通过自己的实验后写成《浸铜要略》一书，嘱其子张甲上交朝廷，这之后胆铜法才得以推行开来。除以上宋人记载外，元末明初人危素写有《浸铜要略序》一文，介绍了宋代《浸铜要略》一书的编撰者及德兴县浸铜状况，内容最为翔实。他写道：（元代）德兴张理从事福建宣慰司，考满调官京师，会国家方更钱币之法，献其先世《浸铜要略》于朝。……钱币之行尚矣，然鼓铸之无量，产铜则有限。理之术乃能浸铁认为铜，用费少而收功博。……今书作于绍圣间，而其说始备，盖元yòu＠①元年。或言取胆泉浸铁，取矿烹铜，其泉三十有二：五日一举洗者一，曰黄牛；七日一举洗者十有四，曰永丰、青山、黄山、大岩、横泉、石墙wù＠⑥、齐官wù＠⑥、小南山、章木原、东山南畔、上东山、下东山、上石姑、下石姑；十日一举洗者十有七，曰西焦原、铜精、大尚山、横槎山、横槎wù＠⑥、羊栈、陲mín＠⑦、冷浸、横槎下wù＠⑥、陈君、炉前、上姚mín＠⑦、下姚mín＠⑦、上炭灶、下炭灶、上何木、中何木、下何木。凡为沟百三十有八。政和五年雨多泉溢，所浸为最多。是书，理之先赠少保府君讳潜所撰，以授其子赠少师府君讳盘、成忠府君讳甲。少师之孙参知政事忠定公讳焘shí＠⑧序志之。（注：原文中有文字过错，已与《江西通志》卷一六二《杂记补》中引录的危素《浸铜要略序》对校改正。）〔15〕（卷三《浸铜要略序》）从危素的记叙来看，他见到的《浸铜要略》这部书中载有张潜的曾孙张焘作的序，可见此书已不是张潜绍圣元年献呈朝廷的版别。张焘的家世根由及官吏生计在周必大的《文忠集》〔23〕（卷六四《资政殿大学士左中大夫参知政事赠太师张忠定公焘神道碑》）和《宋史》〔14〕（卷三八二《张焘传》）中均有记载：“张氏世家德兴，唐宰相文＠⑨之后……。公（张焘）曾祖讳潜，通直郎致仕，赠少保……。祖磐，袁州万载县主簿，赠少师……。公讳焘，……政和八年（1118年）廷试……嘉之，亲擢第三。”张焘任官于徽、钦、高、孝四朝，于隆兴元年（1163年）迁参知政事，以老病不拜，台谏交章留之，除资政殿大学士、提举万寿观兼侍读。后致仕。卒于乾道二年（1165年），年七十五，谥忠定。根据张焘的生平来判别，张焘为《浸铜要略》作序，应在他进入宦途之后的北宋晚期至南宋乾道初年之间。危素在《浸铜要略序》中说到的“其泉三十有二”的称号及“政和五年雨多泉溢，所浸为最多”之句，有或许出自张焘为《浸铜要略》所作序中的内容。若果如此，三十二泉一百三十八沟的胆泉浸铁规划或许就不仅仅是北宋晚期的状况（注：日本中岛敏先生虽未考证，可是说到三十二泉一百三十八沟是德兴县兴利场最盛时期（北宋晚期）的事。见《た於什る湿式收铜の沿革》，东瀛学报27卷第3号，1939年。），还连续到了南宋，但饶州的胆铜出产值则以宋微宗政和五年为最高。胆矾化铁成铜的记载古已有之，北宋仁宗时期还曾进行过实验，为什么偏偏到宋哲宗时期才得到推行呢？这既是客观形势的需求，也与张潜父子的尽力密切相关。北宋前期，一方面，铜矿的开采量呈逐步上升的势态，铜料供与需的对立尚不尖利；另一方面，政府长期以来采纳着“铜禁”办法，恐怕新的出产技术遍及撒播开来，会对政府的货币政策形成难以掌控的形势；加之，胆铜的规划化出产理论还处在探索阶段。这一时期，无论是客观因素，仍是主观因素，都还没有供给胆铜法出产的根底。而宋哲宗嗣位时，却面临着铜矿出产完毕了宋神宗时期光辉开展的阶段而进入急剧式微的时期，这种形势导致了大批铸钱监的罢废和铸钱额的剧减。宋政府面临着巨大的压力，急需采纳各种办法康复铜矿出产，进步产值。正是在这种形势下，张潜父子通过悉心实验，体系地总结出胆铜出产的办法，并自动将《浸铜要略》献给朝廷。客观需求与主观尽力得到了完美的结合。所以，在宋政府的大力提倡下，胆铜法出产迅速地被推行开来。宋政府推行的胆铜出产，最早实施于哪个采矿场呢？宋人著作中，首推信州铅山场。前引褚孝锡的《长沙志》就清晰说到“朝廷始行其法于铅山”〔21〕（卷二三《江南东路·饶州·景象下》）。洪咨夔的《大冶赋》中也专门说到：“其浸铜也，铅山兴利，首鸠＠⑩功。推而放诸，象皆取蒙。”〔24〕（卷一《大冶赋》）《舆地纪胜》中《信州》条下则曰：“胆水在宝穴，自昔无之。始因饶州布衣张甲献言，可用胆水浸铁为铜，绍圣元年（1094年），始令本州差厢军兴浸，其利渐兴。”从上面几条材料来看，朝廷最早是在信州铅山县推行胆铜法的，时刻正是在张甲献《浸铜要略》的绍圣元年（1094年），这今后才扩大到其他矿场。可是《建炎以来系年要录》〔25〕（卷五九绍兴二年十月辛卯）和《皇宋中兴两朝圣政》〔26〕（卷一二绍兴二年十月辛卯）中均说到：“元yòu＠①中始置饶州兴利场，岁额五万斤。绍圣二年（《皇宋中兴两朝圣政》为“三年”）又相信州铅山场，岁额三十八万斤。”清晰指出元yòu＠①年间饶州先设兴利场，开端浸铜。那么怎么分析上述材料的对立之处呢？我认为：张潜早在元yòu＠①年间就已在饶州从事胆铜出产的实验，估量那时的实验或许取得了矿场监官供给场所、铁等质料的协助，因尚属实验阶段，所以当地官没有提早申报中央政府。而信州铅山场则是官府在取得《浸铜要略》之后，通过查询，首要推行的胆铜场所。因为信州胆铜产值高，位置重要，现存史猜中记叙信州铅山场浸铜出产的内容也非常多，如前引南宋人赵蕃的记载等等。明代人胡我琨在《钱通》中也曾引录《广信府志胜》的记载，说到铅山县有两处浸铜场所：其一，“铜宝山，在县西南七里，一名七宝山。下有竹叶、猊（貌）平坑，石＠(11)中胆泉涌出，浸铁成铜。天久晴，有矾可拾。建隆三年置铜场，今废。其铜以土垢淋水浸铁为之。”其二，“锁山门，浸铜之所，在县鹅湖乡，去治七十里许。有沟漕七十七处，兴于宋绍圣四年，更创于淳熙八年，县尉马子岩有铭，至淳yòu＠①后渐废。”〔27〕（卷三《资采》）（注：建隆三年在铜宝山铜场出产的应是矿铜，不是胆铜。）比较之下，饶州兴利场胆铜出产的记载不只很少，胆铜产额也只占信州铅山场的八分之一弱。四、胆铜的出产工艺及出产本钱宋代胆铜的出产工艺有两种，一为胆水浸铜，一为胆土淋铜。两种工艺进程，在洪咨夔的《大冶赋》中均有具体的记载〔24〕（卷一《大冶赋》），现摘抄如下：附图从所述状况来看，胆水浸铜与胆土淋铜两种办法的原理是相同的，都是用胆矾水浸泡铁片置换出胆铜，仅仅胆水浸铜是指直接将天然胆水引进人工缔造的沟槽中，浸泡铁片；而胆土淋铜则要先采挖含有胆矾的土壤（包含采矿时被抛弃的矿土），用水灌浸，使胆矾溶入水中，发生胆水，再用人工盛舀胆水淋浸铁片置换出胆铜。这两种办法，各有利益与缺乏，宋人总结为：“古坑有水处为胆水，无水处为胆土。胆水浸铜，工少利多，其水有限；胆土煎铜，工多利少，其土无量。”胆水浸铜的长处是用工少，本钱低，但有必要依托春夏旱季胆水充分时从事出产，受时节、气候的影响很大。一旦春夏雨水少，涌出的胆水也会削减，天然无法大量出产胆铜。胆土淋铜比胆水浸铜投入的人工多，本钱高，可是胆土取之不竭，出产上又不受时节的影响，一年四季均可出产。因为两种办法各有好坏，在胆水浸铜法推行后，宋政府又先后在韶州岑水场、潭州永兴场、信州铅山场等处推行了胆土淋铜法，最大极限地进步产铜数量。与矿铜出产比较，胆水浸铜和胆土淋铜两种出产的本钱都比较低。崇宁元年（1102年）时，担任胆铜出产的官员游经说到，每出产一斤胆铜（此处应指胆水浸铜法），用本钱四十四文省。他主张：“措置之初，宜增本减息，庶使后来可继。胆水浸铜，斤以钱五十为本；胆土煎铜，斤以钱八十为本。比之矿铜，其利已厚。”〔3 〕（食货三四之二五）其时政府向矿铜出产者付出的本钱大约是每斤一百文〔28〕（卷四《论时势》）至二百五十文〔3〕（食货三四之二七）。 从节省政府资金的视点来考虑，胆铜法出产是值得大力提倡的。从北宋后期至南宋期间，出产一斤胆铜需求的耗铁量不是固定不变的，耗铁量最少的如《文献通考》所载，“大率用铁二斤四两得铜一斤”〔29〕（卷一八《征榷考五·坑冶）），耗铁量与出铜量比为2.25∶1； 据《宋会要辑稿》记载，南宋高宗晚期，各地年供铁料八十八万斤以上，而悉数胆铜产额只要二十一万斤，耗铁量与出铜量比为4∶1；南宋理宗时期，依照张端义《贵耳集》所言：“韶州涔（岑）水场以＠(12)水浸铜之地，会百万斤铁浸炼二十万（斤）铜……”〔30〕（卷下）耗铁量与出铜量比则增至5∶1。归纳以上材料，能够看出，跟着耗铁量的添加，胆铜原有的本钱低价的优势逐步削弱以致消失，这应该是南宋今后胆铜出产无法再康复到北宋时期的原因之一。五、宋徽宗至南宋期间胆铜出产区域与产值的改变自宋哲宗绍圣年间在信州铅山推行胆铜法后，很快就将这一新的出产办法推行到有胆水的矿区。大概在宋哲宗绍圣末元符初，游经曾主管推行胆铜出产，后以丁忧去官。建中靖国元年（1101年），游经守孝期满，向朝廷上言：“昨在任日常考究有胆水能够浸铁为铜者：韶州岑水、潭州浏阳、信州铅山、饶州德兴、建州蔡池、婺州宝穴、汀州赤水、邵武军黄齐、潭州矾山、温州南溪、池州宝穴，凡一十处。唯岑水、铅山、德兴已尝措置，其他未及司理。将来钱额愈见亏失。”户部认为请，所以命“宣德郎游经提举措置江淮荆浙福建广南铜事”。“崇宁元年户部言：‘游经申，自兴相信州铅山场胆铜已（以）来，收及八十九万斤八千八十九斤八两。……自丁忧免去之后，皆权官时暂监管，致今胆铜十失五六，今再除职事以来，自本年正月至九月二十日终，已收胆铜一十七万二千一百二十三斤八两……’”〔3〕（食货三四之二五）根据上述记载估测，游经在丁忧前推行胆铜出产时，信州铅山场、韶州岑水场、饶州德兴场胆铜出产成效已非常明显。游经以丁忧去官后，胆铜出产曾一度松懈，建中靖国元年

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鉴于前人对于高离子强度酸性复杂硫酸溶液中(特别当高温情况下)离子平均活度系数尚无数据，钟竹前、梅光贵拟以浓度代替活度计算高浓度酸性硫酸盐pH值，并导出了一个近似计算式，并进行了计算：10pHθ10-pH+{1+10pHθ[(SO42-)T-(H+)T]}·10-pH-[H+]T=0 (3)式中  (SO42-)T——溶液中SO42-组分的总浓度，mol/L   (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。

跟着锌冶炼规划和产能的不断扩大，对锌矿资源需求量增大，冶炼加工所运用的质料成分变得越来越杂乱。某公司规划年出产能力为10万t的锌锭出产线，出产工艺为：锌精矿焙烧一热酸浸出一低污染黄钾铁矾除铁。因为质料归于高铁闪锌矿，且含钴很高，达0.03%～0.05%（同行业界钴含量一般为0.01%～0.015%），高出行业界2～3倍，选用惯例逆锑法无法到达要求，因而，该公司在国内初次选用两段高温锑盐除钴的新工艺，因为锑盐在两段净化工序中都增加，故有时不可避免在新液中锑含量呈现超支或升高的状况；别的，因为所供质料产地不同，各产地质料锑含量的差异很大，也引起锑在溶液中改变不定。锑超支在锌电积中损害较大，使阴极锌板呈现大面积烧板，严重影响阴极锌质量和下降电流功率；因而行业界电积锌液锑含量一般都操控在0.1mg/L以下。锌电中除锑的办法首要有锌粉置换降锑，氢氧化铁吸附共沉淀法，有文献报导在铜离子和锌粉存在的条件下也能够到达降锑的作用，但没有相关的研讨数据和投入实践使用的报导。工业出产中呈现锑含量超支时，一般是将超支溶液回来中性浸出工序，或许回来净化第一道工序中，此处理办法使出产功率下降，辅料耗费进步。本文在文献报导的基础上，初次较系统地研讨了电积液锑超支时，补加增加剂硫酸铜、锌粉置换深度脱锑工艺。此工艺进程简略，只需在惯例的三段净化工序的最终一段补加增加剂硫酸铜，用少数锌粉置换就能够到达作用，具有较好的推广使用远景。     一、试验     （一）质料     试验溶液部分从某公司锌冶炼厂收集，为现已过二段净化脱除铜、镉、钴、镍等首要杂质后的锑超支标液，其杂质元素含量见表1。从表1数据能够看出二段净化今后，溶液中的铜、镉、钴、镍的含量已降至1mg/L以下，到达电积溶液的要求。锑尽管在净化前后改变很大，但净化后浓度还远远没有到达电积锌液质量的要求（锑浓度有必要低于0.1mg/L以下）。 表1  二段净化后溶液中杂质元素含量/ (mg·L-1）项目CuCdCoNiSb净化前液0.441.800.891.91.9净化后液0.0350.540.830.930.43合格要求＜0.1＜1＜1＜1＜0.1     一部分含锑较高的溶液经过参加(AR，天津凯通）制造而成；硫酸铜溶液由五水硫酸铜晶体（AR，天津凯通）制造而成。     （二）试验办法     试验模仿工业进程的第三段净化进程，即大部分首要杂质现已脱除的条件下，用较少数的锌粉对溶液中残留的杂质元素进行置换，以使电积液质量合格。试验溶液体积为1500mL，反响温度操控在65℃，锌粉（某冶炼厂自产，单质锌含量在98%以上）参加量为1g/L。操作进程：取锌电积溶液1500mL置于4L烧杯中，将烧杯放入数显水浴恒温振荡器（SHA－C数显水浴恒温振荡器，北京）内进行加热拌和，待温度升至65℃时，将锌粉分批次连续参加，拌和均匀后再分批次参加硫酸铜，调查和操控反响条件，反响1h后中止反响，进行过滤，并对滤液进行检测。     铜、镉、镍3种元素别离选用铜空心阴极灯、镉空心阴极灯、镍空心阴极灯在WFX－110B型原子分光光度计（北京瑞丽分析仪器公司）上进行测定。     钴元素在721型分光度计（上海精细科学仪器有限公司）上选用亚硝基R盐分光光度法进行测定。锑元素在721型分光度计上选用孔雀绿分光光度法测定。     二、成果与评论     （一）硫酸铜用量对低锑浓度下除锑作用及其它离子行为的影响     从工业现场取来锑含量超支的二净溶液（锑含量约为1.58mg/L)，调查了硫酸铜增加量对深度脱锑作用和净化液中其它离子含量的影响，成果如图1、图2所示。     从图1和图2能够看到，未增加硫酸铜时，锌粉对低锑浓度下的铜、钴、镉、镍杂质的置换作用依然有用，使它们的浓度进一步下降，而锑的改变甚小，标明单纯的锌粉置换除锑无法到达深度净化的意图。溶液系统中参加硫酸铜后，锑净除作用十分显着，锑浓度下降起伏很大，溶液中锑含量目标到达了电积锌液的要求。别的，等量锌粉作用下，铜、镉、钴、镍浓度比未增加铜离子时下降的起伏更大，标明参加硫酸铜对铜、镉、钴、镍等杂质元素的深度净化也有较好的作用。    硫酸铜在溶液中的作用机理可解说如下：锌粉置换出金属铜，铜附着在锌粉表面，构成一组微电池，有铜锌微电池周围的部分溶液区域可认为是一个电解池环境，而满意电解池要求的条件则是有必要有阴、阳极板和外部电源。那么在这个区域内被置换出来的单质铜粒（指的是独自存在并没有与锌粉附着的合金式的颗粒）或锌粉就起极板的作用，而外部电源就是Zn-Cu微电池；这样虚拟构成了一个电解池环境，阴阳极板材料或许都是金属铜或金属锌，也或许是两种金属的相互配对；当微电池放电时即通电，电解池阴极析、出的物质就应该依照标准电极电势排序方位的先后发作复原反响。     表2为锌冶炼净化溶液中所含的几种首要元素电极对的标准电极电势。从表2能够看到，锌电极对的电势最负，复原性最强，铜电极对电势最正，锑次之，镉、钴、镍的电势坐落中间。依照电极电势的排序，从阴极分出的各金属元素的先后次序是：Cu＞Sb＞Ni＞Co＞Zn，最早分出的金属是铜和锑。因而参加铜离子后，净除作用最显着的离子应该是铜，锑次之，但因为铜离子自身是增加剂，按实践净化份额核算，铜离子下降起伏也是最大，这儿不作要点评论。从数据上看到，镉、钴、镍都有小幅的下降，但锑浓度下降最为显着，这与锑的电极电势比其它几个离子电势相差比较大有关。从微观分析联系到微观实践锌电积工业中，当这些离子含量都超支时，阴极分出金属的次序也是依照Cu＞Sb＞Ni＞Co＞Zn这个次序，反映到出产成果就会  呈现铜、锑、钴、镍和镉的各种烧板现象。所以，经过原电池一电解池电化学理论系统，较好地解说了增加铜离子对Cu、Ni、Co、Cd各离子的深度净化作用的机理。 表2  几种金属元素的标准电极电势（V)Zn2+/ZnCu2+/CuCd2+/CdCo2+/CoNi2+/NiSb3+/Sb-0.762+0.344-0.403-0.277-0.25+0.152     从图1和图2还能够看到，跟着硫酸铜用量的增大，对各离子净化程度进一步增大，尽管锑离子的浓度下降起伏趋于陡峭，但铜离子量的增大，仍是有利于各杂质离子的净化。这也能够从原电池一电解池电化学理论系统阐明：当硫酸铜量增大，系统中置换出来的单质铜量增大，可构成的微电池组数量相应增大，极板首要由金属锌和金属铜来组成，可构成的极板肯定数量也增多，这样有利于整个电化学反响，从而对杂质的净化作用有利。     在实践工业电积出产中，当锑离子浓度下降到0.1mg/L时，对电解锌的质量影响甚微。在深度净化时，确保了必定铜离子增加量后，锑离子浓度就会下降到必定程度，低于0.1mg/L时，要进一步大起伏下降，则有必要有别的的办法。     从图1和图2能够看到，当初始溶液中含锑约为1.58mg/L时，参加硫酸铜量在25mg/L左右，锑到达深度净化脱除，低于0.1mg/L，满意电积液的质量要求，一起其它杂质离子也得到了进一步的净化脱除。     （二）硫酸铜用量对中等锑浓度下除锑作用及其它离行为的影响     图3和图4示出了中等锑浓度（锑浓度为 3.08mg/L）下铜离子用量对溶液中杂质的净化作用。从图中能够显着看到，不加铜离子，净化后锑浓度下降了一半左右，但依然无法满意电积液的要求。跟着铜离子量的增大，锑净化程度逐步进步。当硫酸铜参加量到达0.25g/L后，锑深度净化才合格。成果标明，当电沸浓度升高后，增加的铜离子量也要相应增大才干满意深度净化的要求。     （三）硫酸铜用量对高锑浓度下除锑作用及其它离子行为的影响     在相对较高的锑浓度（锑浓度为16.15mg/L)条件下，调查了铜离子浓度对电积液中杂质去除率的影响，见图5～6。    从图5能够看出，跟着硫酸铜用量的不断增大，锑的净化率显着增大，直至硫酸铜用量为0.66g/L后锑的去除率趋于陡峭，当硫酸铜参加量到达0.82g/L时，锑浓度才干到达电积液质量要求。从图6能够看出，跟着硫酸铜参加量增大，镍含量下降趋势最为显着。从除锑的作用、硫酸铜用量以及残留铜离子量3方面考虑能够看出硫酸铜用量为0.82g/L时，能够到达深度净化除锑的意图。     从以上成果评论能够发现，当锑浓度改变时，参加的硫酸铜量也相应的改变，要到达深度净化的要求，硫酸铜的参加量要操控在必定的范围内。     三、结语     （一）锌粉直接净化除锑不能到达深度净化的要求，增加硫酸铜后，深度净化除锑明显，且有利于进一步净化铜、钴、镉、镍各离子。     （二）跟着锑浓度改变，增加的硫酸铜量也要相应的改变。当锑浓度在1.58mg/L时，操控硫酸铜在0.025g/L以上、锌粉1g/L时就能够将锑净除合格；当锑浓度在3.08mg/L时，操控硫酸铜在0.25g/L以上时，锑净除才可合格；当锑浓度在15.16mg/L时，操控硫酸铜在0.82g/L以上时，锑脱除合格。

―、硫酸镍和氯化镍中镍总量的测定　　1.办法摘要　　在碱性溶液中，镍与EDTA生成安稳的络合物，以紫脲酸铵为指示剂，反响如下：　　　　2.试剂　　(1)标准0.05molEDTA溶液;　　(2)缓冲溶液(pH=10)：溶解54g氯化铵于水中，加人350mL(d=0.89)加水稀释至1L;　　(3)紫脲酸铵指示剂。　　3.分析办法　　取分析镀液10mL于100容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。汲取此稀释液10mL于250mL锥形瓶中，加水80mL，缓冲溶液10mL，加人紫脲酸铵指示剂少数，以标准0.05molEDTA滴定至由橙黄色恰变为紫色为结尾。　　　　二、氯化镍中氯离子含量的测定　　1.办法摘要　　氯离子与定量地生成白色氯化银沉积，以为指示剂，反响式如下：　　　　2.分析办法　　用移液管汲取镀液10mL于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。汲取此稀释液10mL于250mL锥形瓶(若测Ni2+总量已稀释，可直接汲取稀释液)。加水50mL及1%溶液2?5滴，用0.1mol标准滴定至最终一滴生成的白色沉积略带淡红色为结尾。　　三、的测定　　1.办法摘要　　是一元弱酸，不能直接用碱滴定。但甘油、甘露醇和转化糖等含多羟基的有机物，能和生成较强的络合物，可用碱滴定，以酚酞为指示剂。　　2.试剂　　(1)甘油混合液：称柠檬酸钠60g溶于少数水中，加人甘油600mL，再加人2g酚酞(溶于少数温热乙醇)，加水稀释至1L。　　(2)标准0.1mol溶液。　　3.分析办法　　汲取稀释液10mL于250mL锥形瓶中，加水10mL，加甘油混合液25mL，以0.1mol标准滴定至溶液由嫩绿色变为灰蓝色为结尾。　　附注：结尾编号由嫩绿―灰蓝―紫红。例如，灰蓝色结尾不易控制，可滴至紫红色再减去过量的毫升数(约0.2mL)。

产品后处理包含剥离、破坏、洗刷、中和与枯燥等工艺进程，以得到契合用户要求的电解二氧化锰制品。后处理关于电解二氧化锰的功能有着很重要的影响。    一、剥 离    将二氧化锰沉积物连同阳极一同从电解槽中取出，用水冲刷或热水浸泡，除掉沉积物表层的电解液等杂物，再把二氧化锰沉积物从电极上剥离下来，得到块状二氧化锰半制品。剥离产品后的电极经恰当处理从头装槽运用，产品的剥离一般为手工操作，在国外已有机械剥离的实例。    二、粉 碎    块状二氧化锰半制品先经颚工破碎机粗碎，然后用雷蒙机或其他破坏设备进行破坏，制成契合用户粒度要求的二氧化锰粉。    三、洗刷与中和    破坏后的二氧化锰粉中还含有必定量的电解液(硫酸锰和硫酸的水溶液)和电解液蒸腾抑制剂等杂质，因而有必要进行洗刷和中和，以除掉Mn2+和SO42-等杂质，并调整pH值，使之抵达规则的要求。    (1)二氧化锰的洗刷    洗刷是用水将制品中的硫酸盐、硫酸等杂质从二氧化锰颗粒表面及其骨部孔隙中洗出来，然后削减二氧化锰制品中的杂质含量。因而，洗刷操作应包含两个根本进程：使洗水与二氧化锰粉末充沛混合、触摸；使洗水与二氧化锰粉末别离。    在电解二氧化锰出产中，二氧化锰的洗刷是在圆柱形洗刷槽中进行的。洗刷槽中设备有机械拌和设备。破坏后的二氧化锰粉末，直接投入洗刷槽或用水调成浆状后用泵输入洗刷槽中，参加70℃左右的热水，用机械拌和进行洗刷。这时，在洗刷槽中形成了均匀的二氧化锰粉末悬浮液，二氧化锰颗粒与水充沛混合，彼此触摸。在这个进程中，首先是二氧化锰颗粒表面上的H+,SO42-,Mn2+等离子溶颗粒内部的微孔水膜中。因为浓度梯度的存在，微孔水膜中的H+,SO42-和Mn2+等离子向外分散，先抵达颗粒表面，然后在浓度和拌和的两层作用下，很快又向洗刷水深处分散，直至遍地的浓度梯度持平中止。这时假如再继续进行洗刷，作用甚微。因而，应中止拌和，进行沉积。在沉积进程中，二氧化锰颗粒在重力作用下渐渐向下沉降，待洗刷槽中上部为弄清的洗水，下部为二氧化锰沉积时，将弄清的洗水放入沉积池，将二氧化锰留在洗刷槽中，再参加热水，进行下一次洗刷。    二氧化锰颗粒内部的H+,SO42-和Mn2+等离子向颗粒表面分散的快慢与颗粒内部微孔的巨细、多少和形状、离子自身的巨细、浓度以及二氧化锰对离子的吸咐力等要素有关，一般只能经过实验进行测定。而关于SO42-,H+等离子由颗粒表面向洗刷水溶液中的分散，可近似地用稀释规律进行核算。由核算可得出如下定论：    ①每次洗刷时，水的用量愈多，即液固比愈大，洗刷作用愈好；    ②洗刷水总用量一守时，洗刷次数愈多，洗刷作用愈好；    ③每次残留于湿粉中的洗刷水愈少，洗刷作用愈好。    洗刷进程是物理进程，洗刷速度取决于分散速度。因而，能够用分散方程式定性地评论两相传质速率的影响要素。若洗刷前二氧化锰颗粒周围水膜或颗粒内的SO42-,Mn2+等溶质浓度为C0，洗刷后水中溶质浓度为C，其传质推动力为(C0-C),两相触摸面积为F，则分散速度方程为    式中，D为分散系数。    由上式可见，分散速度与分散系数D、两相触摸面积F及溶液与二氧化锰颗粒表面层溶质浓度差成正比。    分散系数D主要与洗刷水温度有关。洗刷水温度愈高，离子和分了的运动速度愈快，分散系数也愈大，洗刷作用愈好。    添加拌和强度，使二氧化锰固相颗粒与水相充沛混合触摸，可添加两相触摸面积；一起充沛拌和，可减小液滴直径，这也添加了两相触摸面积。因而，洗刷时，加强拌和作用，可进步洗刷作用。    在洗刷进程中，固相中溶质浓度C0不断减小，而水相中溶质浓度C不断添加，其浓度差(C0-C)随洗刷时刻的延伸而减小，因而洗刷速度随每次洗刷时刻的延伸而减慢。当洗刷速度降到必定值时应中止洗刷。这就是说，宜选用短时刻屡次洗刷工艺。工业出产中，一般用热水洗刷10次、每次40min左右。[next]    近些年来电解二氧化锰供应商根本上都选用破坏至10~20mm的粗颗粒MnO2块状漂洗，该办法具有不必加NH4CI解胶，沉清好，易于枯燥与MnO2回收率高级长处。此外，还选用NaOH替代NaHCO3中和，处理后电解MnO2大批量机械混匀，有利于产品质量的安稳与进步。    (2)游离酸的中和及中后的水洗    实验标明，经过水洗，可将二氧他锰粉中的SO42-离子由本来的2%~3%下降到1%左右，但pH值改变不大。并且，只要水洗过的二氧化锰粉料，其电极电势下降速度快。这说明，水洗不能“完全”除掉二氧化锰粉猜中的游离硫酸。有必要用碱性溶液进行中和。    工业出产中一般用5%~10%NaHCO3溶液或NaOH溶液进行中和，温度60~70℃,中和时刻1h左右。中和后放入热水中进行洗刷。因为中和后的料浆中有少数胶体生成，二氧化锰的沉降速度很慢，因而，需参加带酸性氯化铵作解胶剂，以加速二氧化锰的沉降速度。NH4CI溶液的浓度为2%~5%。    (3)脱水    洗刷后需进行脱水，以削减二氧化锰湿猜中的含水量，然后加速枯燥速度，削减能耗。二氧化锰湿料的脱水，一般选用板框压滤机或圆盘真空过滤机。    四、二氧化锰湿料的枯燥    二氧化锰湿料的毛细管水和孔隙之间的水分，统称为吸咐水。吸咐水被除掉后，在湿润的环境中，可从头被吸附在二氧化锰粉猜中。二氧分锰中还有另一种水，这种水存在于二氧化锰晶格中，成为二氧化锰晶格的组成部分，称之为结合水或结晶水。结合水的存在有利二质子在二氧化锰晶格内的分散，对二氧化锰的电化学活性有利。电解二氧化锰的结合水含量一般为3%~5%，结合水一旦失掉，就不能再康复。    挑选适宜的枯燥工艺条件，使二氧化锰湿料枯燥速度快，产品质量好，是至关重要的。    枯燥温度是枯燥速度影响最大的一个工艺要素。枯燥温度越高，枯燥速度越快，但有必要严格控制枯燥温度不超越110℃。若超越110℃，二氧化锰会部分失掉结晶水，下降其电化学活性。    枯燥物料的枯燥面积越大，枯燥速度越快，因为枯燥时水分的蒸腾是在物料表面进行的，所以，枯燥时料支越薄，枯燥得越快。    枯燥时，在物料表面上蒸腾的水分，有必要分散到空间被热风(枯燥介质)或空气带走，蒸腾方能不断地进行。若热风的流速很小或枯燥空间的空气不活动，则蒸腾出的水分很快使与物料触摸的热风或空气抵达饱满，蒸腾速度减慢，乃至联能继续进行，因而，在用热风作加热介质枯燥时，热风要以满足的流速经过物料；在用蒸汽经过热传导的办法在烘房中进行枯燥时，要在烘房里安顿排风机以加速空气的活动。    枯燥物料空间的相对湿度愈大，则物料上方空气(或热风)中蒸汽浓度愈大，因而，枯燥速度愈慢。要加速枯燥速度，就须下降枯燥物料空间的相对湿度。这能够从两方面考虑：恰当加大热风流量(即流速)，或强化空气循环，使蒸腾的水蒸气赶走；恰当添加枯燥物料空间(或热风)的温度，然后添加物料上方的空气(或热风)所能包容的最大水蒸气量，这相当于相对湿度的下降。    工业出产中运用的枯燥设备有回转窑枯燥机、耙式枯燥机、气流枯燥机、也能够用传统的蒸汽烘房。    因为后处理与产品功能联系极大，旨在进步产品质量、下降消耗的后处理工艺的改进工作一直在进行。据报道，日本电解二氧化锰出产中产品后处理操作选用二次漂洗二次枯燥流程，即剥离后的阳极沉积物先用热水洗刷，以洗去作为电解液蒸腾抑制剂的白腊及吸咐的电解液，然后经枯燥，破坏到规则的细度，再进行二次漂洗、中和、过滤，然后经枯燥即成制品。这种二次漂洗流程无疑地对进步产品纯度和节约中和剂是有利的。在第一次漂洗粗块产品时，还可将产品表面的电极腐蚀产品(石墨)和贱价锰氧化物洗去，而选用一次漂洗流程是较难获得这一作用的。

一、槽电压    槽电压就是电解槽内相邻阴、阳极之间的电压低数值。它可用每对阴、阳极之间的实际电压低来表示。但在生产实践中，由于电解槽的数目很多，阴阳极对数则更多，而每对阴阳极之间的电压降因具体情况不同而有所差别，所以并不使用测定方法，而是用供给所有串联电积槽的总电压减支导电板的电压降，除以串联电路上的总槽数，所得的高即为槽电压，公式表示为    式中  V槽——槽电压；            V1——所有串联的电解槽总电压；            V2——导电板电压降；            N——电解槽总数。    一个电解槽的电压由下列部分构成：电解MnO2的理论分解电压、电解质溶液的电压降，以及接线的接触电阻、极板电阻等所引起的电压降，用公表示为                             V槽=(φ+-φ-)+IR液+IR极+IR接    式中  (φ+-φ-)——电极极化电势，即电解MnO2的理论分解电压；          IR液——电积液电阻电压降；          IR极——极板电阻电压降；          IR接——接触电阻电压降。    电解液虽然可以依靠离子导电，但与金属导体相比，电阴要大得多。当电流通过电解液时，必然引起时压降，其大小与电流密度、阴阳彬间距离、电解液的电阻率成正比，可用以下公式表示                                        V液=IR液=J·ρL    式中  V液——电解液电阻电压降，V;            J——阳极电流密度，A/m2;             ρ——电解液的电阻率，Ω·m;             L——阴阳极刘距离，m.    需要指出的是，工业生产不可避免地有其他离子(如Mg2+,Ca2+等)存在，因而实际的电解液的电压降要比以上计算值更大，一般在0.4~0.6V之间，为降低电能消耗，希望降低V液的数值 。这就要求降低电流密度，缩短极间距离，但同时它又对提高电流效率、强化生产不利，因此，必须合理确定电解条件。   钛阳极板及导电头都有一定的电阻，消耗一部分电压，一般在0.2V左右。阴极碳棒或铜板及导电系统也有一定的电阻，也消耗一部分电压，约0.02V。    阴阳极接触导电头在接触点上也有接触电压降，大约为0.03V左右。由于这种接触电接头在工业生产中数以万计，因此，力求降低接触点电压降对于节约电能有着重要的实际意义。在实际操作中，必须注意各接触点导电良好。    以上四项电阻电压降之和，即为电解林下风范的槽电压。槽电压还决定于电流密度、电解液的酸度和温度以及电极间的距离，此外还与接触点电阻有关。因此，降低槽电压的途径就是减少电解液的电阻率，缩短极间距离，减少接触点上的电压损失等。    根据梅光贵等人的试验数据，以钛材为阳极、碳棒为阴极，电解MnO2的槽电压一般为2.5~3.0V,用紫Cu管为阴极，一般可降低槽压0.5V左右，以Ti-Mn合金涂层为阳极，阳极孙钝化，可降低槽电压0.2V左右。[next]    二、电能效率    电能效率就是电解生产过程中生产一定量的金属，理论上所必需的电能与实际上消耗的电能之比，即    即    电能效率(ηe)=电流效率(ηi)×电压效率(ηV)    要提高电能效率，除通过提高电流效率外，不要提高电压效率，其途径为降低电解液电阻，适当提高电解液温度，缩短极距以减少电极极化，降低槽电压等。    三、电能消耗    电能效率代表电积过程的技术水平。但在生产实际中，很少将其作为一个经常的指标计算。工厂实践中作为经常计算的实际的电能消耗，即每生产一吨MnO2消耗的电能(kw·ht),以W表示，计算公式为    式中  I——通过电解槽的电流，A；            t——电解沉积的时间，h;             n——电解槽数；            q——MnO2的电化当量，1.6216gA-1·h-;             V槽——槽电压，V;            ηi——电流效率，%；           W——析出吨MnO2的电能消耗，kW·h.    根据工业生产数据，电解MnO2的直流电单耗一般为2000~2500kW·h/t.

硫化矿的浸取必须用氧化剂将硫氧化为单质硫或硫酸根才能使铜溶出，因此浸取化学一方面要研究氧化剂和硫的氧化－还原作用，同时还要分析反应生成的各种中间产物。硫酸盐溶液是最重要的硫化铜矿物浸取体系，因为它比其他体系与浸取产物更加相容、一致。常压下可借助于氧化剂氧化硫，最常用的氧化剂是Fe3＋，其被还原后可由空气中的氧氧化再生，返回使用。 图1是Cu－Fe－S－H2O系的Eh－pH图，表明了各种铜、铁硫化矿物的稳定区域。这些图对于选择硫化矿的浸取条件和了解各种化合物及离子的存在的电位、pH值范围有指导意义。图1  25℃下Cu－Fe－S－H2O系的Eh－pH图 （溶液中总硫量为0.1mol/L，Cu2＋的活度0.01mol/L）硫化铜矿物多是半导体，具有不同溶出休止电位的矿物紧密接触，发生氧化－还原反应时，产生原电池作用。表1为各种硫化铜矿物及其他常见矿物的休止电位。 黄铁矿最为稳定，因此在与其他硫化矿物接触，组成原电池，它总是处于阳极，不被氧化。处于阴极的矿物则失去电子，而被氧化。 表1  硫化铜矿物及其他常见矿物的休止电位（mV对标准氢电位）FeS2CuFeS2Cu2SCuSPbSZnSFeS630460～560440420280－240－280 一、辉铜矿浸取 早期研究表明，浸取天然辉铜矿时，产生一系列的中间矿物：Cu2S→Cu1.8S→Cu1.2S→CuS。从休止电位的观点看，应该依上述顺序增加，因而稳定性增加。但是，实际上在30℃和较低的高铁离子浓度下，并不产生CuS。反应依下述步骤进行： 第一阶段A：  5Cu2S→5Cu1.8S＋Cu2＋＋2e 第一阶段B：  5/3Cul.8S→5/3Cul.2S＋Cu2＋＋2e 第二阶段：   5/6Cul.2S→5/6S＋Cu2＋＋2e 在30℃下，第一阶段的反应与矿石粒度有关，而第二阶段反应与矿石粒度无关。但是第二阶段反应氧化生成单质硫，必须在较高的温度下反应才能进行完全。对电极反应动力学的研究说明，90℃，常压下反应缓慢的原因，不是由于单质硫可能形成膜而阻滞扩散，而是由于电子在硫化矿表面的传递缓慢。这是一种电化学的观点。 用0.5mol/L Fe3＋及0.001 mol/L Fe2＋为浸取剂，浸取0.1mol/L辉铜矿，Fe3＋/Fe2＋电对的起始电位Eh为917mV，当第一阶段结束时为781mV，最后在第二阶段结束时降低到735mV。在90℃下，以0.5mol/L的高铁离子为浸取剂进行第二阶段浸取，矿石粒度210～297μm（48～65目），经2h，铜的浸取率达到90%。结果与收缩核模型相符。 辉铜矿浸取第一阶段浸取测得的活化能都比较低，因此认为是扩散控制的研究者较多。而铜蓝浸取测得的活化能普遍较高，因此认为是反应控制者较多。 二、斑铜矿浸取 斑铜矿常与黄铜矿、辉铜矿共生，使用旋转电极研究表明，在30～70℃同样条件下，斑铜矿的浸取速度仅为辉铜矿的一半左右。溶解分为两个阶段，先生成一种非计量比的矿物，反应如下， Cu5FeS＋xFe2（SO4）3 ==== Cu5－xFeS2＋2xFeSO4＋xCuSO4 第二阶段，该非计量比的矿物转化为黄铜矿并生成单质硫， Cu5－xFeS＋（4－x）Fe2（SO4）3 ==== CuFeS2＋（8－2x）FeSO4＋（4一x）CuSO4＋2S 当在35℃以下浸取斑铜矿时，反应动力学曲线呈抛物线状，反应停止于第一阶段，生成非计量比的斑铜矿。在高温下，黄铜矿继续被浸取，动力学呈直线方程。 另一项研究，在101.3kPa的氧分压、90℃的0.1mol/L硫酸中，浸取8h，粒度－45＋38μm的天然斑铜矿的铜浸取率仅28%。颗粒外面为铜蓝，核心仍然是斑铜矿。铜蓝反应生成的单质硫可能形成阻滞膜使反应难以继续进行。 三、黄铜矿浸取 A 钝化现象 氧气氧化浸取黄铜矿的速度与温度的关系如图2所示，在180℃以下时，以氧气消耗表示的黄铜矿浸取速度很慢，浸取过程可以用下列总反应式表示： CuFeS2＋4H＋＋O2 ==== Cu2＋＋Fe2＋＋2S＋2H2O 200℃以上反应速度明显加快，主要反应是：  CuFeS2＋4O2 ==== Cu2＋＋Fe2＋＋2SO42－ 在用硫酸铁浸取时也有类似现象。大多数研究者认为是生成单质硫的膜阻滞进一步的反应。也有的认为是由于铁盐水解沉淀形成阻滞膜，这在细菌浸取时，尤其重要，因为此时溶液的pH值在1.5～2之间。以上这种现象称之为“钝化”。图2  不同温度下黄铜矿氧气氧化浸取速度 （氧分压为0.69MPa，矿浆浓度为100g/L）有的试验用有机溶剂将生成的单质硫溶去，果然加快了浸取，恢复到原来的浸取速度。不过，也有不同的实验，发现溶去硫后并不能加快浸取速度。 近年采用电化学、表面分析（如俄歇能谱，X－射线光电子能谱）等新手段研究，确认在氧化浸取黄铜矿CuFeS2时，部分Fe2＋先被浸出，Fe、Cu的溶出比例是4比1。导致先生成二硫化铜，继而生成多硫化铜中间产物。因此认为整个浸取速度由多硫化铜的缓慢分解为单质硫和铜离子的速度决定。而这个速度比较慢，从而降低了浸取速度。 无论是采取高压氧气或高铁为氧化剂，或者细菌氧化，在一定条件下都产生钝化。克服钝化，提高反应速度成为黄铜矿浸取研究的中心课题。 B 浸取动力学 黄铜矿浸取的活化能普遍很高，因此认为化学或者电化学反应控制的较多。但是也有的研究者认为高活化能是孔内扩散造成的。 C 非氧化溶解 纯黄铜矿矿粉在95℃的3mo1/L的HCl及0.4mo1/L的NaCl溶液中浸取14.5h，铜未被浸出，但铁浸出率达11.45%，认为可能是发生了下列反应：  CuFeS2＋2H＋ ==== CuS＋Fe2＋＋H2S D 亚铁离子的影响 不少实验中观察到，在硫酸铁浸取黄铜矿的溶液中添加亚铁离子，会导致浸取反应的速度降低。可能是由于Fe（III）/Fe（II）电对的电位受亚铁离子浓度的影响，随着Fe（II）增加而下降。 但是，近年日本学者报道，以含0.04mo1/L硫酸亚铁的稀硫酸溶液为浸取剂，30℃下通入空气浸取黄铜矿，浸取速度甚至比含0.2mol/L硫酸铁溶液通空气的浸取速度快得多。而且，浸取速度随加入的亚铁浓度而升高。但是如果通入氮气，则不反应。他们提出的反应机理是在亚铁参与下，发生了下列反应：  CuFeS2＋3He2＋＋3Cu2＋ ==== 2Cu2S＋4Fe3＋ Cu2S为空气氧化或高铁离子氧化而被浸取，生成铜离子和单质硫。比如： Cu2S ＋4Fe3＋ ==== 2Cu2＋＋4Fe2＋＋S 在第一步反应中，亚铁离子起到了还原剂的作用。过去也有过不少研究先还原黄铜矿，而后浸取，如有人用在铜离子存在下，以二氧化硫还原黄铜矿，生成辉铜矿和斑铜矿，而后浸取。

二氧化钛，俗称钛白，是一种重要的化工质料和功能优秀的白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸等职业。现在，钛白的工业出产办法首要有硫酸法和氯化法。硫酸法以钛铁矿为质料，出产进程中发作很多废酸、酸性废水和含硫烟气，环境污染严峻；氯化法的高温氯化和氧化进程难度大，而且出产进程中发作的毒性氯化物难以处理，需深井填埋。因而，亟需研制环境友好的二氧化钛清洁出产新工艺。中国科学院进程工程研究所成功研制出了碱法钛白清洁出产新工艺，使用此工艺可出产金红石型和锐钛矿型二氧化钛。 一、实验部分 （一）实验原理 高钛渣的首要成分是Ti3O5，Ti3O5在NaOH熔盐中发作如下反响：水洗反响产品，Na2TiO3中的Na+与水中H+发作离子交换反响，部分Na+浸出至液相中，构成必定浓度的碱液。首要反响可表明为：洗后的固相(xNa2O·TiO2·yH2O)与硫酸反响构成硫酸钛溶液，反响式如下：硫酸钛溶液水解生成偏钛酸沉积，反响式为：（二）实验质料与仪器 实验所用NaOH、硫酸均为分析纯，水为去离子水；依据文献制得熔盐反响产品，水洗后得到的水洗料为实验质料，组成见表1。 表1  水洗物料的化学组成    %用荷兰PANalytical公司的X' Pert PRO MPD型X射线衍射仪断定产品物相，用美国Perkin-Elmer公司的Optima 5300 DV型电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)分析质猜中的元素组成，用激光粒度仪测定水解后偏钛酸的粒度散布，用XRD分析晶型。 （三）实验办法 1、硫酸钛溶液的制备 制造不同质量浓度的硫酸溶液，并与水洗物料依照必定份额参加三口烧瓶中。三口烧瓶置于恒温油浴中，在设定温度下反响一段时刻后，取出，过滤，滤液即为硫酸钛溶液。依据文献测定硫酸钛溶液的质量浓度（以TiO2计）及F值。 2、硫酸钛溶液的水解 向三口烧瓶中参加硫酸钛溶液，并置于已升温至必定温度的恒温油浴中，反响计时。反响进程中守时取样，过滤，测定滤液中钛质量浓度。反响完毕后，过滤，测定滤液中钛质量浓度，核算水解率。偏钛酸滤饼充沛洗刷后经盐处理煅烧得到二氧化钛。硫酸钛溶液水解率核算公式如下：其间：ρ(Ti)0为反响开端时硫酸钛溶液中总钛质量浓度；ρ(Ti)t为反响t时溶液中总钛质量浓度。 （四）实验工艺流程 实验准则工艺流程图如图1所示。图1  钛清洁出产工艺流程 流程首要包含5个操作单元：熔盐反响单元，多级逆流洗刷与介质循环单元，硫酸钛溶液制备单元，硫酸钛溶液水解单元，盐处理和煅烧单元。新工艺以高钛渣为质料，熔盐为反响介质；将钛转化为钛酸钠；钛酸钠经多级逆流洗刷后钠离子浸出至液相，构成必定浓度的碱液，碱液经除杂、蒸腾浓缩后回来至熔盐反响单元循环使用，钛留在洗后固相中，随后在稀硫酸中溶解构成硫酸钛溶液；硫酸钛溶液加热水解制备偏钛酸，水解母液经膜分离除杂后循环使用，偏钛酸经进一步盐处理和煅烧得到二氧化钛。其间硫酸钛溶液的制备与水解进程是该工艺的中心部分，决议着产品二氧化钛的功能，包含纯度、粒度散布及颜料功能等。硫酸钛溶液的制备与水解也是传统硫酸法的中心操作单元，但新工艺中硫酸钛溶液的组成（离子品种、浓度等）、制备进程和水解机制均不同于传统硫酸法。 二、成果与评论 （一）硫酸钛溶液的制备 1、实验规划及成果 取不同质量分数的硫酸与必定量水洗物料，在50℃下反响4h，过滤。水洗物料用量和硫酸质量分数对产品硫酸钛溶液质量浓度（以TiO2计）和F值的影响见表2。 表2  硫酸质量分数和水洗物料用量对硫酸钛溶液性质的影响2、水洗物料用量与硫酸钛质量浓度的联系 用表2中水洗物料用量对硫酸钛质量浓度作图，如图2所示。硫酸钛质量浓度随水洗物料用量增大而增大，两者之间约为2次函数联系：式中：a，b，c为常数。用MATLAB拟合，成果a＝0.00676，b＝0.773，c＝76.1。因而，制造不同质量浓度的硫酸钛溶液所需的水洗物料用量能够用式(7)核算：式(7)的相联系数r2＝0.992，二次曲线的拟合成果与实验成果相吻合。图2  硫酸钛质量浓度与水洗物料用量之间的联系 3、硫酸质量分数与硫酸钛溶液性质的联系 由表2看出：硫酸质量分数对硫酸钛溶液质量浓度及F值均有影响。假定硫酸质量分数与硫酸钛溶液质量浓度及硫酸钛溶液酸度之间契合二次曲线联系，即满意其间：w表明硫酸质量分数；ρ表明硫酸钛溶液质量浓度；F表明硫酸钛溶液酸度；h，i，j，k，l，m为常数。将表2数据以MATLAB拟合，得h＝0.000378,i＝－27.7,j＝0.195,k＝－0.247,l＝83.9，m＝－54.5。所以，硫酸质量分数与硫酸钛溶液质量浓度和F值之间的联系可表明为：将上式中的w对ρ、F作图，成果如图3所示。图3  硫酸钛质量浓度及F值与硫酸质量分数之间的联系 能够看出：当硫酸钛溶液质量浓度恒守时，随F值增大，硫酸质量分数增大；当F值恒守时，随硫酸钛溶液质量浓度增大，所需的硫酸质量浓度增大。这是由于硫酸钛溶液质量浓度增大，水洗物料的消耗量增大，进而溶解水洗物料所需的硫酸的量增大。 （二）硫酸钛溶液的水解 1、水解温度对硫酸钛水解率的影响 在F＝1.75、钛质量浓度（以TiO2计）140g/L条件下调查温度对水解的影响，成果如图4所示。能够看出：升高温度能够增大水解率，这是由于水解反响是吸热反响，升高温度可促进反响正向移动，有利于水解的进行。由图4还看出，水解进程大致分为3个阶段：第1阶段为0～30min，此阶段没有固相物分出，水解率低，液相组成没有明显改变；第2阶段为30～90min，此阶段有很多偏钛酸固体分出，分出速度较快；第3阶段为90min今后，此阶段硫酸钛分出速度减慢。图4  反响温度对硫酸钛水解率的影响 2、F值对硫酸钛水解率的影响 在钛质量浓度（以TiO2计）200 g/L、水解温度110℃条件下，调查F值对硫酸钛水解一的影响，成果如图5所示。能够看出，随F值增大，反响速度加速。依据反响(4)，下降溶液中硫酸质量分数，有利于水解反响正向移动。因而，较佳的水解F值断定为1.9～2.0，水解时刻为4h，此刻，硫酸钛水解率在90%以上。图5  F值对硫酸钛水解率的影响 3、硫酸钛质量浓度对水解率的影响 在F=2.0、水解温度110℃下，调查硫酸钛质量浓度对水解的影响，成果如图6所示。能够看出，随硫酸钛质量浓度增大，水解速度和终究水解率都下降。这是由于硫酸钛质量浓度增大今后，溶液中离子强度增高，薪相较难沉积分出。当硫酸钛质量浓度为204g/L时，水解率大于90%。因而，断定较佳的硫酸钛质量浓度为200g/L。图6  硫酸钛质量浓度对硫酸钛水解率的影响 4、水解进程中偏钛酸的粒度散布 将F＝1.75、钛质量浓度（以TiO2计）140g/L的硫酸钛溶液加热至102℃进行水解，反响进程中，守时取样分析水解产品偏钛酸的粒度散布。不同反响时刻下偏钛酸的粒度散布如图7所示。能够看出：反响开端阶段，偏钛酸粒度随时刻的延伸而增大；反响后期粒度根本坚持不变。图7  不同反响时刻偏钛酸的粒度散布 5、硫酸酞溶液制备和水解工艺的断定 依据上述实验成果，硫酸钛溶液最佳水解条件断定为：硫酸钛质量浓度200g/L，F＝1.9，反响温度110℃，水解时刻4h。将上述参数代入式(7)和(9)中，得硫酸钛溶液制备最佳条件为：硫酸质量分数43.4%，酸固质量比为1∶1。 （三）偏钛酸的SEM表征 反响产品偏钛酸充沛枯燥后，涣散在洁净的金属铝箔表面，用扫描电镜分析其描摹，成果如图8所示。能够看出，偏钛酸根本上为10nm左右的极微小颗粒，聚会后为2μm左右的较大颗粒，聚会体近似为球形。这种结构阐明在水解进程中发作了单一粒子生成和粒子聚合2个进程。图8  偏钛酸产品的SEM图谱 （四）水解机制分析 经过分析硫酸钛溶液水解生成偏钛酸的进程及反响产品偏钛酸的描摹，揣度水解机制为：第1阶段，硫酸钛溶液中的钛离子首要彼此结合生成线性聚合物，这种聚合物有利于锐钛矿型二氧化钛的构成，因而，硫酸钛溶液水解后悉数构成锐钛矿型偏钛酸； 第2阶段，固相物的粒度为1～3μm，偏钛酸初级粒子粒径仅为10nm，即硫酸钛溶液先生成10 nm左右的初级粒子，然后初级粒子彼此聚合构成粒径1～3μm的聚会体。跟着反响时刻的延伸，聚会体粒径逐步变大； 第3阶段，反响90min之后，此阶段，水解率缓慢添加，偏钛酸粒径没有明显改变。 上述3个阶段的反响时刻随反响温度改变略有不同：温度越高，第1阶段时刻越短；一起反响速度和水解率都较高。 （五）偏钛酸煅烧制备二氧化钛 水解制得的偏钛酸加热煅烧后能够得到二氧化钛。煅烧温度对二氧化钛晶型的影响如图9所示。图9  不同煅烧温度下的二氧化钛的XRD图谱 能够看出：在100℃下枯燥，偏钛酸晶型为锐钛矿型；煅烧温度较低时，晶型无改变，产品为锐钛矿型二氧化钛；煅烧温度高到800℃时，产品逐步转变成金红石型二氧化钛；温度为1000℃时，产品完全为金红石型二氧化钛。这阐明以本法制备的偏钛酸在不同温度下煅烧后，既可制备金红石型二氧化钛也可制备锐钛矿型二氧化钛。 三、定论 （一）用硫酸溶解高钛渣熔盐反响后的水洗物料可得到硫酸钛溶液，操控硫酸质量分数和酸固质量比能够得到不同F值和质量浓度的硫酸钛溶液。经过MATLAB拟合，断定硫酸钛溶液制备最佳条件为：硫酸质量分数43.4%，酸固质量比1∶1。该条件下制得的硫酸钛溶液质量浓度为190g/L，F＝1.9。 （二）硫酸钛水解进程中，下降溶液F值及硫酸钛质量浓度，进步水解温度，延伸水解时刻可进步水解率。最优水解条件为：温度110℃，时刻4h，硫酸钛质量浓度190g/L，F＝1.9。该条件下硫酸钛的水解率大于90%。 （三）XRD、SEM和粒度散布表征成果表明，硫酸钛的水解是分3个不同阶段进行的。

这种废旧溶液不能作为铝制件的碱蚀之用，这是由于溶液中有锌，碱蚀后的铝制件表面易呈现斑驳，严峻时还会使整个制件表面发花。若要运用这种溶液，可用工业将溶液申的锌离子氧化为硫化锌沉积。

铋的电解精粹是以经过开端火法精粹的铋铸成阳极，将电解分出铋铸成阴极，在和三氯化铋的电解液中电解，凭借直流电的效果，使阳极铋溶解，铋在阴极上分出。 铋的氯化溶液电解的工艺流程如图1所示。图1  铋的氯化溶液电解工艺流程 粗铋中杂质在电解时分为三类：一类在阴极分出；一类溶入电解液；一类不溶解而进入阳极泥。 一、铋电解的电极反响 铋电解示意图如图2。图2  铋电解示意图 在由和三氯化铋组成的电解液中的电离反响：在直流电效果下，阳极发作铋的溶解：阴极发作铋的堆积分出：跟着电解进程的进行，阳极铋逐步溶解，阴极上逐步分出铋而增厚。 二、杂质在电解中的行为 粗铋阳极板中含有多种杂质，这些杂质可分为三类： （一）较铋更负电性的金属：如铁、碲、铅、锡等，因为它们的标准电位比铋更负，所以先于铋进入电解液，生成氯化物盐类，其间氯化铅在溶液中溶解度小而沉积，其他氯化物进入电解液后，下降BiCl3浓度，使耗费添加，电耗添加，还会使阳极泥中海绵铋量添加，电流效率下降，使分出铋质量下降。 （二）较铋更正电性的杂质：如金、银等不溶解，进入阳极泥。少数银进入阴极铋是因为电解液循环机械夹藏所形成的。 （三）与铋电位挨近的杂质：如砷、锑、铜等，当这些杂质在溶液中浓度较大时，可能与铋一道在阴极分出。 所以要求电解运用的阳极质量好，主成分含量高，杂质含量低，特别是应严格控制砷、锑、铜的含量，以削减其在阴极分出的可能性。 三、铋电解造液法 因为铋离子在溶液中导电性差，因此铋阳极溶解的速度慢，而在阴极分出的速度快，从而使电解液中铋离子浓度不断下降，这种现象叫阳极钝化。所以在铋电解进程中，有必要制作部分含铋高的电解液弥补到已贫化的电解液中去。造液有两种办法：坩埚造液法与碱性造液法。 1、坩埚造液法。粗铋为阳极，铅条为阴极，铅条外用素烧的陶瓷坩埚作阴极隔阂。当新造液时，原液选用和食盐的混合液：而旧造液时，用电解后的溶液造液回来运用。在直流电效果下，氯离子移向阳极，使阳极铋溶解生成三氯化铋溶液，因为铋离子体积较大，不能透过阴极坩埚隔阂，而被留在电解液中，只要氢离子体积小，能经过隔阂在阴极放电。在不断对阴极弥补的情况下，电解液含铋量不断添加，其反响为：造液后的高铋溶液，经过电解液的循环，接连地弥补到电解出产中去，而含铋低的电解液，也经过循环不断回来造液。 坩埚造液法能够在不改变电解液量的情况下，进步电解液中铋离子浓度。 2、碱性造液法。阴极与阳极均用粗铋，不需阴极隔阂，造液运用食盐溶液，在直流电效果下，阳极铋溶解生成BiCl3，而在阴极表面分出并发生NaOH，其反响为：生成的氯化铋被水解为氯氧化铋，仅少数在阴极分出：阳极不断溶解，直至将溶液中氯离子耗费完毕。电解完毕后将碱液抽去，用将BiOCl浸出：因为浸出BiOCl的溶解度约束在100～120克／升铋左右，所以碱性造液法只能添加所需的电解液量，而不能进步电解液含铋量。 四、铋电解的技能条件 （一）电解液组成。电解液由与三氯化铋组成。在开槽制备电解液时，需配入一定量的食盐，其浓度为100千克食盐／1米3，以添加溶液中氯离子浓度。电解液中游离酸控制在80～100克／升，铋控制在120～150克／升。电解液密度1.2克／厘米3左右。电解液中酸量超越含铋量时，在阴极分出海绵铋，酸量过低则阳板溶解欠好，有片状物掉落，阳极泥含铋高，下降电流效率。当电解液中铋量过低时，阴极也分出海绵铋，而含铋过高时则需很多造液，使电耗添加。 2、阳极。阳极档次宜高，一般在90%～95%，最好大于95%，含硫要求不超越0.5%，含铅不超越3%。阳极中杂质含量对电解作业影响很大。某厂曾对表1所列阳极进行电解，技能条件控制为：电解液组成：Bi 90～115克／升，HCl 100～120克∕升，NaCl 80～100克／升，电流密度100安／米2。 表1  粗铋组成与电解作业联系由表1可见，粗铋含硫高时，阴极分出物呈混状，有一半的分出铋掉入阳极泥中，电流效率下降至50%左右，这是因为不溶的硫化铋薄膜阻止阳极铋溶解形成的。 粗铋中锑的含量直接影响阳极泥的附着情况，含锑高时，阳极泥不掉落，但含锑过高将引起槽压上升；当阳极含锑低时，阳极泥易掉落，添加了槽底阳极泥量，且电解液易污染。 粗铋含银与阴极分出铋含银间联系如图3所示。图3  粗铋含银与分出的铋含银间的联系 当粗铋含银低于1.5%时，电铋含银低于0.05%。 参加适量硫酸以除掉电解液中Pb2＋。但参加硫酸也有利于银在阴极分出，所以当粗铋含银大于1%时，不宜加硫酸避免银分出。 阳极板的厚度与电解周期有关，当阳极厚5毫米，电流密度100安∕米2时，可饱尝24小时电解，残极率35%。 （三）电流密度。电流密度是每米2阴极表面上经过的电流安培数，单位为安／米2。电流密度直接影响电解的出产率、电耗和出产本钱，是至关重要的技能参数。选定电流密度时要考虑经济和技能条件。不引起阳极钝化又能确保阴极分出物质量的最大电流密度称答应电流密度，在答应电流密度范围内，经济上最合理的电流密度叫经济电流密度，也就是本钱最低的电流密度，能够确保较高的阴极质量、较高的电流效率和较低的电耗的高电流密度。铋电解的电流密度一般控制在100～150安／米2，造液的电流密度为200～300安／米2。 （四）电耗、槽电压及电流效率。电耗是电解出产的首要技能经济指标，是每出产一吨铋在电解时所耗费的直流电数量，以千瓦小时／吨铋或千瓦小时／吨分出铋表明，电耗（W）首要由槽电压（V）和电流效率（η）所断定，其核算式： 从上式可见，电耗与槽电压成正比，与电流效率成反比，而以槽电压影响最大。 槽电压可用下式核算：式中，Ea－由阳极浓差极化引起的阳极电位（伏）；       Ek－由阴极浓差极化引起的阴极电位（伏）；       I－经过电解槽的电流强度(安)即电流密度乘以一个电解槽内阴极总面积(米2)；       R1－电解液电阻（欧）；       R2－阴极、阳极与导电铜板和导电杆等的电阻（欧）。 槽电压随电流密度的进步及电解时刻的延伸而进步。开端电解时槽压为0.25伏左右，跟着电解的进行，阳极泥层加厚，浓差极化加重，至电解后期达0.5伏以上。造液则开端为3.5伏左右，后期升至5.5伏左右。 铋电解的电流效率在90%以上，一般在95%左右。核算电流效率的公式为：式中G－分出铋分量（克）；     q－铋的电化当量，为2.6克／安·小时；     I－电流强度（安）；     t－通电时刻（小时）；     n－电解槽数目。 综上所述，列出铋电解技能条件如下： 电解液组成：游离80～100克／升；铋离子120～150克／升；NaCl 100～120克／升； 阳极档次：Bi高于90%；S低于0.5%； 电流密度：100～150安／米2；造液200～300安／米2； 槽电压：0.25～0.5伏：造液3.5～5.5伏； 电解液温度：25～30℃；造液时低于50℃； 电解液循环量：下进上出，5升／分； 极距：100～110毫米； 电解周期：2～3天；造液3～4天； 阳极泥率：10%左右；阳极泥含铋50%～70%； 残极率：35%～50%。 五、铋电解设备 某厂年产500吨电铋之电解设备为： 电解槽：2500×1050×1000毫米共30只，水泥槽体，内村沥青； 地下贮槽：2500×2000×1000毫米共2只，材料为混凝土槽体内衬沥青； 洗残极槽2个； 离心过滤机：φ600毫米（内衬胶）一台； 电动单樑桥式超重机（2吨）一台； 酸泵：φ'2"（内衬胶）2台。 六、分出铋的火法精粹 粗铋经电解精粹在阴极分出的电铋，含铋在99%左右，还含有铅、铜、砷、锑、碲、银等杂质，有必要再经火法精粹提纯。 将粉与分出铋分层装锅，每层分出铋厚度约300～400毫米，加硫份额为Bi∶S＝200∶1。装锅后缓慢升温至600℃，拌和捞除铜浮渣，然后参加固体碱，拌和除硫。再进行加锌除银与氯化除锌、铅，其原理与操作办法如前述。

氧化铜溶液是个错误的说法，在化学知识中，不存在氧化铜溶液这个化学名词。这是因为氧化铜不溶于水，将氧化铜粉末加入蒸馏水中，我们会看到黑色的氧化铜生于水底，没有任何反应。如果说氧化铜能在水中溶解，那么氧化铜就会和水发生反应，生成氢氧化铜，氢氧化铜溶液呈现蓝色。所以说，氧化铜溶液是一种蓝色溶液也是错误的，氧化铜溶液根本不存在。

一、有机溶剂萃取法转型 （一）基本原理 1、莘取剂。钨萃取工艺中，常用的萃取剂主要为有机胺和季铵盐，在有机胺中又分为伯胺、仲胺和叔胺萃取剂。 在胺类萃取系统中，有机相一般由胺、相调节剂和稀释剂组成。作为相调节剂的有醇类、酮类和磷酸三丁酯（TBP），但大都用醇类，作为稀释剂的多用火油。上述三种溶剂的份额视萃取条件而定。某些萃取系统萃钨的功能见表1。 表1  某些萃取剂萃钨的功能注：N235－三烷基胺；N263－季胺盐。 在用有机胺时，先用无机酸（常用H2SO4）与有机相效果，使胺生成胺盐，例如用2～3mol∕L H2SO4效果，则：用H2SO4≥5mol∕L效果时，则：2、萃钨进程。先用无机酸（如H2SO4）将Na2WO4溶液酸化至pH＝2.5～3.0，钨以（HW6O21）5－、（H2W12O40）6－、（W12O39）6－等存在。当这些溶液与酸化后的叔胺触摸时，发作阴离子交流萃取反响。 关于叔胺萃钨（Ⅵ）的反响，在不同文献报导中有所不同，即萃合物中萃取剂与钨的摩尔比动摇于1∶3～1∶2之间。因而，有的作者提出了叔胺萃钨的通式，即在Na2WO4溶液pH＝1～3条件下，用体积比为：% Alamine336∶癸醇∶火油为7∶7∶86的有机相萃钨（Ⅵ）的通式为：依据Kim等的数据，在此pH值范围内，通式中钨的阴离子为（W12O40H2）6－、(W6O21H)5-（低钨浓度下）和（W12O40）8－。 当Na2WO4溶液中存在着硅、磷、砷和钼时，在溶液pH＝2.5～3.0的条件下，它们均与钨生成杂多酸阴离子被叔胺萃取，这样，不只玷污终究钨产品，并且还给萃取作业带来困难。例如杂多酸根（SiW12O40）4－、（PW12O40）3－、（AsW12O40）3－与叔胺生成的萃合物是密度大于1g∕cm3的黏性物质，当沉降到萃取器底部时会阻塞溢流口。因而，当有这些杂质时，先向料液中参加F－离子（以氟盐参加），以生成不被萃取的H2SiF6、HPF6等。 3、反萃进程。为了直接获得（NH4）2WO4溶液，工业上用（或含部分钨酸铵）反萃钨。关于不同的有机相萃合物组成，其反萃的反响别离如下：可见，虽然有机相中萃合物的组成不同，但都是1mol钨耗费2mol氮。所用的浓度一般为3～4mol∕L NH4OH，反萃终了的平衡水相应保持在pH＝8.5左右。 （二）工业实践 用叔胺萃钨的准则流程参见图1。图1  从粗Na2WO4溶液制取钨化合物准则流程图 叔胺萃钨工艺中各阶段的条件及目标见表2。 表2  叔胺萃钨工艺中各阶段的技能条件及目标阶段称号技能条件目标各物料组成萃取比较（o∕a）＝1，混合2～3min，温度25～40℃，3～5级逆流钨萃取率大于99%，萃余液中低于0.1g∕L WO3①有机相φ∕%：10叔胺＋10仲辛醇＋80火油，酸度（H2SO4）0.1～0.2mol∕L； ②Na2WO4料液：（WO3）90～100g∕L，pH＝2.5～3 ③萃取洗剂和反洗剂为纯水； ④酸化剂为（H2SO4）0.1～0.2mol∕L ⑤反萃剂为（NH4OH）3～4mol∕L萃洗比较（o∕a）＝4～5，混合2～3min，温度25～40℃，3～5级逆流洗出液中WO3含量低于0.5g∕L反萃取比较（o∕a）＝3（未计水相回流），混合10min以上，温度25～40℃，1级箱式回流反萃取率大于99%，反萃液中250～300g∕L WO3反洗比较（o∕a）＝4～5，混合2～3min，温度25～40℃，3～5级逆流洗出液中低于0.5g∕L WO3酸化比较（o∕a）＝5，混合2～3min，温度25～40℃，2～3级逆流    纳尔契斯克湿法冶金厂用萃取法处理白钨精矿苏镇压煮液的工艺条件、设备及成果如下。 工艺条件： 有机相φ∕%；20叔胺，20异辛醇，60火油； 料液组成／（g·L－1）；（WO3）45～55；（Mo）0.03～0.05；（SiO2）0.03～0.06；（F－）0.1；（NaCl）50～60。 设备。萃取和有机相的洗刷在带有分配器的脉冲填料塔中进行，反萃取在混合弄清器中进行。钛材脉冲塔直径1.6m，填料区高10m，有两个弄清区，脉冲频率50次∕min，振幅20min，塔总体积30m3，生产才能按两相总计为50m3／h。脉冲塔中的比较约为1。在塔上部用水洗刷，其比较（o∕a）为（5～10）∶1，从塔出来的富钨有机相流入第二个填料塔（不必脉冲）顶用稳定剂处理，塔直径为1.3m。反萃用的混合弄清器的混合室和弄清室别离为5m3和16m3。反萃后的有机相送至第三个填料塔（不必脉冲）水洗，塔直径为1.6m。 钨和其他成分在流程中的分配见表3。 表3  钨和其他成分在流程中的分配    （g∕L）美国联合碳化物公司用苏镇压煮所得的Na2WO4溶液为55～110g∕L WO3，2.1～4.5g∕L Mo，pH＝10.5～11.0。首要除掉钼。除钼后溶液含51. 8g∕L WO3，0.0012g／L Mo，0.75g∕L SiO2。有机相为5（V）%三癸胺－10（V）%十二醇－火油。在混合弄清器中3级逆流萃取。萃取比较O∕A为1，洗刷比较（O∕A）为 1∶0.75。然后用3mol∕L NH4OH反萃钨，比较（O∕A）为1∶（1～1.1）。将反萃液循环至（NH4）2WO4溶液中WO3浓度为225g∕L停止。这时反萃液中含0.4g／L SiO2以上。将溶液在55℃和2.7mol∕L NH4OH条件下弄清约1.5h，使SiO2沉积分出。萃取和反萃取均在50℃下进行。 中科院赵由才等曾研讨用伯胺及磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂别离钨酸钠或钼酸钠溶液中的砷、磷、硅杂质，获得较满足的成果，估量被萃取杂质以杂多酸方式进入有机相，有待展开更多的作业。 二、离子交流法转型 乌兹别克斯坦某厂使用活动床经过AH－80П树脂将经典法净化所得的Na2WO4溶液转型为（NH4）2WO4，其准则流程见图2。图2  用AH－80П将Na2WO4溶液转型的流程 —树脂运动道路；----各种溶液运动道路 1－吸附柱；2－洗刷柱；3－解吸柱；4－再生柱：5－交流后液贮槽； 6－中和槽；7－（NH4）2WO4液贮槽；8－中和槽；9－过滤器 Na2WO4溶液含125g∕L WO3；0.01～0.08g∕L Mo；≤0.05g∕L P、As；115～135g∕L NaCl＋Na2CO3；pH＝2.5～3.0。溶液中钨主要以偏钨酸根离子形状存在。溶液由吸附柱1底部进入，AH－80П树脂（Cl－型）由上部进入吸附柱悬浮在溶液中并缓慢下沉，两者相对运动并进行离子交流进程，树脂与溶液的流比为1∶（4.2～5.0），吸附柱处理才能为0.2～0.45m3／（m2·h）。从吸附柱底部卸出的树脂当密度到达1.36～1.40g／cm3，则阐明已饱满送往洗刷，当密度小于1.36g∕cm3，则回来吸附柱持续吸附。树脂在吸附柱内与溶液触摸时刻达8～12h，交流后液含WO3 0.02g∕L，WO3吸附率达99.95%。饱满WO3的树脂在洗刷柱2内用pH＝2的水洗去Na＋后。再进入解吸柱3用15%～25%的解吸。解吸液中高浓度部分送蒸腾结晶APT，低浓度部分回来解吸。解吸后的树脂经60～80g∕L HCl再生成Cl－型后，进行再吸附。 依据测定当溶液中WO3浓度为15～20g／L时，AH－80П的全改换容量达1g干树脂吸附1610mg WO3，比经典的人工白钨酸分化再溶的工艺WO3回收率可进步1.3%～1.5%，耗费下降65%～70%，CaCl2耗费下降100%；电能耗费下降30%～40%。 在生产条件下，当用HNO3系统，则树脂亦可用BП－14K型。 三、沉积人工白钨－酸分化法转型 其实质是将净化除杂后的Na2WO4溶液首要参加CaCl2使Na2WO4转化为CaWO4沉积，而Na＋留在溶液中，然后完成了Na＋与WO42－的别离，反响为：生成的CaWO4（又称人工白钨）再与HCl效果转化为H2WO4，H2WO4进而用NH4OH溶解得（NH4）2WO4溶液。

锌是一种灰色金属，密度7.14，熔点419.5℃，沸点911℃。在室温下性较脆，100～150℃时变软，超过200℃后又变脆。锌的化学性质活泼，在空气中表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。 

用沉积(含结晶)法除掉钨酸钠溶液中杂质的钨溶液净化办法。一般可分为杂质元素别离及制取纯钨酸铵溶液两个阶段。 杂质元素别离 从粗钨酸钠溶液中别离杂质元素的办法有沉积杂质元素法及结晶钨酸钠法两类。 沉积杂质元素法 在工业上使用的首要有水解沉积法、镁(铝)盐沉积法及硫化钼沉积法。 (1)水解沉积法。用无机酸中和水解的办法除掉粗钨酸钠溶液中硅和锡的进程。硅和锡别离以Na2SiO3和Na2SnO2或Na2SnO3方式存在于粗钨酸钠溶液中。为确保除锡作用，一般先用次或将两价锡氧化成四价，结尾pH一般操控在9.5。而中和水免除硅的结尾pH则操控在8～9为宜。硅和锡的水解沉积反响别离为： Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaClNaSnO3＋2HCl＝H2SnO3↓＋2NaCl 为防止部分过酸而构成杂钨酸，无机酸有必要缓慢地参加到拌和的粗钨酸钠溶液中。部分过酸构成的杂钨酸不但会影响除杂质的作用，还会下降后续作业的钨收回率。选用替代无机酸进行均相中和，可解决部分过酸问题。为防止水解发作胶体沉积，除硅、锡作业须在煮沸的粗钨钠溶液中进行。中和水解生成的H2SiO3和H2SnO3通过滤除掉。 (2)镁(铝)盐沉积法。往粗钨酸钠溶液中增加氯化镁或硫酸镁使磷、砷及部分硅生成难溶的镁盐沉积除掉的进程。如有氟离子存在，则大部分氟离子生成氟化镁共沉积除掉。如往粗钨酸钠溶液中增加硫酸铝则可使硅生成难溶的铝硅酸复盐沉积除掉。镁(铝)盐沉积法又可分为磷(砷)酸镁盐法、磷(砷)酸铵镁盐法及铝硅酸复盐法。 a．磷(砷)酸镁盐法。用无机酸将钨酸钠溶液中和至含游离碱达1g／L±0.2g／L时，煮沸约0.5h后，缓缓参加密度1160～1180kg／m3的MgCl2溶液，此刻发作生成Mg3(PO4)2和Mg3(AsO4)2沉积的反响： 2Na2HPO4＋3MgCl2＝Mg3(PO4)2↓＋4NaCl＋2HCl 2Na2HAs4＋3MgCl2＝Mg3(AsO4)2↓＋4NaCl＋2HCl 因为Mg3(AsO4)2的溶度积(298K时为2.04×10－20)大于Mg3(PO4)2的溶度积(298K时为1.02×10－25)，故MgCl2的参加量一般视溶液中砷含量而定。为使除砷符合要求，一般先用次或将AsO3－3氧化成AsO3－4。溶液中的硅酸根一起生成硅酸及硅酸镁沉积而被除掉： Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCI Na2SiO3＋MgCI2＝MgSiO3↓＋2NaCl 因而，在粗钨酸钠溶液中的含硅量不太高的情况下，能够免除独自的除硅作业。由上述反响式可见，跟着MgCl2的参加，粗钨酸钠溶液的pH逐步下降，即酸度逐步升高，因而操控粗钨酸钠溶液的开始及结尾pH便成为影响磷(砷)酸镁盐法净化作用的最重要因素。pH过高，氯化镁很多水解成氢氧化镁沉积，一方面使渣量增大，钨丢失随之增加；另一方面因为Mg。’离子削减而使净化作用变差。pH过低，磷(砷)酸镁溶解度增加，除杂质作用下降。加完MgCl2后，再煮沸0.5h，弄清通过滤除掉渣后，滤液一般含SiO2≤0.02g／L，As≤0.015g／L。产出的磷、砷渣经NaOH煮洗收回WO3后，其成分(％，干基)大致为：WO34～5，As1～1.2，MgO40～45，SiO24～10。 b．磷(砷)酸铵镁盐法。当粗钨酸钠溶液含有一定量的NH＋4时，参加MgCl2并将pH操控在8～9，此刻磷(砷)便生成磷(砷)酸铵镁盐沉积而被除掉： Na2HPo＋MgCl2＋NH4OH＝MgNH4PO4↓＋2NaCl＋H2O Na2HAsO4＋MgCl2＋NH4OH＝MgNH4AsO4↓＋2NaCI＋H2O 此法的特点是将除硅与除磷、砷别离在不同的两个阶段中完结，中和水免除硅后期改用NH4Cl调整溶液pH，以防止部分过酸。过滤除硅渣后，加将溶液回调至pH10～11，再按计量参加MgCl2溶液，拌和0.5～1h，沉清过滤。与磷(砷)酸镁盐法相同，操控溶液的开始及停止pH同样是影响磷(砷)酸铵镁盐法净化作用及钨丢失的最重要因素。 c．铝硅酸复盐法。往热的钨酸钠溶液中参加硫酸铝溶液使硅生成铝硅酸复盐沉积，国际上一些工厂用此法除掉钨酸钠溶液中的硅。 (3)硫化沉积法。首要用于从钨酸钠溶液中沉积除钼。往含有钼的粗钨酸钠溶液中参加沉积剂Na2S或NaHS时，便发作生成：Na2MoS4的反响： Na2MoO4＋4NaHS＝Na2MoS4＋4NaOH 随后用将粗钨酸钠溶液酸化到pH2.5～3，使Na2MoS4分化发作MoS3沉积： Na2MoS4＋2HCl＝MoS3↓＋2NaCl＋H2S 因为发作生成Na2MoS4的反响趋势大于发作生成Na2WS4的反响，因而不会生成很多WS3沉积，净化进程中的钨丢失一般小于0.5％。硫化沉积法可将钨酸钠溶液中钼含量降至0.01～0.05g／L因为氟离子可与钼生成安稳的[MoO3F]－和(MoO2F4]2－，故需增加沉积剂用量才能将钼除至所需程度，这又会导致钨丢失的增加。 结晶钨酸钠法      使用钨与磷、砷、硅等元素的钠盐的溶解度不同，操控恰当结晶率，使大部分杂质留在苛性钠碱母液中，而分出较纯Na2WO4晶体的进程。含杂质的苛性碱母液回来黑钨精矿苛性钠液分化作业，在精矿分化进程中杂质与增加的铝、镁盐等构成复盐沉积而进入浸出残渣。 制取纯钨酸铵溶液 首要通过人工白钨、钨酸制取和钨酸溶等过程。 人工白钨 往加热至沸的含游离碱0.3～0.7g／L的净化除杂后的钨酸钠溶液中，注入密度为1200～1250kg／m。的氯化钙溶液，便分出钨酸钙沉积。称这种钨酸钙为人工白钨。沉积后母液含WO30.03～0.1g／L。钨酸钠溶液中残留的磷、砷、硅、钼杂质可与钨共沉积。如注入氯化钙之前加Na2S将钼酸根转变成硫代钼酸根，则可使绝大部分钼留存于母液中而与人工白钨别离。因而，在粗钨酸钠溶液含钼量不太高的情况下，结合沉积人工白钨一起除钼，便可免除独自的除钼作业。 钨酸制取 将人工白钨料浆或钨酸钠晶体注入343～353K温度、浓度在30％以上的浓中即可得到黄色的钨酸。前者的分化产品颗粒较粗，较易洗刷。磷、砷及部分钼杂质留在酸母液中，为进步除钼率，可增加钨粉使H2MoO4转变成MoOCl3 H2MoO4＋W＋3HCl＝WO2＋MoOCl3＋H2O＋3/2H2 所生成的MoOCl3易溶于溶液而与钨酸别离。得到的钨酸经充沛洗刷完全除掉钨离子或钠离子，酸母液含WO30.3～0.5g／L，可用石灰沉积成CaWO4而收回。 钨酸溶将加热至353～358K温度的钨酸浆液注入浓度为25％～28％的中即得到纯钨酸铵溶液，而硅、铁、锰等杂质及酸溶时未分化的钨、磷、砷的钙盐则留在不溶渣中，但钨酸中的钼酸、磷酸、均构成相应之铵盐进入溶液，为进步净化作用，在溶时增加氧化镁，就可使磷砷沉积成铵镁盐而除掉。

硫酸铜钙 　英文名：copper calcium sulphate 　　商品名：多宁 含量为77%可湿性粉剂 　　广谱保护性杀菌剂，pH值为中性偏酸，可与大多数不含金属离子的杀虫杀螨剂混用。 　　防治对象：柑桔树 溃疡病；葡萄 霜霉病；黄瓜 霜霉病；烟草 野火病；稀释400-600倍喷雾　　注意事项：多宁可与大多数杀虫剂、杀螨剂混合使用，但不能与含有其他金属离子的药剂和微肥混合使用，也不宜与强酸强碱混用。桃、李、梅、杏、柿子、大白菜、菜豆、莴苣、荸荠等对本品敏感，不宜使用。苹果、梨树的花期、幼果期对铜离子敏感，本品含铜离子，慎用。 　　中毒急救：不慎药液接触皮肤，用肥皂和清水彻底清洗皮肤 　　不慎药液接触眼睛，用大量清水冲洗至少15分钟分子式： CuSO4·3Cu(OH)2·3CaSO4·nH2O n=.5-3结构式  性状描述： 原药外观为绿色细粉未,密度为0.75-0.95g/ml,熔点为200℃, 不溶于水及有机溶剂。  

在镍钴湿法生产过程中，从含镍钴溶液到生产出符合一定标准的镍和钴产品，中间必须经过杂质去除（净化）及有价金属元素的分离富集等工序。目前镍钴提取冶金工业上应用的溶液净化和分离富集方法主要有化学沉淀、溶剂萃取和离子交换等三种。 一、化学沉淀法 化学沉淀法是最常用的溶液除杂和分离方法，镍钴提取冶金工业上主要应用水解沉淀、硫化物沉淀、难溶盐沉淀和置换分离等工艺。 （一）水解沉淀 水解沉淀 水解沉淀的原理是不同金属氢氧化物在水中具有不同溶解度或溶度积，因而具有不同的开始沉淀的pH值，通过控制溶液中沉淀pH值，则可将要求从溶液中除去的离子以氢氧化物的形式沉淀，有时需要辅之以氧化还原电位的控制。一些金属氢氧化物25℃的溶度积及根据Eh－pH图获得的开始沉淀的pH值列于表1，供设计水解沉淀净化方案时参考。工业常用的水解沉淀工艺包括氧化水解除铁、氧化水解分离镍和钴等。 表1  某些金属氢氧化物的PKSP及开始沉淀的最低pH值氢氧化物PKsp开始沉淀pH值氢氧化物PKsp开始沉淀pH值Co（OH）343.80.5Cu（OH）219.35.0Sn（OH）456.00.5Fe（OH）215.35.8Sn（OH）227.81.5Zn（OH）216.36.8Fe（OH）338.62.2Pb（OH）214.97.2Pt（OH）235.02.5Ni（OH）218.47.4Pd（OH）231.03.4Co（OH）215.77.5In（OH）333.23.5Ag2O7.718.0Ga（OH）335.23.5Cd（OH）25.268.3Al（OH）332.73.8Mn（OH）213.48.3Ni（OH）34.0Mg（OH）211.39.6 针铁矿法除铁也是一种水解沉淀工艺。形成针铁矿（FeOOH）晶体的主要条件是：低浓度Fe3＋、pH=3～5、高温（≥90℃）。常用方法是先将Fe3＋还原成Fe2＋，然后中和到要求pH值，高温下再使Fe2＋缓慢氧化。这样得到的沉淀是FeOOH而不是Fe（OH）3，易于过滤。在镍钴生产中，常用高镍锍作还原剂，空气作氧化剂。形成针铁矿的另一种方式是在大容量已除铁溶液中以喷淋方式加入欲净化除铁溶液，在充分搅拌下，Fe3＋总体浓度不高（＜1g/L），在空气氧化条件下加入中和剂可形成FeOOH。这样，溶液不用先还原，再氧化。 （二）硫化物沉淀 硫化物沉淀是分离镍、钴、铜等有价金属的常用方法，硫化剂多为Na2S、NaHS和H2S。一般金属硫化物在水中的溶解度都很小，常用于从镍钴溶液中沉淀分离铜，也用于从红土矿浸出液中沉淀分离铜、镍、钴。当用H2S作硫化沉淀时，形成硫化物的平衡pH值取决于该硫化物的活（浓）度积、溶液中金属离子浓度及离子价数。25℃及常压下，H2S沉淀硫化物时的平衡pH值列于表2。 表2  不同离子浓度时形成硫化物的平衡pH（25℃及常压）硫化物CMe=1mol/LCMe=10－4mol/L硫化物CMe=1mol/LCMe=10－4mol/LHgS－15.00－13.00CdS－2.50－0.25Ag2S－14.00－10.60ZnS－0.531.47Cu2S－12.35－8.35CoS0.852.85CuS－6.55－4.55NiS1.243.24SnS－3.00－1.00FeS2.304.30PbS－2.85－0.85MnS3.905.90 （三）难溶盐（化合物）沉淀法 最常用的难溶盐（化合物）沉淀法是黄钠铁矾工艺除铁。黄钠铁矾是两种以上硫酸盐的复盐，通试为Na2Fe6（SO4）4（OH）12或Me＋Fe3（SO4）2（OH）6、Me2＋Fe6（SO4）4（OH）12,具有结晶好，易过滤的优点。通式中，Me＋一般为Na＋、K＋、NH4＋或H3O＋,其中以钾钒最稳定，沉降性能最好。 （四）置换沉淀 通常的置换沉淀是电负性金属从溶液中置换出电正性离子，如镍粉除铜。广义上说，置换沉淀还包括固休物料与溶液反应，其中固体中某一元素与溶液中的金属离子交换位置，如利用Ni2S3从溶液中沉淀铜。 二、溶剂萃取分离 溶剂萃取是分离和富集金属离子的常用方法之一，在有色金属湿法冶金领域有着广泛的工业应用，在镍钴提取工业中的应用也正在走向成熟。 溶剂萃取是利用有机相从不相混的液相中把某种物质提取出来的一种分离方法。溶剂萃取法的工艺过程包括萃取、洗涤和反萃三个阶段。萃取是使水相中某些物质转移到有机相，洗涤是使进入有机相的杂质回到水相（洗涤液），反萃是使被萃物质（目标组元）从有机相转移到水相（反萃剂），以便进一步处理成产品。有些萃取剂在萃取前需要进行预处理（如皂化等），以保证萃取条件。 溶剂萃取工艺的关键是萃取剂的选择。除经济效益外，选择萃取剂的基本原则为： 1、选择性好，容易实现金属分离； 2、良好的萃取动力学性能，平衡速度快； 3、大萃取容量，萃取剂用量少； 4、在水相虽的溶解度小，且化学稳定性好； 5、易与稀释剂互溶，混合后具有良好的分相性能，不易产生第三相。 溶剂萃取在镍钴冶金中的应用主要有两方面：一是从主金属溶液中将杂质元素萃取除去，或相反，将主金属离子萃取出来；二是将性质相近的镍和钴分离。 在工业生产中，往往采取多级萃取流程。因有机相和水相流动方式不同，多级萃取又分为逆流萃取、错流萃取和分馏萃取等多种方式，如图1所示，分馏萃取是逆流萃取上加入有机相的洗涤段。图1  萃取流程 a－三级错流萃取；b－三级逆流萃取 F－料液；S－有机相；E－萃取液；R－萃余液 镍钴提取工业中，溶剂萃取主要用于镍和钴的分离，以及分离铜铁等杂质。硫酸介质中常用CYANEX272、P507或N235萃取分离钴和镍，CYANEX272是新开发的萃取剂，其分离系数比P507大－个数量级。杂质（铁、铜、锌）的萃取分离常采用P204。氯化介质中常用铵类萃取剂。一些用于镍钴分离的新萃取正在研究开发中。 三、离子交换 通过离子交换树脂的吸附和解吸，可从溶液中脱除特定的离子。离子交换法一般用来处理低浓度（如浓度小于10－6mol/L）的稀溶液，当溶液浓度较高时（如高于1%），采用这种方法的分离效果不大。离子交换的主要工业应用是微量杂质的深度净化，在镍钴湿法冶金中用于脱铅和锌，以及用于微量铜的脱除。 用于镍钴分离的离子交换工艺的研究也较活跃，提出了一些有潜在工业应用前景的新型离子交换树脂。

含钒溶液经净化后，钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加，钒酸根会以钒酸的形式析出，俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下，由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出：钒浓度／（mol·L－1）溶液pH值主要的钒离子水解产物低，10－4酸性低4～8高，50×10－32～3高，50×10－31～6高，50×10－310～12高，50×10－313～当pH值约1.8时，V2O5的溶解度最小，约230mol／L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下：[H2SO4]／（g·L－1）2.312.017.121.2V2O5／（g·L－1）0.240.781.142.04 表1列出一组V2O5－H2SO4－H2O系的数据。 表1  V2O5－H2SO4－H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5／%H2SO4／%密度／（g·㎝－3）析出相V2O5／%H2SO4／%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相：①V2O5·3H2O，V2O5 红褐色、针状； ②V2O5·2 H2O，2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状； ③V2O5·H2O，V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状； ④V2O5，V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。 对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1  图2  V2O5溶解度与pH的关系（25℃） 1—V2O5／ ，lg ＝－0.82－pH；2—不析出V2O5 lg ＝－0.04－pH；3—V2O5／ ，lg ＝－4.44＋pH； 4—不析出V2O5，lg ＝－3.00＋pH；5— ／ ， pH＝1.03－0.333 lg ；6— ／ ，pH＝2.62； 7— ／ ，pH＝7.38＋lg图2  钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系（25℃） 一、温度 钒水解沉淀应在90℃以上进行，最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3  沉淀率与时间的关系：Ⅰ－0.855；Ⅱ－0.954；Ⅲ－1.16；Ⅳ－1.18 二、钒浓度 溶液中含V以5～8g／L为宜。浓度过高，则结晶成核过快，易形成疏松的滤饼，吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x／y偏大。当溶液中含钒浓度低时，则会有负面影响。 三、杂质的影响 磷与钒形成稳定的络合物H7[P（V2O5）6]，还与Fe3＋、Al3＋形成磷酸盐沉淀，会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g／L。当酸度较高时，可使FePO4、AlPO4的溶解度提高，而减少磷对红饼的污染。 硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时，水解生成的胶体沉淀物，妨碍V2O5晶体的长大，使水解速度变慢，生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度，可以改善此类不良的影响。 氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20～160g／L，会使钒水解沉淀速度下降，主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。 四、搅拌 钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程，因此必须保持适宜的搅拌速度，已达到临界悬浮状态，没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形，内径2～5m，容积4～5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。 水解沉钒是间歇作业，先加入25%的沉钒前液，开始搅拌，再加入所需的硫酸，然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度，调整酸度或补加沉钒前液，以使最后溶液中含钒小于0.1g／L为终点。停止加热、搅拌、再静置10～20min后过滤，即得红饼。根据生产规模，过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。 红饼须先经干燥去除水分，再在1073～1173K温度下熔化，浇铸成片状，作为炼钒铁的原料。 水解沉钒早期用得比较普遍，但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%～90%，纯度较低，且耗酸量大，污水量大，故现已基本为铵盐沉钒所取代。