详解无铬电解抛光的原理及选择应用
2019-03-04 11:11:26
与化学抛光比较，电解抛光则更胜一筹，电解抛光具有以下的长处：
1、设备简略，工艺参数易于调控，可替代机械抛光，或在某些特殊要求情况下持续机械抛光后再进行化学抛光或电解抛光，其表面亮光度更高，且相对于机械抛光更易选用自动化规划出产；
2、对型材结构和尺度规模要求较宽，可处理用作精密件的表面要求较高的工业材，外尺度较大或极小以及形状杂乱机械抛光无法处理的型材；
3、通过电解抛光后的铝型材表面更明晰、洁净，无残留的机械抛光粉尘，具有愈加好的抗腐蚀性；
4、电解抛光的表面镜面反射率更高，金属感会更好。
电解抛光又称为电化学抛光，是以铝材作为阳极浸入到制造好的电解质溶液中，以耐腐蚀并且细小凸出部分并且功能杰出的材料（如不锈钢）作为阴极，依据电解尖端放电原理，通电后的铝型材表面细小杰出部位优先溶解，与此一起溶解产品与表面的电解液构成高电阻的粘稠性液膜层，细小凸出部位的液膜层较薄，其电阻较小，然后坚持优先溶解，一起凹洼部位的液膜层较厚，电阻增大，其溶解速度相对缓慢，通过短时间电解处理后，杰出部位被溶解整平直至凹洼部位的方位，使铝材表面粗糙度下降到达滑润亮光的进程。
无铬电解抛光的挑选及运用
1、典型的电解抛光工艺
电解抛光能使铝材表面的亮光作用呈现出高镜面反射功能，适用于工业及科技领域有特殊亮光表面质量要求的铝材。典型的电解抛光工艺包含酸性电解抛光和碱性电解抛光，主要有如下几类：
①碳酸钠-磷酸三钠碱性电解抛光工艺（Brytal工艺），这一工艺特别合适于抛光高纯铝，常用于已作机械抛光处理仍需进一步进步亮度的铝制品，长处是运用的电流密度低，抛光液对铝基材溶解速度小，缺点是溶液耗费较快，对杂质比较灵敏。
②磷酸-铬酸-硫酸酸性电解抛光法（Battle法），硫酸能有用下降抛光操作电流密度、电压，并在必定规模内容许在较高温度下进行电解抛光，一起还能按捺点蚀的发作，铬酸进步铝材抛光表面镜面反射率。
③电解抛光工艺，以为主要成分电解液，这一工艺比较合适高纯铝材，其反射率可到达85%。
④硫酸-铬酸电解抛光工艺（Aluflex法），其槽液操控相对比较简略，在此抛光液中铝的溶解速度在初期的2min适当快，约为25μm左右。且当槽液中铝离子含量太高时，会呈现亮光度缺乏或表面有附着物等缺点。
2、无铬电解抛光工艺
因为传统的铝及铝合金电解抛光溶液中含有毒性很大的铬酸，严峻污染环境，废水难以处理，不利于清洁出产的正常施行。为此，选用一种对环境无损害的新式抛光工艺来替代原有的典型电解抛光工艺势在必行。
总结长辈们在无铬电解抛光上所做的工艺研讨，此类抛光液大都以磷酸为主，用醇类物质替代作为缓蚀剂的铬酸，使用醇分子间可构成氢键然后发生的缔合作用这一特殊性质来完成平坦作用。依据电解抛光理论，有缔合特性的醇类电解抛光液，在被抛光铝材表面构成黏膜层，使其洼陷方位处于安稳的钝化状况，而凸突处则以更快的速度溶解，取得滑润亮光的表面。添加醇类分子的羟基数目是有利于抛光的，选用含有更多羟基的可溶性多元醇聚合物作用愈加显着。
无铬电解抛光工艺具有无黄烟、无流痕、安稳性高、高亮度、高效率的巨大优势。
电解铜的原理
2017-06-06 17:49:56
电解铜的原理：阳极反应： Cu — 2e = Cu2+ Me — 2e = Me2+ H2O — 2e = 2H+ ＋ 1/2O2 SO4 2- — 2e = SO3 ＋ 1/2O2 式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。H2O和SO4 2-失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。 阴极反应： Cu2+ ＋ 2e = Cu 2H+ ＋ 2e = H2 Me2+ ＋ 2e = Me 在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极反应的主要反应。简单来讲，就是阳极（粗铜）：Cu－2e－＝Cu2＋ 阴极（纯铜）：Cu2＋＋2e－＝Cu说明：1、以铜为材料做的电极属于活性电极。在一般的电解条件下，活性阳极先于电解质溶液中的成分发生氧化反应。2、粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如： Zn－2e－＝Zn2＋ Ni－2e－＝Ni2＋ 但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）。 电解铜的装置:将粗铜和纯铜放入Cuso4的溶液中，粗铜接电源正极，纯铜接负极 。 电解铜的原理图如下所示： 更多关于电解铜的原理的资讯，请登录上海有色网查询。
电解铅的原理
2017-06-06 17:49:52
有关电解铅的原理，其实就是在电解铅过程中，随着阴极活性过电位的增大，铅还原速率与阴极电流效率也增加，阴极沉积物更为致密平整。据此原理，发明了电解液质量在线监控的方法与装置。工业应用表明，同极距、槽电压、电耗分别比原指标降低了５．２６％、８．１８％，７．０７％，电流效率和电铅产量分别提高１．５８％和１５．３８％。顺便在这里补充下有关电解的原理。其实电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中，然后接上电源，使电流通过液体。化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极)，阴离子移到带正电的电极(阳极)，化合物分为二极。电解水生成过程电解过程：用电使化合物分解的过程就叫电解过程。 然而对于电解铅的原理，我们应当在铅电解阳极板制作之前，需对粗铅或残极进行熔化，在这个过程中会产生很多铅烟尘，如果不对铅烟尘进行回收，就会污染周围的空气，所以我们有必要采用收集装置来解决这一问题。所以我们有必要好好掌握电解铅的原理，这样才能更高效地完成铅的电解。
电解铝的原理
2017-06-06 17:49:58
电解铝的原理是了解电解铝行业之前的基础知识问题。接下来简单介绍一下电解铝的原理。电解铝的原理实际就是通过电解铝这个过程来电解出原铝。而电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。这个电解铝的原理的问题也就迎刃而解了。现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃—970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。重要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al+3O2。阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3+ +3eˉ=Al下图是电解铝的原理的工艺流程图：更多关于电解铝的原理的问题可以登陆上海有色网查询，更多的电解铝行情报价都登陆在上海有色网。
铝及其合金电镀硬铬工艺原理
2019-03-11 11:09:41
铝是一种化学活性很高的生动金属,它的电极电势很低(Φ=-1.67Ｖ),具有很强的亲氧性。一起又是一种金属,在空气中极易发作钝化,给铝合金电镀带来了困难。铸造铝合金因有砂眼、起泡等缺点,在电镀中简单停留残液和气体,会引起氢脆和镀层掉落等现象。
铝及其合金电镀的关键是镀层与基体金属的结合力问题;而影响结合力的关键是预镀是否合理。现在常用的工艺有两次浸锌法、化学镀镍 磷、浸锌后镀镍、浸锌后镀锌、磷酸阳极氧化法和浸蚀法等。这些工艺的进程大致附近,都是先去除表面的氧化膜,再经过不同办法取得安稳的中间层,最终进行电镀。安稳的中间层能够防止天然氧化膜的再生,在镀前保护好裸铝表面;一起构成具有超微观、均匀的凹凸结构以及较大的孔体积和较小的电阻;确保在电镀时堆积金属快,晶核构成多,附着好;并且能够防止高硬度的铬层与较软的铝基体直接触摸而或许引起开裂和洼陷。
电解铜原理
2017-06-06 17:49:55
电解铜原理是很多化学爱好者和电解铜企业西需要掌握的问题。电解铜原理对于生产电解铜和优化电解铜工艺具有非常重要的意义，因此，了解电解铜原理对于我们也是非常重要的。 电解铜就是铜的电解提纯后的的纯度比较高的铜。电解铜原理即铜的电解提纯：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。电解铜原理是非常简单实用的理论知识，我们在高中时期就学过电解铜原理的类似知识，但应用到电解铜生产中的电解铜原理，还需要进一步的加工优化。 电解铜原理图： 更多关于电解铜原理的资讯，请登录上海有色网查询。
电解铝原理
2017-06-06 17:49:57
电解铝原理是了解电解铝行业之前的基础知识问题。接下来简单介绍一下电解铝原理。电解铝原理实际就是通过电解铝这个过程来电解出原铝。而电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。这个电解铝原理的问题也就迎刃而解了。现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃—970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。重要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al+3O2。阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3+ +3eˉ=Al下图是电解铝原理的工艺流程图： 更多关于电解铝原理的问题可以登陆上海有色网查询，更多的电解铝行情报价都登陆在上海有色网。
铋矿浆电解原理
2019-01-31 11:06:04
一、阳极反响机理
王成彦、邱定蕃等对辉铋矿在矿浆电解进程的阳极反响进行了比较深化的研讨。经过很多的实验研讨，以为辉铋矿的阳极浸出进程是一个杂乱的反响进程，辉铋矿在酸性氯化钠介质中呈悬浮状所发作的阳极浸出进程，能够经过下列几种途径来完结：
（1）石墨相当于一个导体，辉铋矿相当于一个可溶阳极，当辉铋矿和石墨阳极发作磕碰而触摸时，将经过下面的反响被氧化：（2）石墨电极上或许发作其他氧化反响，如发作Cl2、O2气体分出，这样一些气体再氧化辉铋矿。（3）有关实验标明，在浸出渡中参加铁离子，辉铋矿的浸出反响速率显着进步，槽电压显着下降，阐明铁离子也参加了辉铋矿的阳极浸出进程。
为查明辉铋矿在矿浆电解阳极浸出进程的反响机理，实验测定了溶液中有辉铋矿和无辉铋矿时的i－E曲线以及在上列溶渣中参加4g∕L的Fe2＋后有和无辉铋矿存鄙人的i－E曲线，见图1。图1 不同条件下的i－E曲线
1－HCl 1mol∕L＋NaCl 200g∕L；
2－HCl （1mol∕L）＋NaCl （200g∕L）＋辉铋矿（－0.074mm、L∶S＝10∶1）；
3－HCl（1mol∕L）＋NaCl（200g∕L）＋Fe2＋（4g∕L）；
4－HCl（1mol∕L）＋NaCl（200g∕L）＋Fe2＋（4g∕L）
＋辉铋矿（－0.074mm、L∶S＝10∶1）。
HCl－NaCl溶液中没有辉铋矿和铁离子存在的状况下，石墨阳极只或许存鄙人列反响：
（1）
E333（1）＝1.177－0.066pH＋0.0165lgPO2
（2）
E333（2）＝1.306＝0.066lg[Cl－]＋0.0333lg[Cl2]
矿浆电解条件下，pH＝0、pO2＝0.2×105Pa、 [Cl－]＝3mol∕L， 代入以上两个方程得E333（1）＝1.248V，E333（2）＝1.255＋0.0333lg[Cl2]，因为溶液中[Cl2]很小，因而， E333（1）和E333（2）的不同不大，上述两种反响均有或许在阳极上发作。Arslan、Duby研讨了黄铁矿在溶液中的阳极氧化状况，在阳极电位1.4～1.5V（SCE），t＝35～40℃下，阳极液中HClO的浓度可达0.15smol∕L，并以为HClO是由阳极上分出的Cl2发作的，阳极上水的氧化反响也一起发作并分管了部分电荷传输。Arslan在用石墨阳极研讨黄铁矿的阳极氧化时，发现阳极上有CO2生成并发作阳极蚀变现象。王成彦、邱定蕃在矿浆电解扩展实验中也发现石墨阳极存在蚀变现象。这些也能够证明，在矿浆电解进程中，当阳极电位较高时，阳极上能够发作Cl2和O2的一起分出。
关于反响考虑到铁离子在溶液中能够构成铁氯络合物，其实践电位会更低（如图2线23所示），因而，当件系中存在铁离子时，上述反响有或许是阳极的首要反响。图2 Bi2S3－Cl－－H2O系E－lg[Cl－]图图1中，线1是无辉铋矿、无铁离子潜液中测得的i－E曲线，其电流只能是因为反响式（1）和式（2）发作，且电流巨细应标明该反响的速度。从图中看到，当阳极电位高于～1.10V（SCE）时，电流便急剧上升，而低于该电位时，阳极电流极低且动摇很小。因而能够以为在实验用溶液中，当阳极电位高于－1.10V（SCE），石器阳极上开端很多分出气体，此电位正处于和氧气的理论分出电位邻近。
线2是有辉铋矿、无铁离子溶被中测得的i－E曲线，此刻阳极上的电流应是辉铋矿直接与电极磕碰的氧化反响、和氧气分出反响一起发作的，比较线1和线2，在电位低于－1.10V（SCE）的规模之内，电流能够以为是因为辉铋矿在石墨阳极上直接电氧化发作的，这个电流较线1升高了许多，阐明辉铋矿的直接电氧化是能够发作的；电位大于－1.10V（SCE）二线根本重合，析氯析氧反响起了主导效果。
线3是无辉铋矿、有二价铁离子的溶液中测得的i－E曲线，从图中能够看到，当阳极电位高于0.5V（SCE），电流便显着增大，该电位正处于反响的标准电位邻近，因而能够以为此电流是因为二价铁离子的阳极氧化发作的。在固定电流密度小于300A∕m2的条件下，阳极不会发作析氯析氧反响，只要在电解后期，二价铁的氧化挨近结束，才或许发作析氯析氧反响，此刻槽电压将显着上升。
线4是在有辉铋矿、有二价铁离子的溶液中测得的i－E曲线，它较线3的电流大。此电流的发作能够以为是二价铁离子的阳极氧化和辉铋矿与阳极磕碰的触摸氧化一起发作的。但线4并不是线2和线3的简略加合，它仅仅略高于线3并类似于线3，因而能够以为此刻的首要反响仍旧足二价铁离子的阳极氧化反响、而辉铋矿的直接电氧化则是非必须的。因为有辉铋矿存在，在阳极上生成的三价铁将Bi2S3氧化后自身复原为二价，二价铁又在阳极氧化为三价。如此重复，直至辉铋矿的氧化浸出挨近彻底。
假如在固定电流密度200A／m2的条件下，由图1能够比较看出，线2和线4的阳极电位相差0.7V左右，也就是说，要取得相同的浸出反响速度，在有铁离子存存的溶液中，其阳极电位要比无铁离子溶液的阳极电位低0.7V，相应的槽电压也要下降0.7V左右，然后下降了电解进程的电耗。
图3是在固定电流密度200A∕m2、Fe2＋为4.0g∕L、Cl－为150g∕L、H＋为1.0g∕L、Bi3＋为10g∕L、100g辉铋矿、粒度＜0.038mm为96%、L∶S＝3∶1的状况下测得的石墨阳极电位（SCE）和槽电压随时刻的改变曲线。图3 恒电位电解槽电压和阳极电位随时刻的改变
图3阐明，在辉铋矿的理论浸出电解时刻内，槽电压被迫在0.8～0.9V的规模之内，阳极电位动摇在－0.5～－0.6V（SCE）的规模之内，正处于二价铁离子的标准氧化电位邻近。能够以为，在此刻间内的阳极反响首要是二价铁离子的氧化反响，铋精矿的浸出首要是因为三价铁的氧化效果。
在铋的理论浸出电解时刻今后，槽电压和阳极电位都急剧上升，槽电压升至1.6～1.8V，阳极电位动摇在－1.2V（SCE）左右，此刻，辉铋矿的浸出巳挨近彻底，二价铁也简直悉数氧化为三价铁，阳极开端发作析氯反响，槽电压也跟着阳极电位的进步和阴极的极化而升高。
由以上的分析，能够得出以下的定论：
（1）在实验选用的条件下，溶液中无铁离子存在时，在阳极电位为－0.2V到－1.0V的规模内，阳极反响首要是辉铋矿在石墨阳极上直接电氧化，当阳极电位大于－1.10V时，析氯析氧反响起主导效果。
（2）在有铁离子存在的状况下，阳极上发作的首要反响是二价铁离子的氧化反响，辉铋矿的氧化能够以为是由三价铁离子完结的，三价铁被坯原为二价，二价铁又在石墨阳极上氧化，如此重复循环。当然，在浸出进程中从头到尾也存在着辉铋矿与阳极的磕碰触摸氧化。
（3）在有铁离子存在的状况下，阳极电位可较无铁离子的阳极电位下降0.7V左右，过对下降电耗是有利的。
二、浸出反响机理
图3的热力学分析标明，辉铋矿的络合酸溶反响在实验条件下能够发作。实验标明，没有氧化剂存在时，反响速度较慢。
王成彦、邱定蕃等研讨了矿浆电解时辉铋矿的氧化浸出机理，以为辉铋矿的氧化能够经过下面几种不同的反响进程而得以完结。
（3）
（4）
（5）
反响式（3）是辉铋矿与阳极的直接受阻触摸氧化。反响式（4）是三价铁与辉铋矿的直触摸摸氧化。反响式（5）是辉铋矿首要经络合酸分化反响生成硫化氲，而氧化剂首要是和的氧化复原。式（4）和式（5）的差异就在于此。微观上，能够借助于对进程浸出渣样的物相结构的分析，来判明辉铋矿浸出反响的机理进程。
一般来讲，元素硫系硫化物在湿法冶金进程的相变产品。在低于硫的熔点（386K）浸出时，元素硫通常以三种方式嵌布（图4）：（a）在硫化矿周围呈疏松多孔状；（b）呈细密细粒状吸附在硫化矿周围；（c）呈细粒单体散布在提出渣中，与硫化矿自身无关。前者为金属阳离子分散进溶液后而残留下来的结构；后两种是硫化矿首要经酸分化生成H2S今后被氧化的结构；究竟是（b）仍是（c），则取决于浸出进程的许多影响要素。浸出渣中元素硫的嵌布状况直接联系到对浸出进程的解说。图4 元素硫的几种嵌布形状
对辉铋矿浸出进程分阶段取样渣的显徽镜调查发现，浸出15min时，辉铋矿改变甚微，此刻渣中有很少数的细粒状单体元素硫生成，散布在浸出渣中。当浸出时刻到达30min时，部分辉铋矿鸿沟已呈现被腐蚀的痕迹；元素硫的生成数量较前者略有添加，根本上以细粒单体存在。浸出时刻到达60min，辉铋矿的溶蚀愈加显着，锯齿型鸿沟随时可见，元素硫大部分呈单体外，少数呈细粒状吸附在辉铋矿颗粒的鸿沟。90min时，辉铀矿颗粒鸿沟附着元素硫的状况愈加遍及，构成粒度显着增大，渣中已不易发现细粒的辉铋矿。浸出时刻达130min，辉铋矿周围的硫珠越来越多，简直连成一个硫珠环，一起渣中呈单体的硫珠也显着添加，残存的辉铋矿随浸出时刻的改变已不非常显着。
归纳以上的分析，能够以为，辉铋矿在实践的矿浆电解进程中的浸出反响，不是简略的硫化物金属阳离子的分散进程。从浸渣中存在着很多与硫化物无嵌布联系细粒细密的单体元素硫的状况看，它绝非是硫化物中金属离子分散进溶液后的残留物，而是一个从头构成的产品。也就是说，在辉铋矿的浸出进程中必定存在着一个成硫反响，也必定存在着辉铋矿的酸分化反响。依浸渣中的矿藏改变能够以为酸浸进程存在着如下反响跟着辉铋矿的不断分化，成硫反响也在不断进行；跟着H2S生成量的添加，部分H2S与溶液中的三价铁反响，产出元素硫嵌布在辉铋矿周围，部分H2S远离辉铋矿颗粒而与三价铁反响，构成单件的硫珠。
理论浸出电解时刻今后，辉铋矿浸出挨近彻底，二价铁也简直悉数转换为三价铁，析氯析氧反响开端发作。
由此能够得出如下的定论：
（1）在阳极浸出进程中，辉铋矿首要进行的是酸分化反响（2）阳极生成的三价铁首要是与辉铋矿酸分化生成的H2S进行氧化复原反响，而与辉铋矿直触摸摸进行的氧化复原是非必须的。（3）对浸出渣的物相分析标明，元素硫的构成不是简略的金属阳离子分散进程产品，而是的氧化产品。因而在实践的酸浸进程中既存在着硫化矿的酸溶解反响，也存在着一个成硫反响；产出的硫大部分呈细粒单体，少数吸附在辉铋矿周围。
张英杰从电解质溶液中固液界面双电层结构与矿粒的机械运动动身，推导了必定超电位下（阳极析氯反响没有发作）影响阳极反响速率（电流密度）的要素，得出阳极电流密度（i）与矿浆浓度（Cs）、拌和转速的平方（NR2）呈线性联系，与矿粒粒度无关。进而核算出在任一会儿附着在1cm2阳极表面上的矿粒的总表面积为：
S0＝3Cs／ρ
式中S0－矿粒的总表面积；
ρ－矿粒密度，g∕cm3；
Cs－矿浆浓度，g∕mL。
据此核算，假如取Cs＝0.lg／mL，ρ（辉铋矿）＝6.4g∕cm3，则S0＝0.046。这就是说当矿浆中一起含有Fe2＋时，在1cm2阳极表面上只要0.046cm2的面积在进行矿藏与阳极的磕碰触摸氧化，其他的面积进行的是Fe2＋的氧化。这就很好地解说了矿浆电解时，在有Fe2＋存在时，辉铋矿与阳极的磕碰触摸氧化并不占主导地位的原因。
三、Fe2＋的阳极氧化动力学
在矿浆电解进程中，溶液中的铁离子扮演了一个重要的人物，它直接参加了阳极的电极反响和辉铋矿的氧化浸出，起着电子的传递效果。因而对Fe2＋的阳极氧化进程进行研讨很有必要。王成彦、邱定蕃等测定了Fe2＋在石墨阳极上的极化曲线，阐明晰Fe2＋阳极氧化的速率操控进程。
实验条件：333K、NH4Cl为200g∕L、H＋为lg／L、拌和转速600r∕min、扫描速度1mV／s，测FeCl2浓度分别为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05mol∕L下的阳极极化曲线，取相同η值下的电流密度i作η－lgi联系图，见图5。
从图5能够看出，η在60－10mV之间，曲线呈现显着的塔菲尔段，阐明在这一超电位规模内，Fe2＋阳极氧化进程受电化学反响操控；当η在100～18mV之间，η与{lg（i∕i0）＋lg[id／（id－i）]}呈线性联系，见图6，阐明在这一超电位规模内，Fe2＋阳极氧化进程属混合反响操控；当η在160～220mV之间，η与lg[id／（id－i）]呈线性联系，见图7，阐明在这一超电位规模内，Fe2＋阳极氧化进程受分散操控。图5 不同FeCl2浓度时的η－lgi联系图图6 η－lg（i∕i0）＋lg[id／（id－i）]联系图图7 η－lg[id／（id－i）]联系图
电解法精炼金的原理
2019-02-14 10:39:49
电解法精炼金，是以粗金板（含银不超越20%）作阳极，以纯金片作阴极，以金的氯化络合物水溶液和游离作电解液，经过电解得到电解纯金（99.99%）。电解法精炼金的规划一般都不大。电解槽多用硬聚脂乙烯塑料槽或耐酸瓷槽。金电解组织组成可表示如下： 阴极 电解液 阳极 （纯金板） □ HAuCl4，HCl，H2O □ (粗金板) 电解时，电解液各组分可按下式电离： HAuCl4 ═ H++AuCl- AuCl4- ═ Au3++4Cl- AuCl3- ═ Au3++3Cl- HCl ═ H++Cl- H2O ═ H++OH- 依据金属活动次序及金属离子复原次序可知，在直流电流效果下，阳极上的金失掉电子而溶解于溶液中： Au-3e ═ Au3+ 所以，阴极上的金离子得到电子而复原成金属，即 Au3++3e ═ Au↓
熔盐电解直接制备钛铬合金的研究
2019-02-12 10:07:54
金属间化合物作为颇有开发潜力的高温结构材料已广泛引起了人们的爱好。而Laves相是金属间化合物中最大的一族，Laves相TiCr2是一种易在过共析成分钛铬合金中构成的金属间化合物，在1100℃仍表现出优秀的抗蠕变功能，并具有很好的抗氧化才能，TiCr基合金不只具有优秀的力学功能，也具有潜在的优胜储氢功能。TiCr基储氢合金最早是在80年代初期由美国haven试验室研发发现的，这类合金从发现以来就因为其杂乱的氢化物组成而一向遭到极大的重视。TiCr基储氢合金具有很高的储氢密度，其最大储氢质量比超越2.4%（质量分数），日本在对储氢合金的分类和发展趋势研讨中将TiCr合金与Mg基储氢合金并列为第三代储氢合金。
现在TiCr合金的制备首要是以纯金属为质料，然后用粉末冶金法或高温真空熔炼法制得细密合金。因为质料海绵钛出产工艺杂乱，能耗高，功率低，再加上合金化进程需求添加新的能耗，导致钛铬合金的出产本钱高，因而下降钛合金的冶炼与加工本钱是材料界和钛工业界一向尽力寻求的方针。金属氧化物的熔盐电解法是一种新的电解工艺，首要是由英国剑桥大学的Fray等在20世纪末提出的，这种办法最大的特色就是工艺简略，无污染，适用性强，能够从金属氧化物的混合物直接出产合金；该办法的设备出资少，本钱有望低于传统的出产办法。环绕此办法，国际上报导了从金属氧化物中电解提取钛、铌、铬、硅等金属的研讨工作。国内外对熔盐电解制备Nb3Sn合金、TiW合金、TiNi、TiFe等有报导，而对钛铬合金还鲜有研讨。本文探究用熔盐电解直接制取钛铬合金的可行性。
一、试验
（一）设备及质料
试验设备如图1所示，试验中选用电阻加热坩埚炉，并配有温度操控器，电解槽为石墨坩埚，内置于不锈钢反响器中，电解电源为WYK－3010直流稳压电源。
图1 电解试验设备简图
试验中所用的电解质料为分析纯TiO2和Cr2O3；熔盐为分析纯无水氧化钙，含量＞96%，其间除含水外，其他杂质含量不超越0.5%。
电解进程在高纯氩气维护下进行，其间Ar含量＞99.999%，O2含量＜3×10－4%，H2O含量＜3×10－4%。
首要分析设备为：选用荷兰PHILIPS公司X′Pert Pro Super X射线衍射仪分析产品的物相和组成（Cu Ka靶，管电压为40kV，电流为40mA）；选用日本HITACHI S－4800场发射扫描电镜仪分析样品描摹，并配有X射线能谱仪（EDS）进行元素分析；选用美国LECO公司TC－436氮氧测定仪分析电解产品的氧含量。
（二）试验进程
二氧化钛、氧化铬粉末按摩尔比1∶1混合后参加一定量的胶粘剂，混合均匀后，压制成直径为10mm的电极，电极成型压力4～10MPa。在室温下放置2d，使其天然枯燥，然后在马弗炉中于900～1200℃温度下烧结数小时后即可用于电解试验。电解试验在如图1所示的设备中进行，以高密度石墨坩埚壁作阳极，烧结后的金属氧化物的混合物作阴极，在氩气（100ml·min－1）维护下的氯化钙熔盐中进行电解。首要以石墨棒为阴极，石墨坩埚为阳极，在1.5V电压下进行预电解，意图是脱除熔盐中残存的水分和杂质，然后在指定的电压下进行恒压电解，电解温度操控在900℃。电解完毕后，电解产品在氩气维护下炉内天然冷却至室温。
（三）样品检测
电解后的产品，用水冲刷表面后，在超声波辅佐下用蒸馏水清洗夹盐，枯燥后对所得样品进行SEM，EDS，XRD分析以及氧含量分析。
二、结果与评论
（一）钛铬合金的制备
以TiO2＋Cr2O3（摩尔比1∶1）为质料的电极在1050℃烧结2h所得微观结构如图2（a）所示，XRD分析结果表明电极由TiO2和Cr2O3组成如图3（a），阐明在烧结进程中TiO2和Cr2O3并未发作化学反响。图2（b）给出了2.8V电解6h所得产品的微观结构，颗粒长大至初始电极的2倍左右，XRD分析电解产品首要为TiCr2和少数Cr，见图3（d）。对电解产品进行DES分析，结果表明电解产品中Cr和Ti的摩尔比为1.95，考虑到分析差错，电解产品中Cr和Ti挨近初始电解中质料的配比2，阐明熔盐电解钛铬混合氧化物能够直接制备组成可控的钛铬合金。
图2 电解前后电极的SEM图
（a）－初始电极；（b）－2.8V电解6h电解产品
图3 初始电极以及不一起刻电解产品的XRD谱
（二）恒压下钛铬合金的构成进程
为了更好地了解TiO2和Cr2O3混合氧化物的复原进程，操控槽电压为2.8V，别离电解10min、1h和6h，所得产品的XRD图谱示于图3。从图中能够看出，混合氧化物的电解复原阅历了从优先生成Cr到构成TiCr2的合金化进程，依据电解不同阶段的产品组成和热力学核算，估测TiO2和Cr2O3混合氧化物在复原进程中发作的首要反响如下：
1、电解10min的产品首要是Cr，CaTiO3以及少数的CaO，见图3（b）。因为从热力学上分析Cr2O3比TiO2更易复原，因而在反响初始阶段，Cr2O3首要被复原为Cr。在2.8V电压下进行电解，Cr2O3的复原机制与TiO2的复原机制相似，也是通过氧离子化和钙热复原反响进行的，发作的反响或许为（1）～（3）。
Cr2O3＋6e＝2Cr＋3CO （1）
Ca2＋＋2e＝Ca （2）
Cr2O3＋3Ca＝2Cr＋3CaO （3）
电解复原释放出很多的O2－向阳极分散，而熔融盐中的Ca2＋向阴极分散，假如氧化物阴极复原生成O2－的速度大于O2－向熔融盐和阳极分散的速度，将会发作反响（4）生成CaTiO3，因而电解产品中有CaTiO3的存在。
Ca2＋＋O2－＋TiO2＝CaTiO3 （4）
2、电解1h所得电解产品中有新相TiCr2生成，一起含有Cr，如图3（c），其间含有几个不知道的杂峰。因为电解试验所用的电极比较薄，仅有1mm左右，有利于钙、氧从电极中快速脱除，在电解产品中并未发现CaTiO3。作为中间产品在复原进程中生成的CaTiO3其寿数十分短，在随后的电解进程中，CaTiO3在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2，因而在电解产品中并未检测到CaTiO3。跟着TiCr2合金的生成和CaTiO3相的复原，多孔液层中CaO浓度下降，原先分出的CaO随CaTiO3的复原逐步熔解并迁出电极。
在电解较大的TiO2压片时，常常发现CaTiO3生成，因为现场钙钛矿化的发作，使固态颗粒的体积胀大，然后缩小颗粒之间的离子传输通道，阻止了多孔层内的离子搬迁，在TiO2压片彻底电解曾经，即便施加高于3.0V的电压，常常能够看到部分复原的夹心结构，但在电解TiO2和Cr2O3混合氧化物电极时，因为Cr2O3很简单被复原为Cr，Cr的存在进步了电极的导电性，一起又添加了电极的孔隙率，因而并未发现电解TiO2时常常出现的夹心结构。
3、电解6h所得电解产品为钛铬合金，依然含有铬的峰。从图3能够看出当电解时刻从1h延长到6h后电解产品中TiCr2的峰增强，而Gr的峰削弱，杂峰消失。从TiCr二元系相图能够看出，室温下C15相的均匀组成为TiCr1.75（65.5%Cr）～TiCr1.95（68%Cr），因为质料是按TiCr2制造，所以或许含有少数未合金化的Cr。
综上所述，本试验条件下混合氧化物复原为钛铬合金阅历了如下进程：反响最早生成Cr，副产品CaO与TiO2反响生成CaTiO3，在随后的电解进程中生成的CaTiO3和/或TiO2在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2合金。
（三）电解时刻对电解产品氧含量的影响
为了研讨电解时刻对产品氧含量的影响，以TiO2和Cr2O3（摩尔比1∶1）混合物小片为电极在2.8V电压下别离电解1，2，4，6和8h，图4给出了电解产品中氧含量随时刻的改变。从图中能够看出，在2.8V槽电压下电解1h，电解产品中的氧含量现已从初始电极的38.81%下降到11.50%，阐明在开始的1h电化学反响速度快，前1h脱除的氧占总氧量的74.56%，在电解复原反响2h后，产品中氧含量下降至0.64%，前2h脱除的氧占总氧含量的98.98%。当电解时刻从2h延长到6h，电极反响速度变慢，氧含量从2h的0.64%下降到0.20%，前6h脱除的氧占总氧含量的99.68%。这或许是因为从2h后首要发作的反响是从合金的脱氧进程，因而反响变慢。在随后的电解进程中发作脱氧反响，氧含量进一步下降，但氧脱除的速度很慢。
图4 电解产品氧含量随时刻的改变（电解电压2.8V，电解温度900℃，Ar100ml·min－1）
本文仅对熔盐电解直接制备钛铬合金进行了开始研讨，所选用的电解条件并非最优条件，下一步研讨的重点是制备出纯洁的钛铬合金，对其进行储氢功能测验和元素代替然后改善其储氢功能，而且优化电解条件以进步产品纯度和电流功率。
三、定论
（一）在熔融CaCl2系统中，直接电解TiO2和Cr2O3的混合物，在槽电压2.8V下电解6h能够得到氧含量为0.20%的钛铬合金，阐明用直接电解复原法电解TiO2和Cr2O3的混合物制取钛铬合金是可行的。
（二）混合氧化物的复原阅历了优先生成Cr到逐步构成TiCr2的合金化进程，反响最早生成Cr，副产品CaO与TiO2反响生成CaTiO3，在随后的电解进程中生成的CaTiO3和/或TiO2在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2合金。
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