二氧化鉛電極在電解冶煉金屬的使用
發(fā)布時(shí)間: 2022-12-16 瀏覽:906
(1)二氧化鉛電極耐硫酸腐蝕,適宜在鋅、銅、鎳、鈷等硫酸鹽電解中使用。
以電解提取鋅為例,可制得鉛含量 10×10~*以下的高品位產(chǎn)品,這是鉛電極不可能達到的,除了耐腐蝕、電極輕外,還可在20~30A/dm2的高電流密度下工作,不會(huì )產(chǎn)生錳事故。所謂錳事故指的是由于電解液關(guān)系,二氧化錳或硫酸鈣在陽(yáng)極表面呈鱗片狀析出而造成槽電壓升高的現象。
硫酸鋅電解液組成,Zn2+50 ~60g/L,總硫酸離子 210g/L,硫酸 120~140g/L,電流密度:5A/dm',35℃,極距 35mm,每隔24h 剝離鋅。在上述電解條件,α-PbO2消耗量是 0.240g/(kA·h),β-PbO2消耗量是0.175g/((kA·h)。
二氧化鉛電極作為電解提取鋅的陽(yáng)極,與1%銀鉛合金電比較,具有下列特點(diǎn):不用進(jìn)行化成處理,且鉛混人鋅中的刪少;對氯的耐蝕性好,而且能把氯除掉;不會(huì )產(chǎn)生錳渣;提取的電流效率高;在高電流密度下使用期限長(cháng);電極電位高,因此槽電壓也高。
電解提取鋅使用二氧化鉛電極,下列場(chǎng)合更加合適:要衰生產(chǎn)壓鑄用高純鋅,壓鑄用鋅鋁合金需用鉛混人量特別低的高純財鋅;原料中含氯量多;在高電流密度下操作。
大型二氧化鉛電極,在鋅電解開(kāi)始后,發(fā)現有比較大量的鋼混人產(chǎn)品鋅中,原因是 β-PbO2層電沉積后沒(méi)有沖洗干凈而引起的。除去陽(yáng)極上殘留的 PbO2的方法是把陽(yáng)極放進(jìn)添加有過(guò)氧化氫的稀硝酸中浸泡,直至陽(yáng)極上沒(méi)有氣泡產(chǎn)生為止。
已制作有工業(yè)規模大型二氧化鉛電極,寬60cm,長(cháng)94cm,鈦網(wǎng)為基體,底層是銀鍍層,厚20μm,中間層α-PbO2層厚0.3mm,表面層 β-Pb02層厚0.7mm,每塊電極總重量為 18.7kg。
(2)氯化鎳電解用。過(guò)去,鎳電解精煉廣泛使用以粗鎳或鎳底板作陽(yáng)極的硫酸鎳溶液電解法。近年來(lái),在日本采用了以不溶性電極作陽(yáng)極的氯化鎳溶液電解法。濕法冶煉紅土礦,制造鋤團塊的工藝中,除掉共存的鈷,生成鎳鈷混合硫化物,經(jīng)過(guò)對此混合硫化物焙燒、鹽酸浸出、溶劑萃取分離鎳鈷等工序而制得氯化鎳電解液。
氯化鎳溶液電解精煉鎳存在的問(wèn)題:不溶性電極使用氧化釕系涂層電極,即所謂 DSA,經(jīng)濟負荷大;DSA 用于食鹽電解時(shí)陽(yáng)極電流密度高,約 10000A/㎡,鎳電解適宜的電流密度很低,為200A/㎡',這樣在同一通電量下,電極數量增加 50 倍,造成電極使用效率低,使用費用比較高;DSA 使用的釕m,為鉑族元素價(jià)格貴,且資源缺乏。
二氧化鉛電極性能接近 DSA,不需要昂貴的鉑族元素。用在氯化物電解時(shí),從飽和食鹽水測定析氯電位的結果與 DSA 樣比,i =500A/㎡時(shí)是一樣的;i.=1500A/㎡,70℃時(shí)高0.2V。二氧化鉛電極由于氧過(guò)電位高,所生產(chǎn)氯氣中氧含量低 1%左右,這一點(diǎn)比 DSA 優(yōu)越。
鎳鈷分離時(shí)使用有機萃取劑,電解液中殘存有微量有機溶劑,由于還原性有機物質(zhì)的緣故,從電極氣液接觸界面,到鈦導電板焊接處,部分二氧化鉛鍍層受到侵蝕,電極損耗量增加。電極損耗雖然很微量,但從陽(yáng)極溶解鉛離子時(shí),有降低鎳純度的危險。
往電解液中添加 5g/L 以上的硫酸鈉,可使電極耗量驟降到lg/(kA.h),生成氯氣的電流效率為 88%,氯中含氧量低于工廠(chǎng)生產(chǎn)時(shí)氯氣循環(huán)使用要求氧濃度極限值 4%,鎳純度為 JIS 標準的特級品,Pb<0.001。
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