湿法炼铜萃取-电积铁的影响及控制研究

湿法炼铜过程中,由于矿石性质不同,浸出的富铜液性质也不同,铁作为最常见的杂质以Fe2+和Fe3+与铜一起溶出,在萃取过程中铁被萃取并和物理夹带进入电积液而累积起来,造成电积液中铁含量达不到电积生产要求,电积工序电流效率降低,电耗增加,本文针对某矿山生物湿法炼铜过程(萃取-电积铁)的控制进行研究,为生产实践控铁提供较优的处理方法。

锌电积用Pb-Ag阳极MnO_(2)镀膜的电化学性能

锌电积用Pb-Ag阳极存在析氧过电位高、表面铅易电化学氧化溶解,造成阴极电锌品质低等突出问题,如何减少阳极的溶铅污染并提升其催化析氧活性、降低反应能耗,成为亟待解决的难题。本文在Pb-Ag阳极表面电沉积一层均匀、致密的MnO_(2)薄膜,采用SEM、XRD和ICP等对MnO_(2)催化层的表面微观形貌、晶体结构和溶液含铅量进行分析;采用CV、LSV、EIS和Tafel等对Pb-Ag/MnO_(2)阳极的析氧催化活性和耐腐蚀性能进行分析。结果表明:在MnSO_(4)-H_(2)SO_(4)溶液中,当循环速率为200 mL/min、温度为80℃时,以4 mA/cm^(2)电沉积120 min制备的Pb-Ag/MnO_(2)镀膜电极具有最佳的催化析氧和耐蚀性能;PbAg阳极经优化镀膜后,50 mA/cm^(2)时其析氧过电位由936 mV降低为648 mV,腐蚀电流密度由7.03μA/cm^(2)降低至0.66μA/cm^(2);相较于Pb-Ag阳极,基于Pb-Ag/MnO_(2)阳极的15 d长周期电锌体系中溶铅量由0.61 mg/L降至0.29 mg/L。

锌电积体系Zn-MnO_(2)同槽电解电化学分析

基于循环伏安法、线性伏安法和电化学交流阻抗谱等分析测试并结合电解实验,系统解析了Zn-MnO_(2)同槽电解的电化学过程。研究结果表明:体系中Zn^(2+)的还原和Mn^(2+)的氧化在Mn^(2+)浓度低于10 g/L时互不干扰;Mn^(2+)的电氧化过程受电极界面钝化影响,提高Mn^(2+)浓度对同槽电解有利,但Mn^(2+)浓度过高会使氧化性MnO_(4)^(-)生成量增多,导致阴极Zn被化学氧化溶解;升高体系温度能改善Zn-MnO_(2)同槽电解效果,但过高的电解温度(≥80℃)会加速Zn的腐蚀。较优的Zn-MnO_(2)同槽电解条件为:Mn^(2+)浓度为10 g/L,阴阳极电流密度分别为40 mA/cm^(2)和10 mA/cm^(2),电解温度为60℃。该条件下,阴阳极电流效率分别为94.81%和12.16%,吨锌能耗为2456.58 kW·h,阳极产物为ε-MnO_(2)。

锌电积中杂质离子对阳极耐腐蚀性能影响研究进展

近年来,锌矿资源逐步枯竭导致全球大部分锌精矿品位下降,低品位锌矿物的开采和利用规模逐渐扩大。但低品位矿成分复杂,在经过预处理、浸出后,还有较多杂质伴随锌离子进入溶液,造成阳极腐蚀,增加电耗,还影响沉淀锌的表面形态。本文分析了锰离子、铝离子、铁离子、硫酸根离子、溴离子、氟离子和氯离子在锌电积中对阳极材料腐蚀机理,并给出各杂质离子的脱除方式。氟、氯离子对于阳极的腐蚀相对明显,二者均是通过破坏铅阳极表面的二氧化铅氧化膜层来腐蚀阳极。文献结果表明,锌电解液中的F^(-)浓度应不超过0.03 g/L,Cl^(-)浓度应控制在0.1 g/L以下。应在锌电积过程中尽可能降低F^(-)、Cl^(-)浓度,并使用能耐F^(-)、Cl^(-)腐蚀的阳极材料。

电积锌用Pb-Ag/MnO_(2)涂层阳极制备及电化学性能

铅银合金(Pb-Ag)是锌电积及其它冶金工艺中应用最广泛的阳极材料。随着节能环保要求的逐渐提高,由于存在过电位低和稳定性差等缺点,Pb-Ag阳极难以适用于绿色工业体系的发展。如何提升其析氧催化活性、降低能耗并提高其耐腐蚀性能,成为亟待解决的工业难题。采用恒电流电沉积法在Pb-Ag阳极上制备了纳米二氧化锰薄膜涂层,测试了阳极的组织和电化学性能。研究表明:MnO_(2)涂层表面疏松裂纹结构不仅提高了催化活性,还促进了传质过程的进行,使得Pb-Ag/MnO_(2)阳极的析氧反应活性和稳定性均优于Pb-Ag阳极。其中,Pb-Ag/MnO_(2)阳极的析氧过电位为555 mV,塔菲尔斜率为208.5 mV/dec,优于Pb-Ag阳极的析氧过电位和塔菲尔斜率。同时,Pb-Ag/MnO_(2)阳极在长周期的电解锌实验中表现出良好的析氧反应活性和耐腐蚀性能,其槽电压比Pb-Ag阳极槽电压小0.1 V左右,能耗低于Pb-Ag阳极。

含锌热解漆渣用于湿法冶炼制备电积锌的研究

含锌漆渣是富锌防腐涂料涂装后产生的有害废渣,经热解脱除有机组分后可作为湿法冶炼锌的原料。将热解漆渣用于电积锌废液中性浸出-净化除杂-电积回收金属锌板,并对比车间次氧化锌和锌粉为原料的净化后液和功耗参数。结果表明,含锌热解漆渣中-50μm颗粒质量比最大为81.88%,但金属锌含量最低为12.95%,适用于碱洗和废电解液中性浸出;50~125μm热解漆渣金属锌含量较高,适用于置换脱铜和两步除镍钴镉杂质;+125μm热解漆渣中金属锌和金属铁含量均最高,分别为76.01%和68.79%,适合与50~125μm热解漆渣进行两段置换除镉。以上采用热解漆渣的置换除杂效果与采用车间电炉锌粉相当,分别获得镉含量为20.48%和19.68%的两种海绵镉渣。将热解漆渣两段除镉净化液用于生产电积锌,在相同的电积条件下其电流效率和电耗与车间电炉锌粉相当,表明含锌热解漆渣在参数优化后可以生产电积锌,同时为含锌漆渣的资源化利用提供了新方向。

基于响应面法优化同槽电积锰和二氧化锰工艺研究

针对目前生产锰和电解二氧化锰行业能耗大、污染严重的问题,设计了一种同槽电沉积锰和二氧化锰工艺,在提高阴阳极电流效率的同时使得能耗最低,达到节能降耗的目的。结合响应面法对阴极硫酸铵浓度、阳极硫酸浓度、中隔室硫酸浓度、温度四个因素与阴阳极电沉积效率之间的交互作用进行分析,得到二次回归拟合模型,确定同槽电积的最佳条件为:阴极硫酸铵浓度为107.11 g/L,阳极硫酸浓度投加量为2.8 mol/L,中隔室硫酸浓度为0.516%,温度为40.2℃。阴极电流效率可达到84.79%、阳极电流效率可达到68.43%。分析表明,硫酸铵和温度对阴极电流效率交互影响最大、硫酸浓度和温度对阳极电流效率交互影响最大。电沉积得到的金属锰沉积紧密。电解二氧化锰粒径均一,形貌良好。

采用钛阴极从碱液中旋流电积回收镓

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO_(2)^(-)在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^(-7)cm^(2)/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/m^(2)、镓浓度39.9 g/L、NaOH浓度120 g/L、循环流量200L/h。在这些条件下,电积的电流效率和镓回收率分别为47.9%和90.2%。析出的镓较易从阴极上分离,经过洗涤后的镓最终纯度为99.993%。镓旋流电积能耗约为9048 kW·h/t。该研究表明旋流电积是一种具有高电流效率和低能耗的有前途的镓生产工艺。

基于电积法的高纯阴极铜的生产工艺研究

针对高纯阴极铜的生产工艺提升问题,引入了电积法进行脱铜处理,同时分析了不同添加剂量、电解液温度、电流密度与终点铜离子对高纯阴极铜制备的质量影响。结果显示:当添加剂量为40 mg/L时,阴极铜表面粗糙度最低、晶粒均匀致密,且颜色均匀;当电解液温度为60℃时,阴极铜的铜质量分数大于99.99%,电流效率在电流密度为200 A/m^(2)时最高,此外,当终点铜离子浓度为32 g/L时,有助于提升杂质去除率,说明基于电积法的高纯阴极铜制备工艺具有良好的实际应用价值,该工艺为阴极铜产品质量的提升提供了有效的技术支持。

碱溶液中电积回收镓的工艺研究

针对碱性条件下,镓电积过程中不锈钢阴极易发生析氢反应,致使电流效率低这一难题,重点研究了电积镓过程电流密度、初始NaOH浓度、Ga^(3+)浓度、电积温度对电流效率的影响,优化了电积镓工艺条件。实验结果表明,采用镀镓不锈钢作为阴极,较优的电积工艺参数为温度45℃、电流密度500 A/m^(2)、初始NaOH浓度140 g/L、初始Ga^(3+)浓度150 g/L;在优化工艺参数下,可以有效地减少镓电积过程中氢气的析出,电流效率稳定在75%以上,产品纯度达99.995%。

超声辅助电积法回收铜镉渣中镉、锌的试验研究

采用电积置换法回收铜镉渣中镉时,电积过程会产生漂浮海绵镉,导致镉回收效率低,且不利于后续的压团冶炼。本文在分析镉电积的原理基础上,利用超声波的空化作用,进行了超声波辅助镉电积试验,考察了电流密度、温度、超声功率、阴阳极面积比和电积时间等因素对镉回收率的影响,得到以下主要结论。循环伏安测试结果表明,在硫酸盐体系中,电积可将电解液中的镉置换出来,且镉优于锌先电积析出,随着电积的进行,镉外层的锌会部分返溶;有无超声波辅助的镉电积对比试验表明,无超声波辅助时镉回收率为16.25%,且电积出的镉组织蓬松、孔隙多,易漂浮,180 W超声波辅助下镉回收率为25.11%,且电积出的金属镉致密,易掉落;单因素试验结果表明,在电流密度150 A/m^(2)、温度35℃、超声功率240 W、阴阳极板面积比1:3、电积时间2.5 h条件下,浸出液中镉回收率能达到100%;不同温度的电化学试验表明,温度升高有利于镉的析出,而且析出的金属锌易被氧化溶解,金属镉难被氧化溶解,从而提高镉的回收率和纯度。

锑电积贫液中锑回收试验研究

针对甘肃某公司锑电积贫液含锑较高,酸化沉锑渣锑品位高导致其与低品位矿配矿后碱浸锑回收率低的问题,开展了酸化沉锑—冷却结晶—碱浸—电积试验研究。通过单因素试验考察了pH、反应温度、搅拌速度和冷却结晶等对酸化沉锑效果的影响,结果表明:在酸化沉锑pH=5,冷却结晶温度10℃,碱浸矿浆浓度20%、Na_(2)S质量浓度85 g/L、NaOH质量浓度40 g/L、碱浸时间1 h、电积NaOH质量浓度70 g/L、电流4.80 A、阴极与阳极面积比为5.8∶1、电积时间50 h的条件下,电积试验锑回收率为82.29%,阴极锑品位为92.72%,提高了资源利用率。

锰电积用新型阳极研究进展

通过对铅基二元合金阳极、铅基多元合金阳极、钛基阳极、铝基阳极和不锈钢基阳极的分析,总结了各类阳极的特性。这些研究结果为锰电积用新型阳极的研发提供了重要参考,有助于推动电解金属锰行业的成本优化和效率提升。

锌电积新型阳极与电积新工艺研究进展

锌电积长期采用Pb-Ag合金为阳极。该阳极存在析氧过电位高、易腐蚀且污染阴极锌等问题,因此人们研究了各类新型阳极与电积新工艺。综述了铅基多元合金阳极、复合电催化铅基阳极和钛基电催化阳极及Zn-NaClO4联合电解和H扩散阳极电积的研究与应用现状,展望了锌电积新型阳极与电积新工艺的发展方向。

锌电积用涂层钛阳极制备及性能

涂层钛阳极是一种性能优异的电极,在锌电积中有很好的应用前景。采用热分解法制备阳极涂层,并使用X射线衍射、扫描电子显微镜、循环伏安曲线、线性扫描伏安法测试、交流阻抗测试、寿命测试和锌电积等方法对涂层钛阳极进行测试表征,探究了Ir、Ru、Mn对阳极涂层形貌结构、电化学性能、耐腐蚀性及锌电积电流效率的影响。结果表明:几种氧化物的催化活性由大到小依次为IrO_(2)>RuO_(2)>β-MnO_(2),IrO_(2)、RuO_(2)、MnO_(2)可形成金属氧化物固溶体,改善涂层形貌,提高涂层稳定性和寿命。Ti/IrO_(2)-RuO_(2)-MnO_(2)阳极强化电解寿命为108 h,锌电积电流效率可达91.35%,具有很好的稳定性和电化学性能。

电积铜升级改造研究

本文主要描述在净液工段生产电积铜的现状问题,将电积铜放置生产工段生产所要解决的问题,以及作者自身提出的一些解决方法。从提高电积铜产品质量和技术水平,降低生产成本和劳动强度等方面进行了阐述。

提高碲电积产量的生产实践

在碲回收生产中,碲电积产量直接影响碲锭产量。分析了电积工序的生产条件,发现影响碲电积产量的主要原因是电积槽数少、电积澄清时间长、出装槽时间长。通过增加电积槽数和阴阳极板洗涤槽,缩短电积液沉清时间和出装槽时间,将碲锭产量提高到31.5 t,年利润增加了279.88万元。

高镉硫酸钴电积前液深度净化除隔与电积试验研究

本文主要研究了高镉硫酸钴电积前液用硫化钡深度除镉与电积实验的研究,结果表明:用硫化钡对硫酸钴溶液进行除镉,在实验条件为:常温,使用硫化钡量为Cd的200倍,反应4h的条件下,除镉后液镉含量达到了电钴阴极液的要求,且Co的回收率为99.81%,较为理想,硫酸钴电积前液使用硫化钡除镉效果较佳,成本较低,方法可行。利用除镉后液电积得到的钴板镉含量符合牌号Co9995的要求,且实验通过优化后解决了传统钴电积始极片阴极及硫酸体系电钴钛基铅金属氧化涂层阳极板应用的问题。

锌电积使用阳极板探讨

通过介绍湿法炼锌工业化以来阳极材料研究状况、对比铅及铅合金、钛基涂层、铝基栅栏型、复合二氧化铅等几种阳极在锌电积过程中的行为和优缺点,指出了铅银合金阳极能被大规模广泛应用的原因,最后对锌电积用阳极的研究作出展望。

不同条件下Co^(2+)对锌电积的影响

Co^(2+)是湿法炼锌中重点关注的有害杂质之一。以含Co^(2+)的硫酸锌溶液作为模拟研究对象,整体研究含Co^(2+)的硫酸锌溶液中分别存在松醇油和Mg^(2+)时,Co^(2+)对锌电解的影响行为。结果表明,当电积液中不存在松醇油和Mg^(2+)时,Co^(2+)的存在造成了锌板的穿孔,出现了轻微“烧板”现象,需要将电积液中Co^(2+)浓度控制在0.6 mg/L以下。当电积液中加入0.21 g/L的松醇油时,Co^(2+)的含量对锌电积的不利影响比电积液中不存在松醇油时的影响更大,需要将电积液中Co^(2+)浓度控制在0.4 mg/L以下。当Mg^(2+)浓度分别为5 g/L和10 g/L时,需要将电积液中Co^(2+)浓度控制在0.4 mg/L和0.2 mg/L以下。当Mg^(2+)浓度为15 g/L时,电积液中的Co^(2+)应尽量除尽。