铜、锌、镍-二氧化锰(Me-MnO_2)同时电解的研究

本文综述了作者多年来进行的Cu,Zn,Ni-MnO_2同时电解结果,绘制了Cu,Zn,Ni-S-H_2O系和Mn~(2+),Zn~(2+)-CO_2-H_2O系化学位图以及介绍了有关浸出动力学研究.基于推导的pH计算公式,对同时电解的阴阳极过程进行了电化平衡分析.     

硫化锌精矿、软锰矿直接浸出及Zn-MnO_2同时电解的研究

中南矿冶学院冶金系继1981年下半年进行的硫化锌精矿与软锰矿直接浸出及锌-二氧化锰同时电解的初步试验之后(详见《中南矿冶学院学报》1982年№1),于1982—1983年又进行了Zn-MnO_2同时电解的条件试验与机理研究,编写了试验报告。1984年4至7月又继续完成了硫化锌精矿与软锰矿直接浸出的各种因素的条件试验及Zn-MnO_2同时电解的全流程试验,获得以下显著效果: 1.采用两段浸出,锌浸出率大于95%,锰浸出率大于98％;采用三段浸出,锌浸出率大于98％,锰浸出率大于99％; 2.浸出液采用先进方法除铁,两段置换净化除杂,获得合格的新液; 3.Zn-MnO_2同时电解,阴极电流效率大于90％,阳极电流效率大于85％。槽电压平均为2.8V,电解节电大于60％。 4.阴、阳极很少析出氢气和氧气,酸雾大大减少。     

镍-二氧化锰同时电解新工艺研究

中南矿冶学院冶金系与成都电冶厂紧密合作,在中南矿冶学院进行的镍-二氧化锰同时电解探索性试验的基础上,于1984年5月至8月在中南矿冶学院,以成都电冶厂生产所用的镍高锍(高冰镍)为原料,双方共同进行了直接浸出、净化及镍-二氧化锰同时电解全流程试验研究。历经三个月,每周期电解液体积为16至22升,试验获得显著效果如下: 1.新工艺流程畅通; 2.镍浸出率大于95％; 3.净化后得到的电解新液达到了生产特级电镍的纯度要求; 4.镍-二氧化锰同时电解过程中,阴、阳级很少析出氢气和氧气。同时电解的电流效率平均为:阴极97.35％,阳极95.67％,槽电压平均为2.86V。产品比为Ni:MnO_2=     

电解水实验条件探索与装置改进

探索了用简易装置在不同的条件下,用不同的电解材料进行“电解水”实验时所产生的H2、O2体积之比及其对电解速度的影响。同时找到了使氢、氧气体积比非常接近2：1的实验条件,并改进了实验装置,增强了实验效果。     

热镀锌渣电解精炼制取纯锌初探

ZnCl2-NH4Cl溶液体系中进行热镀锌渣的电解精炼是处理热镀锌渣的全新工艺。该文重点研究各工艺参数诸如电流密度、电解液成分、电解温度、电解周期等对实际电解精炼效果的影响，确定最佳电解工艺条件为：[Zn^2 ]=40g/L,[NH4Cl]=250g/L,Dk=250A/m^2,t=35℃，同时得出随着阳极含铁量的变化，直流电耗与其它指标均有所变化。     

熔盐电解TiO2制备海绵钛过程中电解温度的确定

制备了熔盐电解TiO2制备海绵钛所需的TiO2电极,并对电解过程中电解温度进行了研究.在SX2-1700℃箱式电阻炉内测定了TiO2电极导电性能随温度的变化关系,在数字式真空电解炉内测定了电解过程中温度随电流的变化关系,并从热力学的角度对电解过程中的转变温度进行了理论分析.研究表明:TiO2电极的质量和制备工艺对电解产物的质量有直接影响,电解过程中的电流效率、电流密度主要由TiO2电极的导电性能所决定,电解过程的最佳温度应该控制在850～950℃之间.     

TiO2和Fe2O3直接电解还原制备TiFe合金

在CaCl2熔盐中,直接从TiO2和Fe2O3的混合阴极电解还原制备了TiFe合金.在1173 K和3.1 V电解条件下,电解10 h后可制得含氧量(质量分数)为0.43%的TiFe.电解过程可以大致分为两个阶段:反应初期铁优先于钛还原出来,钛元素则以CaTiO3的形式存在;随着电解的进行,电极的外层首先被还原为TiFe,同时电极出现分层现象,外层为疏松的TiFe相,内层则较为致密,主要由Fe和CaTiO3组成.由电解制备的TiFe无须活化,经电化学性能测试,放电容量为33 mA.h.g-1,优于传统方法制备的TiFe合金.     

电镀镍钴合金多层磨粒砂轮电解修整机理

修整是多层电镀超硬磨粒砂轮精密磨削的关键技术之一.电镀镍钴合金硬度和强度高,是理想的超硬磨料砂轮结合剂;但同时也导致砂轮修整困难.为此对镍钴合金镀层的电解修整机理进行了研究.首先,根据标准电极电位的理论分析了镍钴合金电解修整的可行性;然后,采用电化学分析仪测试了镍钴合金镀层在NaNO3溶液中的极化曲线,表明极化曲线存在钝化区;最后,进行了电解修整镍钴合金镀层CBN砂轮试验,结果表明对于2V和5V的电解修整电压,较高的电解电压有利于电镀镍钴合金超硬磨料砂轮电解修整.     

CaCl2熔盐电解钛精矿制备TiFe合金

在CaCl2熔盐中,以通Ar气保护条件下经过熔融后再凝固的钛精矿作为阴极,进行电解制备钛铁合金,探讨电解过程中TiFe合金的形成机制。在电解电压为3.1V,电解温度900℃时,研究了电解时间对电解产物的影响。研究结果表明,实验室条件下,可以通过熔盐电解钛精矿的方法制备成分均匀的TiFe合金。钛精矿在电解过程中经历了优先生成Fe,然后逐步形成TiFe的合金化历程,中间产物包括CaTiO3、TiO2、Ti2O3、TiO、Fe、TiFe2,Ti的还原是分多步完成的。     

废电池及热镀锌渣同时处理新工艺

中南矿冶学院冶金系与北京冶炼厂合作,于1984年5月至8月在中南矿冶学院对废电池及热镀锌渣进行了同时浸出、净化及锌-二氧化锰同时电解的实验室小型与扩大型试验。共完成了十六周期闭路循环试验,每周期电解液12至24升。通过实验证实:所拟新工艺流程畅通,技术经济指标良好,具有如下显著效果: 1.废电池中二氧化锰及热镀锌渣同时浸出,锌、锰浸出率均大于95％; 2.在同一电解槽中可同时获得二级电锌与γ型电解MnO_2(MnO_2>92％)两种产品;     

氯化物水溶液电积锌的电极过程动力学

本文采用线性电位扫描方法测定氯化物水溶液电积锌的极化曲线,探讨了电极过程的动力学规律。氯化物水溶液电积锌时,阴极发生析锌反应的同时也发生析氢反应。阴极析锌反应过程的动力学规律表现为扩散传质步骤所控制,阴极析氢反应和阳极析氯反应过程表现为电化学反应步骤控制的不可逆电极过程动力学规律。采用Ti/Sn-Sb-Ru-Ti/MnO_2和Ti/Sn-Sb/RuO_2 TiO_2两种DSA,电极催化活性好、阳极节能效果显著。     

硫酸锌溶液中锌粉净化除钴的机理

本文通过断电流、短路电流、恒电位阳极溶解电流等实验,阐述了添加剂硫代锑酸钠及铜离子在锌粉净化除钴过程中的活化机理和钴返溶的原因。测得锌粉置换除钴过程的活化能为113.7kJ·mol~(-1),表明其控制步骤为化学步骤。     

控制阴极电势电积法新工艺及其应用

研究了控制阴极电势电积法的反应机理、工艺流程及应用情况．运用该新工艺电积时不析出氢气和砷化氢气体．通过控制阴极电势电积法、间断电积法、连续电积法各项参数的比较，该新工艺具有电流效率和工作效率高、能耗低、脱杂能力强等一系列优点．工业生产应用试验证实：该新工艺可控性强，安全可靠，操作简便，具有较大的经济效益和社会效益．     

硫化锌精矿与软锰矿同时浸出动力学因素的研究

硫化锌精矿与软锰矿同时浸出及 Zn—MnO_2同时电解新工艺,由于将两种产品的生产巧妙地结合起来,从而克服了单独生产的一系列缺点,为强化电锌和电解二氧化锰的生产找到了一条有效的途径。本文在试验的基础上,对硫化锌精矿与软锰矿同时浸出的动力学因素进行了探计,为强化浸出过程提供了依据。     

关于电积锑阳极电流密度的讨论

本文讨论了下列问题: 1.电积锑时,阳极上发生的反应与阳极电流度密度的关系。 2.铁的钝化与阳极电流密度的关系及钝化膜的成分对电能消耗的影响。 3.电流效率、大气中的碱雾与阳极电流密度的关系。研究结果表明,在工业生产中采用高阳极电流密度是不适宜的。当采用隔膜电解槽电沉积锑时,合适的阳极电流密度为300—400A/m~2。     

锌焙砂氨法制取高纯锌

利用NH3-NH4Cl水溶液浸出锌焙砂来制取高纯锌.Zn的平均浸出率约93%，浸出液中的杂质元素，如铜、镉、铅，用锌粉两段逆流能够完全置换除去.不同电流密度下的电流效率大于93.8%，槽电压约3.0 V，每千克锌消耗电能2.550～2.650 kW.电锌含锌量大于99.999%，杂质元素Cu,Cd,Co,Ni,Fe,As,Sb的含量均小于0.000 1%，Pb的小于0.000 3%.     

丙烯基硫脲对镍阳极溶出和阴极沉积过程影响

采用循环伏安(CV)和电化学石英晶体微天平(EQCM)方法研究了硫酸镍溶液中Ni在Pt电极上阳极溶出和阴极沉积过程以及丙烯基硫脲(ATU)对该过程的影响.结果表明,在0.05M的NiSO4溶液中,镍阳极溶出和阴极沉积过程的M/n实验值分别为31.7和38.0 g/mol,都是两电子过程.在含ATU的NiSO4溶液中,镍在铂电极上阳极溶出和阴极沉积过程共出现3个电流峰,其M/n实验值分别为60.4、117.1和60.0 g/mol,表明ATU改变了镍的电极过程,对镍的阳极溶出和阴极沉积有比较复杂的影响;CV结果还证实:ATU促进了镍的阳极溶出和阴极沉积过程.本文还从电极表面质量定量变化的角度提供了Ni阳极溶出和阴极沉积过程的新数据.     

十二烷基硫醇对铜的缓蚀作用

利用自组装方法在铜表面制备十二烷基硫醇单层膜,采用失重法、电化学极化曲线法和交流阻抗法,研究在不同成膜时间条件下得到的自组装膜在0.51 mol/L的NaCl溶液中对铜的缓蚀作用.实验结果表明:十二烷基硫醇膜对铜具有较好的缓蚀作用,经自组装处理后铜电极在NaCl溶液中电荷传递的电阻增大,腐蚀电流密度下降.该膜对腐蚀反应的阴极过程具有更强的阻碍作用,在吸附时间为30 min时,可产生较好的缓蚀效果.     

镍电解阳极液直接电解净化除铜研究

本文探讨了镍电解阳极液直接进行电解净化除铜处理过程。镍电解阳极液中的ＣＵ２＋离子优先于Ｎｉ２＋离子在镍电极和铜电极上放电还原，其电极过程具有溶液扩散传质步骤控制的动力学规律。在阴极电位不低于－０．５００Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ．）和溶液搅拌条件下，采用多孔镍作阴极在常温下就能使镍电解阳极液的ＣＵ２＋离子浓度降至０．００２ｇ／Ｌ以下，达到深度净化除铜要求。加强溶液搅拌和增大电极面积有利于加快电解净化除铜速度，电解净化除钢产物为９９％以上的金属铜粉。     

锌电积用"反三明治"结构铅基复合多孔阳极

为了改进锌电积用铅基多孔阳极的导电率及机械性能,采用反重力渗流技术制备了一种"反三明治"结构复合多孔阳极,并对其结构进行优化.研究结果表明:在优化的铸造条件下,中间加强金属板与外层泡沫结合为一个整体;外层泡沫的孔径和厚度对阳极电位有影响,在孔径为1.25～1.43 mm,厚度为3 mm时,阳极电位达到最优值;外层泡沫的孔径和厚度对抗拉强度的影响基本可以忽略,但中间加强金属板的厚度对其影响很大;当中间加强金属板的厚度2mm为时,复合多孔阳极的抗拉强度达9.3 MPa,是多孔阳极的抗拉强度3倍;优化结构后,复合多孔阳极的导电率为多孔阳极的1.3倍.