铅电解精炼的基本原理

精心整理

一、铅电解精炼过程的电极反应

铅电解精炼时属于下列的电化学系统

阴极电解液阳极

Pb(纯)PbSiF6.H2SiF6.H2oPb(含杂质)

由于电解液的电离作用，形成Pb2+、H+阳离子和SiF62-、OH-阴离子：

PbSiF6=Pb2++SiF62-

H2SiF6=2H++SiF62-

H2o=H++OH-

极，阴离子奔向阳极，电解液中的阴离子2+和H+

(即电极反应)

Pb—2e=Pb2+反应，而不发生OH-和SiF62-离子的放电。

在阴极上，有可能发生Pb2+和H+的放电反应：

Pb2++2e=Pb

2H++2e=H2

在正常的电解条件下，只发生Pb2++2e=Pb反应，而不发生2H++2e=H2反应。

综上所述，铅的电解精炼主要电极反应为：

在阳极上：Pb-2e=Pb2+(氧化，进入电解液)

在阴极上：Pb2++2e=Pb(还原在电极上析出)

显然，在电解过程的进行中，阳极会逐渐溶解变薄，阴极则会因金属Pb的析出而逐渐变厚，阳极泥层的增厚会使槽电压变高，过高的槽电压会导致电化序在铅以下的杂质金属溶解，并在阴极上析出，因此阳极泥的厚度必须加以控制。

的纹路，呈铅灰间白色，并有金属光泽。

阴极的结晶受下列因素的影响：

1

Pb2+浓度控制在

2

3

加入添加剂，在电极上吸附时，使得界面反应的不可递性增大。结晶过电位增大，为形成数目众多且尺寸小的晶核创造条件，添加剂是使铅电解精炼得以正常进行的极重要因素。加入胶质添加剂大大地改善了阴极的结晶状态，能对任何原因造成的阴极不规则结晶起到不同程度的抑制作用。析出铅的强度也与电解液含胶量有关，胶多则硬少则软。为了使添加剂获得最好效果，一般采用胶合添加剂，其种类和配比一般需要通过实验确定。

4、电力线分布

电力线集中处结晶变坏，阳极边缘常因电力线密集而出现树枝状或羊齿状结晶。为消除此状，通常阴极尺寸作得比阳极稍大，电解生产操作中，若阴极和阳极的位置没有对正，也会造成局部电力线密集，而产生上述现象。在两极的毛面，往往会存在一些突出部分，也会造成局部电力线密集而使阴极结瘤。

5、电解液循环

含铅离子浓度高，其差可达10-15g/L

6

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量的氢气，所得产品是松软海绵状的，而电流密度很小时，阴极上沉积出分散的粗粒结晶产物，因此电流密度应控制在一个好的范围。

8、电解液中的杂质浓度

当电解液含Cu、Ag、Sb等杂质过高，或电解液混浊时，会导致瘤状结晶产生，它们大多是围绕着粘附在阴极表面的阳极泥小点而生长，电解液严重混浊时，会使

阴极表面长满疙瘩，且呈暗黑色，当阴极局部结晶呈现暗色，表示杂质析出，若边缘出现黑色幅带，这可能是电极重溶(不导电)所致。

9、周期反向电流

采用周期反向电流电解时，所获得的阴极析出铅结晶比不反向电流电解时所获得的要好得多，其突出的优点是结晶致密，厚度均匀，表面平整。

电解精炼的主要技术条件的控制

一、电流密度：

Dk=I/S

(m2)

n片阴极，每片阴极宽为w

Dk=I/LW(2n-2)

度生产时，要获得较高质量的电铅和较低的电能消耗，必须创造以下条件：

1、提高阳极品位(含Pb≥98.5%)，并控制其有豁杂质的含量。

2、在阳极铅中保留适当As与Sb，使阳极泥有足够的附着强度。

3、确定合理的生产周期和阳极厚度，以保持阳极泥层适当的厚度和较低的槽电压。

4、适当地提高电解液中铅离子及游离硅氟酸的浓度。(铅离子浓度100-130g/L)，游离酸：80-90g/L

5、适当加大电解液循环量(30L/槽，分钟)

6、提高电极外形质量，缩短极距。

7、采用较高的电解液温度。(40-45℃)

铅电解精炼的电解液是硅氟酸与硅氟酸铅的水溶液，铅在电解液中呈二价离子

骨胶分解产物氨基乙酸的浓度。

0.7-1倍。

电解液成份一般依据下列原则进行控制：

1、控制电解液含铅在一定范围。

2、控制游离硅氟酸浓度稍高一些。

3、在电解液成份控制范围内，铅、酸浓度应成比例的增减，尽量避免电解液成份剧烈的波动；成份突变会引起电解正常生产的失调，导致电流下降，析出铅结晶恶化。

4、控制杂质金属的浓度，尽可能地使之降低。

一般酸耗1.0-3.5kg/tpb，酸耗成本占加工费很大一部分，一般约10%，对铅电解来说，降酸耗具有很大经济意义。降酸耗的措施是：

1、合理控制阳极成份。

2、合理控制电解液的含酸量，可高些但不能太高。

3、控制适当的电解液温度。

4

少到最大程度。

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