湿法冶金-电沉积全解
湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用
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湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用1 湿法冶金电积阳极材料制备技术简介湿法冶金电积阳极材料制备是一种用电化学方法制备阳极材料的技术,适用于生产氧化铝、氟化镁、氧化钛等工业原料。
其特点是制备过程简便、原料广泛可得,同时阳极所得材料纯度高、颗粒细小、分散性好。
2 湿法冶金电积阳极材料制备关键技术湿法冶金电积阳极材料制备的关键技术主要包括:2.1 电解槽的设计和母液的配制电解槽的设计应注意电极的布局、电流分布、电解液的循环等问题,以保证阳极材料的均匀沉积和功率消耗的合理。
母液的配制应涵盖所有参与电化学反应的离子,如元素、离子液态物质以及添加剂(如脱泡剂、分散剂等),并控制好离子浓度、pH 值等参数以促进电化学反应。
2.2 电解室的控制和监测为保证阳极的制备质量,需要通过控制电解条件来调节电解室内的电流密度、电极表面积等因素。
同时,制备过程中需要对电解室中的温度、流量、pH值等因素进行实时监测,以确保制备质量的稳定和一致性。
2.3 阴极保护和阳极材料的分离处理在制备过程中需要采取措施保护阴极不被氧化,防止杂质进入制得的阳极材料,并对阳极材料进行分离处理,以提高其纯度和质量。
3 湿法冶金电积阳极材料制备的应用湿法冶金电积阳极材料制备技术广泛应用于生产氧化铝、碳酸锂、氧化钛等工业原料中,可以生产出纯度高、颗粒细小、分散性好的阳极材料。
在电池制造、光电材料、高分子材料等领域有着广泛的应用。
随着新材料领域的发展,湿法冶金电积阳极材料制备技术的应用前景也将更加广阔。
总之,湿法冶金电积阳极材料制备技术有着广泛的应用前景,其制备过程简便、原料广泛、阳极所得材料纯度高、颗粒细小、分散性好等优点,将在未来的材料制备领域中发挥重要作用。
湿法冶金总结
![湿法冶金总结](https://img.taocdn.com/s3/m/bfe97ce719e8b8f67c1cb979.png)
湿法冶金总结1、当电解液电解时,电极上必然有电流通过,此时电极上进行的过程为不可逆过程,电极电势偏离了平衡值,这种现象称为电极极化。
电极极化与电极材料、电极表面状态、温度、压力、介质等,还与通过电极密度大小有关。
电流密度大小与电极上的反应速率紧密相关。
2、加入动物胶后,在电解液中形成一种胶状薄膜,带正电荷,飘到阴极附着在阴极表面电力线集中凸起的粒子上,增加尖端处电阻,减少了铜离子在粒子上放电的机会,待阴极表面平整后,胶膜随着电解液循环又飘到别的凸起处,因此获得表面平整的阴极铜。
用量每吨铜25—50g。
3、镍电解方法:电解精炼法,羰基法、高压浸出萃取法4、镍电解精炼特点:A电解液需要高度净化。
B阴极与阳极严格隔开,采用隔膜电解。
C低酸电解,电解液PH值在2—5.5之间。
5、氢在锌电极上有很高的过电位,改变了氢的析出电位,使其变得比锌的电位更负,也就使锌优先于氢在阴极析出。
氢的过电位才能够使用电沉积法从锌电解液中提取出纯度高的电锌来。
措施:A提高电流密度,低温电解,适当增加添加剂的用量B严格净液,保持电解液洁净。
不使中性盐杂志如铜、铁、镉等在电解液中超标,因为这些杂质都会使氢的过电位降低。
6、水解沉淀法:金属盐类和水发生分解反应,生成氢氧化物(或碱式盐)沉淀。
是湿法冶金的分离方法之一,在有色金属生产过程中常用于提取有价金属和除去杂质元素。
A制备纳米SiO2 B制备纳米α-Fe2O3粉体。
7、湿法冶金:金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。
现代的湿法冶金几乎涵盖了除钢铁以外的所有金属提炼,有的金属其全部冶炼工艺属于湿法冶金,但大多数是矿物分解、提取和除杂采用湿法工艺,最后还原成金属采用火法冶炼或粉末冶金完成。
湿法冶金的优点:是原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,并且生产过程较易实现连续化和自动化。
现代:三废处理。
传统:先污染、后治理。
电沉积的基本原理
![电沉积的基本原理](https://img.taocdn.com/s3/m/b490f60da55177232f60ddccda38376bae1fe071.png)
电沉积的基本原理电沉积呀,就像是一场微观世界里超级有趣的“金属搬家”游戏呢!咱先来说说电沉积发生的舞台——电解液。
这电解液就像是一个充满各种小粒子的热闹“小广场”。
这里面有金属离子,它们就像一个个等待被安排新住所的小居民。
比如说,要是想电沉积铜,那这个电解液里就有铜离子在里面游来游去。
这些离子在溶液里可不安分,它们被周围的水分子或者其他溶剂分子包围着,就像一个个小明星被粉丝簇拥着一样。
然后呢,咱得有电极。
电极就像是这个“搬家”游戏里的起点和终点。
一般有阳极和阴极。
阳极就像是一个“资源供应站”,它会发生一些反应来提供电子或者离子。
阴极呢,那可是“目的地”,是金属离子们向往的新家。
比如说,在一个简单的电沉积铜的装置里,阳极可能是一块铜块,阴极可能是一块别的金属或者导电的材料。
当我们把这个装置接通电源的时候,就像给这个微观世界按下了启动键。
电源就像是一个指挥官,它开始指挥电子的行动。
电子从阳极出发,沿着导线像小蚂蚁搬家一样,朝着阴极跑去。
这个时候,阳极的铜块就不淡定了。
它开始失去电子,铜原子就变成了铜离子,进入到电解液这个“小广场”里。
这就像是家里的大人把东西拿出来放到外面,准备让别人搬走一样。
而在阴极那边呢,可是热闹非凡。
那些在电解液里游来游去的铜离子,一看到阴极这个诱人的“新家”,而且还有电子在那等着它们,就迫不及待地跑过去。
每个铜离子得到两个电子,就又重新变成了铜原子,然后乖乖地在阴极表面安家落户。
就像小孩子们找到自己的小房间,一个个排好队,在阴极表面形成一层铜的涂层。
电沉积可不光是这么简单的直线过程哦。
在这个过程中,还有很多小状况呢。
比如说电解液里的离子浓度会影响电沉积的速度和质量。
如果离子浓度太低,就像“小广场”里的居民太少了,那搬到阴极的金属原子数量就少,沉积的速度就慢。
而且,溶液里可能还有其他的离子在捣乱。
它们可能会和金属离子抢电子,或者影响金属离子到达阴极的路线。
这就像在搬家的路上有一些小调皮鬼在捣乱一样。
湿法冶金原理
![湿法冶金原理](https://img.taocdn.com/s3/m/7df58c69abea998fcc22bcd126fff705cc175c25.png)
湿法冶金原理湿法冶金是一种重要的冶金工艺,它通过溶解、浸出、萃取等方式,将金属从矿石中提取出来。
在湿法冶金的过程中,常常涉及到溶解性、反应速率、溶解度等物理化学性质,这些性质的变化直接影响着提取金属的效率和成本。
因此,深入了解湿法冶金的原理对于冶金工程师和研究人员来说至关重要。
首先,湿法冶金的原理是基于金属在溶液中的溶解性。
在湿法冶金中,矿石通常需要经过破碎、研磨等步骤,使得金属矿物暴露在溶液中。
随后,通过调控溶液的温度、pH值、氧化还原条件等因素,促使金属矿物中的金属离子溶解到溶液中。
这一过程需要考虑到金属矿物的特性、溶解动力学等因素,以提高金属的溶解率。
其次,湿法冶金还涉及到金属离子的萃取和分离。
在金属矿物溶解后,溶液中可能存在多种金属离子,因此需要进行萃取和分离。
这一过程通常通过萃取剂的选择和溶液的萃取工艺来实现。
不同的金属离子对于萃取剂的亲和力不同,因此可以通过合理设计萃取工艺,实现金属离子的分离和富集。
此外,湿法冶金的原理还包括金属的沉淀和结晶过程。
在萃取和分离后,需要将金属离子还原成金属固态形式。
这一过程通常通过化学反应或电化学方法来实现。
在沉淀和结晶过程中,需要考虑到沉淀物的纯度、晶体形态等因素,以获得高纯度、良好形态的金属产品。
最后,湿法冶金的原理还涉及到废水处理和环保等问题。
在湿法冶金的过程中,会产生大量的废水和废液,其中可能含有金属离子、酸碱等有害物质。
因此,需要设计合理的废水处理工艺,将有害物质去除或转化,以达到环保排放标准。
总的来说,湿法冶金的原理涉及到金属溶解、萃取、分离、沉淀、结晶等多个环节,需要综合考虑物理化学性质、工艺参数、环保要求等因素。
深入理解湿法冶金的原理,对于提高金属提取效率、降低生产成本、实现清洁生产具有重要意义。
希望本文的内容能够对相关领域的工程师和研究人员有所帮助。
锌的湿法冶金方法概述
![锌的湿法冶金方法概述](https://img.taocdn.com/s3/m/88a590fd77eeaeaad1f34693daef5ef7ba0d12d7.png)
锌的湿法冶金
锌的湿法冶金是指使用水溶液作为冶炼锌的介质,其主要包括电解法、酸浸法和氨浸法等几种方法。
1.电解法:将锌精矿放入电解槽中,加入电解液(主要成分为硫酸和氯化铵),在外加
电流的作用下,锌离子被还原成金属锌沉积在阴极上。
这种方法具有效率高、能耗低等优点,是目前最主要的生产方式。
2.酸浸法:将锌精矿浸入硫酸水溶液中,利用硫酸的氧化作用将锌离子溶解出来。
这
种方法适用于高品位的锌矿石,但浸出过程中会产生大量的酸性废水,对环境造成污染。
3.氨浸法:将锌精矿浸入氨水溶液中,通过氨水的配位作用将锌离子溶解出来。
这种
方法对锌矿石的品位要求较低,同时产生的废水为碱性废水,对环境污染较小。
但该方法的操作成本较高。
以上三种方法各有优缺点,应根据不同情况选择合适的冶炼方式。
除了上述的电解法、酸浸法和氨浸法外,还有其他一些较为次要的湿法冶金方法。
4.氯化法:将锌精矿与氯气反应,生成氯化锌,再通过还原反应得到金属锌。
这种方
法主要应用于高品位的锌矿石,但因为氯气对环境的危害性较大,所以逐渐被淘汰。
5.氧化焙烧法:将锌精矿加入到反应炉中,通过高温氧化反应,将锌矿石中的锌转化
为氧化锌,再通过还原反应得到金属锌。
这种方法主要适用于低品位的锌矿石,但因为会产生大量的氧化废气,对环境造成了污染。
总的来说,湿法冶金方法相对于干法冶金方法来说,工艺流程更为复杂,但其适用范围更广,能够处理更多种不同品位的锌矿石,且可以生产出较为高纯度的金属锌。
但湿法冶金方法中会产生大量的废水和废气,需要进行处理和净化,以减少对环境的影响。
浅谈冶金的方法及分类
![浅谈冶金的方法及分类](https://img.taocdn.com/s3/m/da306fd38ad63186bceb19e8b8f67c1cfbd6ee5d.png)
浅谈冶金方法及分类引言:早在公元3000年以前,金属自然形成,公元前467年到公元224年的晚期青铜时代,战国时期与汉代初期,冶金业发展迅速,冶金在我国有丰富而悠久的发展历史,至今,已经发展为一门多元化的学科,冶金的方法在漫长的发展中,经过对过程的简化与改进,针对不同金属的物理化学特性而具体实施的方法,现代冶金的方法也逐步定格。
关键字:火法冶金,湿法冶金,电冶金,粉末冶金火法冶金火法冶金:用燃料,电能或其他能源产生高温,在高温下从矿石中提取与精炼金属或者化合物的方法,火法冶金因为其生产过程简单,原料易得到,故起源较早,课程中我们所学到有关火法冶金的例子很多,如锌的火法冶炼ZnS→氧化焙烧→ZnO →CO还原→Zn蒸汽→冷凝→精馏精炼→纯锌其过程简化来说,火法冶金的流程:矿石准备—冶炼—精炼。
矿石准备:选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉(或炼铁高炉),须先加入冶金熔剂(能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质),加热至低于炉料的熔点烧结成块;或添加粘合剂压制成型;或滚成小球再烧结成球团;或加水混捏;然后装入鼓风炉内冶炼。
硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是:除去硫和易挥发的杂质,所得到的金属除硫这一步是必须的,而且在除硫过程中应当注意环境保护,对废气的处理应当注重。
使之转变成金属氧化物,以便进行还原冶炼;使硫化物成为硫酸盐,随后用湿法浸取;局部除硫,使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。
冶炼:此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍(有色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体)或含有少量杂质的金属液。
有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式。
还原冶炼:是在还原气氛下的鼓风炉内进行。
加入的炉料,除富矿、烧结块或球团外,还加入熔剂(石灰石、石英石等),以便造渣,加入焦炭作为发热剂产生高温和作为还原剂。
例如,可还原铁矿为生铁,还原氧化铜矿为粗铜,还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。
氧化吹炼:在氧化气氛下进行,如对生铁采用转炉,吹入氧气,以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷,炼成合格的钢水,铸成钢锭。
湿法冶金
![湿法冶金](https://img.taocdn.com/s3/m/45f1cfb42af90242a995e59c.png)
❖ 根据能斯特方程: G ZF
❖ 得: G2098 RT ln Kc
ZF
G2098 RT ln
b B
ZF
ZF
a A
n H
G2098 2.303RT lg
b B
ZF
ZF
a A
n H
0 A/
B
2.303RT ZF
(lg
b B
lg
a A
nPH )
0 A/ B
2.303RT ZF
lg
,气相为
❖ 3.反应的G0 等于生成物的G0 减去反应物G的0
❖ 例:Fe3 3OH Fe(OH)3
G908
G0 Fe (OH )3
[G 0 Fe
3
3G 0 OH
]
694.544 [10.586 3 (157.256)]
212.163(KJ )
❖ 三、影响物质稳定性的主要因素 ❖ 物质在水溶液中的稳定程度主要取决于溶液
PH 2
0.0591PH 0.0295 lg PH2
❖
❖ 2. 在给定条件下,溶液中有电极电位比氢更正的 氧化剂存
❖ 在。以下两反应亦属于有电子得失,也有H+参
❖
加的还 氧原 化反O02 / H应2O 。 2.3Z0F3RT
1
lg
P 4
H
O2
❖
O2ZG+F20948 H2+.3Z0+3FR4Telg=H42 H l2gOPO2
❖ 因此水溶液中当电势低于a线,则水将被 分解析出H2,高于b线则析出O2,只有在a、b 线之间H2O才是稳定的。或者说所有在水溶液 中进行的反应,其氧化还原电势应在a线、b线 之间,否则将导致水分解析出H2或O2。
湿法冶金工艺流程
![湿法冶金工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/4cd0a660ae45b307e87101f69e3143323968f5ab.png)
湿法冶金工艺流程湿法冶金工艺流程是一种常用的冶金工艺,主要用于提取和精炼金属。
以下是一个典型的湿法冶金工艺流程的简要描述。
首先,在湿法冶金工艺中,首先需要选矿。
选矿的目的是从原矿中分离出目标金属并去除无关的杂质。
这一步骤通常通过矿石研磨和浮选来实现。
研磨将矿石颗粒细化,以便更好地与分离剂相互作用。
浮选过程中,则是将矿石和分离剂混合,使目标金属的颗粒被吸附在泡沫上,从而分离出来。
然后,分离出的目标金属精矿需要经过浸出处理。
浸出是将金属从矿石中溶解出来的过程。
这一步骤通常使用化学溶剂,如含氯化物的溶液。
溶剂与精矿接触,以便溶解金属成分。
随后,通过搅拌和过滤等方式,将溶剂中的金属分离出来。
接下来,通过沉淀和氧化,将金属溶液中的杂质去除。
沉淀是将金属盐溶液中的杂质沉淀成固体颗粒,然后通过过滤或离心等方式分离。
氧化则是将金属溶液中的杂质氧化成不溶于溶液的化合物,然后通过过滤或沉淀等方式分离。
然后,通过还原和电解,将纯净的金属从溶液中析出。
还原是指将金属溶液中的金属阳离子还原成金属原子的过程。
这一步骤通常使用还原剂,如氢气或焦炭等。
电解则是利用电解质溶液中的电解作用,将金属阳离子在电极上合成金属原子,并沉积在电极上。
最后,经过上述步骤处理后得到的金属需要进行精炼。
精炼是将金属中的杂质去除,以获得高纯度的金属。
这个过程中通常使用真空蒸馏、电渣重熔等方法来实现。
真空蒸馏通过在低压环境下蒸发杂质,以获得高纯度的金属。
电渣重熔则是将金属材料与电渣混合,通过电流加热使杂质溶解在电渣中,从而获得高纯度的金属。
总的来说,湿法冶金工艺流程是一种通过选矿、浸出、分离、还原、电解和精炼等步骤,从原矿中提取和精炼金属的方法。
这个流程可以适用于不同种类的金属,在冶金产业中有着广泛的应用。
第三篇湿法冶金原理PPT课件
![第三篇湿法冶金原理PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/35572c98844769eae109ed1d.png)
分散体系分类:
(l)溶液:分散质被分散成单个的分子或离子,粒子直径1×10-7cm 以下
(2)溶胶:又称胶体溶液,它的分散质是由许多分子聚集而成的颗 粒,粒子直径在10-7~10-5cm之间。
(3)悬浊液:分散质也是由许多分子聚集而成的颗粒,粒子直径在 10-5~10-3cm之间。
.
16
14.4 共沉淀法净化
Mez++zOH-=Me(OH)z(s)
(1)
可以推导出Mez+水解沉淀时平衡pH值的计算式 :
1
1
p(1 H )zloK sg p lg K wzloM g ze
(14-1)
.
5
14.1 离子沉淀法净化
结论:
▪ 形成氢氧化物沉淀的pH值与氢氧化物的溶度积和溶液中金 属离子的活度有关。 ▪当氢氧化物从含有几种阳离子价相同的多元盐溶液中沉淀 时,首先开始析出的是其形成pH值最低,即其溶解度最小 的氢氧化物。在金属相同但其离子价不同的体系中,高价阳 离子总是比低价阳离子在pH值更小的溶液中形成氢氧化物。 这个决定氢氧化物沉淀顺序的规律,是各种湿法冶金过程的 理论基础之一。
p H 1.5 1 1 2lo K sg (p M)e S 1 2loM g 2 e
(14-4)
1
1
p H 1.5 1 6lo K . sg (p M 2 S 3 e )3loM g 3 e
(14-5)
8
14.1 离子沉淀法净化
结论:
生成硫化物的pH值,不仅与硫化物的溶度积有 关,而且还与金属离子的活度和离子价数有关。
一是使杂质呈难溶化合物形态沉淀,而有价 金属留在溶液中,这就是所谓的溶液净化沉淀法;
二是相反地使有价金属呈难溶化合物沉淀,而 杂质留在溶液中,这个过程称为制备纯化合物的沉 淀法。
湿法冶金的名词解释
![湿法冶金的名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/ba0708b59f3143323968011ca300a6c30c22f1e8.png)
湿法冶金的名词解释湿法冶金是一种常见的冶金工艺,用水或其他液体溶解剂作为反应介质,在一定温度和压力下进行金属的分离、提纯、合成和回收。
与干法冶金相比,湿法冶金具有许多独特的优势,尤其适用于低品位矿石和复杂矿石的处理。
一、浸出和萃取浸出是湿法冶金中最基础的步骤之一,它是将金属从原始矿石中提取出来的过程。
在浸出过程中,矿石通常被破碎和抛光,然后被放入一个大型反应器中与特定的溶解剂接触。
溶解剂可以是水,也可以是酸或碱等化学物质。
溶解剂的选择取决于原始矿石的特性和所需分离金属的类型。
通过浸出,金属在溶解剂中溶解,形成含有金属离子的溶液。
而萃取是从溶液中选择性地分离和回收目标金属的过程。
一种常见的萃取方法是将溶液与一种称为提取剂的有机物接触。
提取剂分子具有两个或多个亲和性不同的配体基团,可以选择性地与特定金属离子形成络合物。
通过与提取剂相互作用,金属离子被从溶液中吸附到有机相中,从而实现金属的富集。
二、沉淀和结晶沉淀是一种常见的湿法冶金技术,用于从溶液中分离和回收金属。
在沉淀过程中,化学反应被利用来使金属以固体沉淀的形式从溶液中析出。
这通常涉及添加一种沉淀剂,例如盐酸或硫酸,与溶液中的金属离子产生反应,生成难溶的金属盐。
这种金属盐会以固体颗粒的形式沉淀下来,沉淀物可以经过过滤或沉淀分离设备进行分离和回收。
与沉淀相似,结晶也是一种从溶液中分离和纯化金属的方法。
结晶是通过控制溶液中金属的浓度和温度来实现的。
在适当的条件下,溶液中的金属离子会被引发结晶,形成结晶体。
通过结晶,金属可以以纯净晶体的形式得到回收。
三、电解和电沉积电解是一种利用电流将金属阳离子还原成纯金属的技术。
在电解过程中,一个金属阳极(即被氧化的金属)和一个金属阴极(即目标金属)被放置在电解槽中,中间由电解液隔离。
当电流通过电解槽时,金属阳离子会移动到阴极上并还原成金属原子,从而在阴极上沉积金属。
电沉积是一种类似于电解的过程,但它主要用于生产金属薄膜或涂层。
湿法冶金除铁的几种主要方法
![湿法冶金除铁的几种主要方法](https://img.taocdn.com/s3/m/97f91c3beef9aef8941ea76e58fafab068dc445d.png)
湿法冶金除铁的几种主要方法[引入]:湿法冶金是一种广泛应用的处理方法,在提取和纯化金属方面具有重要地位。
在湿法冶金过程中,铁是一种常见的杂质,其存在会对金属产品的纯度和质量产生不良影响。
因此,有效地去除铁成为湿法冶金过程中的关键步骤。
本文将介绍几种湿法冶金除铁的主要方法,并对其进行简要对比分析。
化学沉淀法是一种常用的湿法冶金除铁方法。
该方法的原理是利用化学反应将溶液中的铁离子转化为不溶性沉淀物,从而与目标金属分离。
化学沉淀法的主要工艺流程包括配制沉淀剂、加入沉淀剂、搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥等步骤。
该方法的优点是操作简单、设备投资较小,适用于含铁量较低的溶液。
但化学沉淀法的缺点是会产生大量的废渣,且沉淀剂的纯度会影响目标金属的纯度。
溶剂萃取法是一种基于不同溶剂对目标金属和杂质溶解度差异的除铁方法。
该方法的原理是选用适当的溶剂,将目标金属与杂质分离。
溶剂萃取法的主要工艺流程包括选用溶剂、混合、萃取、分离、洗涤、干燥等步骤。
该方法的优点是分离效果好、目标金属纯度高,适用于处理含铁量较高的溶液。
但溶剂萃取法的缺点是操作复杂、设备投资较大,且溶剂的回收和再生过程容易导致环境污染。
离子交换法是一种借助于离子交换剂与溶液中的离子进行交换而除铁的方法。
该方法的原理是选用适当的离子交换剂,将其与溶液中的铁离子进行交换,从而去除铁离子。
离子交换法的主要工艺流程包括选用离子交换剂、混合、离子交换、洗涤、干燥等步骤。
该方法的优点是除铁效果好、操作简单、设备投资较小,适用于处理各种不同含铁量的溶液。
离子交换法的缺点是离子交换剂的再生和回收容易导致环境污染,且对设备有一定的腐蚀性。
[总结]:以上三种方法均为湿法冶金除铁的主要方法,各具优缺点。
化学沉淀法操作简单,但产生大量废渣且沉淀剂纯度会影响目标金属纯度;溶剂萃取法分离效果好、目标金属纯度高,但操作复杂、设备投资较大且易造成环境污染;离子交换法除铁效果好、操作简单、设备投资较小,但离子交换剂的再生和回收容易导致环境污染且对设备有一定的腐蚀性。
湿法冶金的原理与应用
![湿法冶金的原理与应用](https://img.taocdn.com/s3/m/49db322649d7c1c708a1284ac850ad02de8007ae.png)
湿法冶金的原理与应用1. 湿法冶金的概述湿法冶金是一种利用溶液中的化学反应来提取或纯化金属的方法。
相比于干法冶金,湿法冶金具有反应速度快、操作灵活、对矿石种类适应性强等优势。
湿法冶金主要应用于金属提取、纯化、合金制备等领域。
2. 湿法冶金的原理湿法冶金的原理是基于溶液中发生的化学反应,通过反应使金属从矿石或合金中分离出来。
湿法冶金常用的化学反应包括溶解、沉淀、电解等。
以下是湿法冶金常用的原理及其应用:2.1 溶解将矿石或合金放入溶剂中,使金属与溶剂发生化学反应,使金属离子在溶液中离解。
常见的溶解反应有氧化、酸性溶解等。
2.1.1 氧化溶解将矿石或合金暴露在氧气中,使金属发生氧化反应生成金属氧化物,进而在酸性环境中溶解生成金属离子。
氧化溶解广泛应用于铜、铅、锌等金属的提取。
2.1.2 酸性溶解在适当的酸性条件下,矿石或合金与酸发生化学反应,生成溶解金属离子。
酸性溶解常用于提取铁、铝等金属。
2.2 沉淀利用反应产生的沉淀将金属从溶液中分离出来,常见的沉淀方法有加热、加碱等。
2.2.1 加热沉淀通过加热溶液中的金属离子,使其与其他物质发生反应,生成不溶于溶液的金属化合物。
这些金属化合物以沉淀的形式从溶液中分离出来。
加热沉淀常用于分离贵金属如金、银等。
2.2.2 加碱沉淀通过加入碱性溶液,使金属离子与碱发生反应生成金属氢氧化物沉淀。
加碱沉淀常用于提取铜、铁等金属。
2.3 电解通过电解过程将金属离子还原成金属,从而从溶液中纯化金属或合金。
电解是一种重要的湿法冶金技术,广泛应用于铜、锌、铝等金属的纯化。
3. 湿法冶金的应用3.1 金属提取湿法冶金是提取金属的重要方法之一。
通过溶解、沉淀、电解等过程,将金属从矿石中分离出来。
湿法冶金常应用于铜、铅、锌、铝等金属的提取过程。
3.2 金属纯化湿法冶金可将金属从合金或杂质中纯化,提高金属的纯度。
通过选择适当的溶液、反应和沉淀条件,使金属与杂质分离,从而得到纯净金属。
湿法冶金工艺流程
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湿法冶金工艺流程一、金属提取金属提取的目的是将金属从矿石中分离出来,常用的金属提取方法有浸出法、沉淀法和溶解法。
1.浸出法浸出法是将矿石浸泡在溶液中,通过化学反应将金属从矿石中溶解出来。
常用的浸出剂有盐酸、硝酸和氰化物等。
浸出后的溶液中含有金属离子,需要经过后续的纯化和分离步骤进一步提取金属。
2.沉淀法沉淀法是将金属溶液中的金属离子还原为金属颗粒,然后通过沉淀和过滤将金属颗粒分离出来。
常用的还原剂有金属粉末、焦炭和氢气等。
沉淀后的金属颗粒需要进行烘干和煅烧处理,得到纯度较高的金属。
3.溶解法溶解法是将金属矿石或金属粉末溶解在适当的溶液中,通过调节溶液的酸度、温度和氧化还原条件来提取金属。
常用的溶解剂有盐酸、硫酸和氨水等。
溶解后的溶液经过过滤和浓缩,得到含有金属离子的溶液,可以进一步进行纯化和分离。
二、金属纯化金属纯化的目的是去除金属溶液中的杂质,提高金属的纯度和质量。
1.萃取纯化萃取纯化是利用有机溶剂在两相溶液中提取金属离子,实现金属纯化和分离杂质的目的。
常用的有机溶剂有醇、醚和酮等。
萃取后的金属溶液还需经过洗涤、再萃和脱溶剂等步骤,得到高纯度的金属溶液。
2.沉淀纯化沉淀纯化是利用化学反应将金属离子转化为稳定、易于分离的沉淀物,然后通过过滤和洗涤将金属沉淀物与溶液分离。
常用的沉淀剂有氢氧化钠、氧化铁和硫化物等。
沉淀后的金属沉淀物需要经过高温煅烧处理,去除残余的杂质,得到纯度较高的金属。
3.电解纯化电解纯化是利用电解过程将金属离子还原为金属,通过调节电解条件实现金属的纯化和分离杂质的目的。
常用的电解方法有直流电解、脉冲电解和电渗析等。
三、金属分离金属分离的目的是将多种金属分离开,以满足不同金属的使用要求。
1.溶剂萃取分离溶剂萃取分离是利用有机溶剂在两相溶液中选择性地提取其中一种金属离子,将其与其他金属离子分离开。
常用的有机溶剂有醇、醚和酮等。
2.离子交换分离离子交换分离是利用离子交换树脂具有选择性吸附特点,将其中一种金属离子吸附在树脂上,而其他金属离子留在溶液中。
湿法冶金简介
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2)碱性浸出的矿物特性
◆ 矿石中的某些氧化物、硫化物、和硫酸盐能够与碳酸盐溶 液作用。硫 化物在有氧化剂时被氧化,并与碳酸盐作用碳酸 钠和碳酸氢钠。磷、钒化合物可被Na2CO3溶液分解;呈氧化 态的Cu、As等也能Na2CO3与反应。 ◆矿石中的硅酸盐和碳酸盐不与碱性溶液作用。氧化硅、氧化 铁、氧化铝在碳酸钠溶液中一般很稳定,但在较高温度和压 力下也可能发生反应。因此,对于低品位氧化矿,当含有较 多碱性脉石矿物时,用酸浸出很不经济,应用碱浸。
↓
H2O+CO2 ↑
(3)难溶于水的有价金属化合物与另一种金属的可溶性盐发生复分解反应,形成第 二种金属的难溶盐和第一种金属的可溶性盐。
MeS(s) + MeSO4 → MeSO4(eq) + MeS↓
如: NiS(s) + CuSO4 → CuSO4(eq) + NiS ↓ 白钨矿用苏打溶液的加压溶解也属于这种类型
◆ 不同浓度的NaOH能直接用于浸出方铅矿、闪锌 矿、铝土矿、菱锰铁矿、白钨矿和独居石等。特别 是高品位矿石,比硫酸溶液浸出更能获得较纯净的 浸出液。 ◆ Cu、Co、Ni等由于能与氨形成稳定配合物而易 于溶解在氨液中,使常压氨浸出法成为处理金属铜 和氧化铜的有效方法。As、Sb、Sn、Hg的硫化物 能与NaS 作用生成可溶解性的硫代酸盐形式而被溶 解。
利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加,故又称 为干法冶金。
火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
①矿石准备。选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉(或炼铁高炉),须先加入冶 金熔剂(能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质),加热至低于 炉料的熔点烧结成块;或添加粘合剂压制成型;或滚成小球再烧结成球团;或加水混 捏;然后装入鼓风炉内冶炼。
湿法冶金的原理与应用论文
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湿法冶金的原理与应用论文1. 简介湿法冶金是一种常用的提取金属的方法,通过溶解矿石中的金属成分,然后从溶液中还原和提取金属。
本文将介绍湿法冶金的原理以及其在各个领域的应用。
2. 湿法冶金的原理湿法冶金主要使用化学反应溶解金属矿石中的金属成分,然后通过还原和提取方法得到纯金属。
其原理可以概括为以下几个步骤:2.1 矿石碎磨首先将金属矿石经过碎磨,使其颗粒变得细小,增加金属与化学溶剂的接触面积,从而提高反应效率。
2.2 溶解反应将碎磨后的金属矿石加入化学溶剂中,进行溶解反应。
溶解反应的具体方式根据金属矿石的成分和性质而定,可以是酸溶解、碱溶解或氧化溶解等。
2.3 还原和提取经过溶解反应后,金属成分转移到溶液中,而杂质则沉淀下来。
接下来,需要通过还原和提取方法将金属从溶液中分离出来。
常用的还原方法包括电解、水溶液加热脱氧等。
3. 湿法冶金的应用湿法冶金具有广泛的应用领域,以下列举了一些常见的应用:3.1 金属提取湿法冶金在金属提取方面有着重要的应用。
例如,使用盐酸可以溶解金矿石中的金属,在氰化物的帮助下,金属可以从溶液中沉积出来。
这种方法在金矿石的提取过程中非常常见。
3.2 电镀工业湿法冶金在电镀工业中也有着广泛的应用。
电镀是一种通过电流使金属离子沉积在工件表面的方法。
湿法冶金提供了溶剂和还原剂,使金属能够以离子的形式存在于溶液中,并通过电流控制使其沉积在工件上。
3.3 化学分析湿法冶金在化学分析领域也有重要的应用。
通过将待分析物溶解在适当的溶剂中,可以方便地进行化学分析。
溶解后的溶液可以经过稀释、加热或者加入其他试剂来进行反应,并通过测量反应结果来进行分析。
3.4 冶金废料处理湿法冶金在冶金废料处理中有着重要的作用。
通过湿法冶金的方法,可以将冶金废料中的有价值金属提取出来,并减少对环境的污染。
湿法冶金的废料处理方法能够对冶金行业进行有效的废料无害化处理。
4. 结论湿法冶金作为一种重要的金属提取方法,具有广泛的应用领域。
湿法冶金原理
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湿法冶金原理湿法冶金是一种利用液体溶剂进行金属提取和精炼的方法。
在湿法冶金过程中,重要的原理包括溶解、析出、沉淀、萃取和电解。
本文将从这些原理入手,介绍湿法冶金的基本原理和应用。
一、溶解溶解是湿法冶金的基础过程,主要通过将金属物质溶解于液体溶剂中来实现。
常见的液体溶剂包括水、酸和碱溶液。
不同的金属和矿石对应不同的溶解条件,溶解过程可以通过调整溶剂pH值、加热、搅拌等方式进行控制。
溶解可以使目标金属从矿石中分离出来,为下一步的提取和精炼做好准备。
二、析出和沉淀析出和沉淀是将金属从溶液中分离出来的关键过程。
在湿法冶金中,通常通过调整溶液中的物理和化学条件来实现目标金属的析出和沉淀。
例如,通过改变溶液的温度、pH值、浓度等参数,可以控制金属的溶解度,从而实现金属的析出和沉淀。
析出和沉淀还可以通过加入沉淀剂来促进反应的进行,使金属以固体形式沉淀下来。
三、萃取萃取是将目标金属从溶液中提取出来的过程。
萃取通常使用有机溶剂来提取目标金属,通过将金属从水相转移到有机相中实现分离。
常用的有机溶剂包括酸性有机溶剂、氮基有机溶剂和螯合剂等。
萃取过程需要控制溶剂的选择、温度、浓度等条件,以提高金属的提取率和纯度。
萃取是湿法冶金中常用的分离工艺,可广泛应用于金、铜、铝等不同金属的提取和富集。
四、电解电解是利用电流在电解槽中将金属离子还原为金属的过程。
在电解过程中,溶液中的金属离子会在电极上还原成金属沉积。
电解是湿法冶金中常用的金属提纯和精炼方法,可以通电解槽的设计和操作条件来控制产物的纯度和形态。
电解是一种高效、精确的提取和精炼手段,广泛应用于铜、锌、银等金属的生产过程中。
湿法冶金作为一种重要的金属提取和精炼方法,已在工业生产中发挥了重要作用。
通过溶解、析出、沉淀、萃取和电解等原理的应用,可以实现对金属的高效分离和纯化,提高金属的产量和品质。
随着技术的进步,湿法冶金在资源利用、环境保护和能源节约等方面还有着广阔的发展前景。
湿法冶金的原理与应用pdf
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湿法冶金的原理与应用1. 简介湿法冶金是一种利用液态介质进行冶金反应的方法。
通过在液相环境下进行一系列的化学反应和物质转化,实现金属提取、精炼以及其他冶金工艺。
本文将介绍湿法冶金的基本原理和应用情况。
2. 原理湿法冶金主要基于金属和非金属物质在液相中的溶解性差异以及相关反应的驱动力。
下面列出了湿法冶金的工作原理:1.溶解性差异:不同金属和非金属物质在溶液中的溶解度不同,这是湿法冶金的核心原理之一。
通过合理调控溶液的成分和条件,可以选择性地溶解目标金属,从而实现提取和分离。
2.化学反应:湿法冶金过程中的化学反应在很大程度上决定了冶金工艺的有效性。
常见的化学反应包括氧化、还原、络合等。
通过合理的反应条件和添加剂,可以促进或抑制特定的化学反应,达到预期的冶金效果。
3.相互转化:湿法冶金中的物质往往可以相互转化,实现原子、离子或分子的转移和转化。
例如,通过液体浸出和电解等方法,可以将金属离子从固体中转移到溶液中,并最终通过沉淀或电解析出纯金属。
3. 应用湿法冶金在工业生产中有着广泛的应用,下面列举了部分常见的应用领域和技术:1.矿石提取:湿法冶金常用于金、银、铜、铅、锌等金属的矿石提取工艺。
通过破碎、磨矿、浸出等步骤,将目标金属从矿石中提取出来。
2.金属精炼:湿法冶金可以进一步对提取的金属进行精炼,提高纯度和质量。
常见的金属精炼方法包括电解、溶剂萃取、水合物析出等。
3.废物处理:湿法冶金常被用于处理含有有害金属的废物和粉尘。
通过化学反应和沉淀方法,将有害物质转化为不溶于水的固体,以实现废物的安全处理和资源回收。
4.环保工艺:湿法冶金可以通过控制溶液的成分和条件,减少或避免对环境的不良影响。
例如,在含有重金属离子的废水处理中,通过沉淀、络合、沉淀等步骤,可以高效地去除有害物质,净化废水。
4. 总结湿法冶金是一种利用液相介质进行金属提取和转化的重要方法。
本文介绍了湿法冶金的基本原理和应用情况。
通过合理控制液相环境和化学反应条件,湿法冶金可以实现金属的提取、精炼以及废物处理等目的。
湿法冶金的新型方法和新技术
![湿法冶金的新型方法和新技术](https://img.taocdn.com/s3/m/cdd36342b42acfc789eb172ded630b1c59ee9b06.png)
湿法冶金的新型方法和新技术湿法冶金指的是以水或其他液体为介质进行冶金反应和提取金属的过程。
相较于传统的干法冶金,湿法冶金具有许多优点,如能够处理低品位矿石,提高金属的回收率,同时也有环保的优势。
然而,湿法冶金在实践中常常受到高能耗、低效率等问题的困扰。
因此,如何通过创新来解决这些问题,同时在湿法冶金中发掘新型的方法和技术成为了一个备受关注的话题。
1. 新型溶解剂在湿法冶金中,溶解剂是起到关键作用的。
然而,传统的溶解剂往往存在着高毒性、高耗能、低效率等问题,同时还有可能对环境造成污染。
近年来,研究人员开始探索新型溶解剂的应用,以取代传统的有机溶剂。
例如,离子液体便是一种绿色环保型的溶解剂。
它具有良好的溶解性能、热稳定性,且低毒性,不会对环境造成污染。
目前,离子液体已经被应用于多个领域,如冶金、化学、材料等方面。
在湿法冶金中,离子液体的应用可以提高冶金反应的效率和选择性,同时也能够减少耗能量。
2. 微波技术微波技术作为一种高效能的杀菌、加热技术,目前也开始在湿法冶金中得到应用。
相较于传统加热方法,微波技术的加热速度更快、温度均匀性更好,能够大幅减少加热过程中的能耗、时间和成本。
另外,微波技术的应用也可以促进反应动力学过程的进行,有效提高了晶体生长的速率和品质,提高了生产效率和成品率。
3. 电渣重熔技术电渣重熔技术是一种湿法冶金中比较常用的技术。
它可以通过对金属废料进行熔化、分离、精炼等工艺过程,达到再生和再利用的目的。
与传统的工艺相比,电渣重熔技术具有熔化效率高、节约能源、广泛适用性等优点。
同时,它还能够有效降低金属污染和环境影响的问题。
4. 离子型液态金属冶炼技术离子型液态金属冶炼技术又称离子原子层沉积技术,是一种基于离子的先进冶金技术。
它可以通过一系列的化学和物理过程来升华金属的精炼过程,同时可以帮助以快速、高效、节能的方式完成金属的提纯和分离。
此外,离子型液态金属冶炼技术还能利用其高能量特性,改变金属的物化性质,提高金属的性能。
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电沉积
电解过程
1 概述
电解的实质是电能转化为化学能的过程。
有色金属的水溶液电解质电解应用在几个方面:
(1)从浸出(或经净化)的溶液中提取金属;
(2)从粗金属、合金或其他冶炼中间产物(如锍)中 提取金属。
(3)合金制备。
电解过程
阴、阳两个电极反应
• 阴极,发生的反应是物质得到电子的还原反应,称为 阴极反应。 • 阳极,发生的反应是物质失去电子的氧化反应,称为 阳极反应,阳极有可溶与不可溶两种。
硫酸锌溶液的电沉积
所用的阳极板为铅银合金板,阴极板为铝板。其总反应为:
ZnSO4 H 2O Zn H 2SO 4 1/2O2
直流电
随着电解的进行,电解液中 Zn2+ 含量不断减少,硫酸浓度不 断增大。因此必须连续地抽出一部分电解液送到浸出工序, 同时要不断地补充已净化的中性浸出液。阴极上析出的锌每 隔一个周期(一般为24小时)取出,将锌片剥下来送溶铸车间铸 成锭。阴极铝板清洗后返回电解槽继续电解。
– – 若通过还原过程生成的不是纯金属而是合金,则由于生成物的活度 减小而有利于还原反应的实现。 若溶液中金属离子以比水合离子更稳定的络合离子形态存在,则由 于析出电位变负而不利电解。
–
在非水溶液中,金属离子的溶剂化能与水化能相差很大
金属电沉积的影响因素
在金属电沉积过程中,对耗能和电沉积产品 质量的影响因素很多:
液相传质过程
• 电迁移 • 对流 • 扩散
阴极过程
• • • • • 金属电沉积的热力学条件 一些基本参数的含义 氢的超电位 几种阳离子的共同放电 阴极沉积产物形貌的影响因素
金属电沉积的热力学条件
• 原则上,只要电极电势足够负,任何金属离子都有可能在 阴极还原为金属。 但溶液中其他离子的存在会导致金属离子不能析出。 • 金属离子在阴极的电沉积顺序还取决于金属离子的活度、 溶液pH值、金属离子在溶液中的存在状态、析出金属的形 态、溶剂成分、溶液组成等因素。
• • • • • • 电极 电解质溶液组成 温度 电流密度 槽电压 阴极氢气的析出
分解电压
1理论分解电压 某电解质水溶液,如果认为其欧姆电阻很小 而可忽略不计,在可逆情况下使之分解所必须的最低电压, 称为理论分解电压。
E E0 RT areduc ln nF aoxid
2 实际分解电压 能使电解质溶液连续不断地发生电解反应 所必须的最小电压叫作电解质的实际分解电压。显然,实际 分解电压比理论分解电压大,有时甚至大很多。 实际分解电压=理论分解电压+超电压
不溶阳极
•作为不溶性阳极,通常采用以下一些材料: (1)具有电子导电能力和不被氧化的石墨(碳); ( 2 )电位在电解条件下,位于水的稳定状态图中氧线 以上的各种金属,其中首先是铂; (3)在电解条件下发生钝化的各种金属,如硫酸溶液 中的铅;碱性溶液中的镍和铁。 •在硫酸溶液中,采用铅或铅银合金作阳极 。铅阳极的 稳定性较差,含0.0l9mol分数银的铅银合金比较稳定。 • 氧在覆盖着二氧化铅的阳极上的超电位很大;氧在铅 银阳极上的超电位较低。
•
ET = Ef+EΩ+ER
E IR I 1 l r nd A
电流效率
• 所谓电流效率,一般是指阴极电流效率,即金属在阴极上 沉积的实际量与在相同条件下按法拉第定律计算得出的理 论量之比值(以百分数表示)。
b i (%) 100 qIt
•按照法拉第定律,当通过电解槽的电量为96500库仑时,在阴极上应析出1 克当量的电解产物。 •电流效率达不到 100%的主要原因是在电极上存在副反应、已析出的金 属反溶和电路的漏电和短路等。 •电解电位、电流密度、电解液的成分、浓度和温度等
MnO2 + 2H2O - 3e = MnO4- + 4H+ 2Cl- -2e = Cl2↑
E=1.50V
E=1.71V E=1.35V
Cl- + 4H2O-2e = ClO4- + 8H+
E=1.39V
2) 阴极过程: (1) 锌和氢在阴极上的析出 电解液中杂质元素的含量很低时,阴极放电的离子只能是 Zn2+ 和 H+。当电解液含 Zn50g/l,H2SO4115g/l,40 ℃条件下 ( 正 常电解时电解液成分范围内),
1 2
影响因素: 金属标准电位、放电离子在溶液中的活度及其析出于电极 上的活度、放电时的超电位有关。
电结晶过程
• 在有色金属的水溶液电解过程中,要求得到致密平整的阴极沉积表面。 • 在阴极沉积物形成的过程中,有两个平行进行的过程:晶核的形成和 晶体的长大。 • 影响阴极沉积物形貌的主要因素 (1)电流密度 --〉过电位
金属的阳极溶解
• 可溶性阳极反应为:Me-zeMez+, 其溶解电位 是:
A
0 Me z Me
RT Me z ln zF Me
• 金属溶解电位的大小除与金属本性有关外,还与溶液中该 金属离子的活度、金属在可溶阳极上的活度以及该金属的 氧化超电位等因素有关。
阳极钝化
氢在阴极上的析出过程
第一个过程—水化(H3O)+离子的去水化。
[(H3O)· xH2O]+(H3O)++xH2O 第二个过程 —去水化后的 (H3O)+ 离子的放电,结果便有为金属 (电极)所吸附的氢原子生成: (H3O)+H2O+H+ H++eH(Me) 第三个过程—吸附在阴极表面上的氢原子相互结合成氢分子:
氢的超电位与许多因素有关,主要的是:阴极材料、电流 密度、电解液温度、溶液的成分等等,它服从于塔费尔方 程式:
H a b ln DK
2
阳离子在阴极上的共同放电
• 阳离子共同放电的条件是:
Me Me
2
0 Me1
Me1 Me2 RT RT 0 ln Me1 ( k ) Me2 ln Me2 ( k ) zF Me z zF Me z
H+HH2(Me)
第四个过程—氢分子的解吸及其进入溶液,由于溶液过饱和的 原因,以致引起阴极表面上生成氢气泡而析出:
xH2(Me)Me+xH2(溶解)
xH2(溶解) xH2(气体)
氢的析出超电位
现代认为氢在金属阴极上析出时产生超电位的原因,在于 氢离子放电阶段缓慢 。
氢离子在阴极上放电析出的超电位具有很大的实际意义。 就电解水制取氢而言,氢的超电位高是不利的,因为它会 消耗过多的电能。但是对于有色金属冶金,诸如锌、铜等 的水溶液电解,较高的氢的超电位对金属的析出是有利的。
H a b lg DK
V 当DK=600A/m2时, H 1.24 0.113lg 600 1.554
所以氢离子的析出电位EH实=0.0233-1.554=-1.53V
而一般金属的超电位在0.02~0.03之间,所以EZn实=-0.76560.03 = -0.7956V。可见EZn实 > EH实,所以阴极反应主要为
(2)温度
(3)搅拌速度 (4) 氢离子浓度
(5)添加剂
另外,电极表面、电解液组成等都会影响。
阳极过程
• 阳极反应
• 阳极钝化 • 可溶阳极与不溶阳极
阳极反应
(1)金属的溶解: Me一zeMez+(在溶液中) (1) (2)金属氧化物的形成: Me+zH2O-ze = Me(OH)z十zH+ (2) =MeOz/2+zH++z/2H2O (3)氧的析出: 2H2O-4e=O2+4H+ (3a) 或 4OH--4e=O2+2H2O (3b) (4)离子价升高: Mez+-neMe(z+n)+ (4) (5)阴离子的氧化: 2Cl--2eCl2 (5)
在正常电解时,阳极电位达到1.9~2.0V左右,所以阳极表面 主要覆盖物应为 PbO2,所以电解过程中阳极反应主要是分解
水放出氧气。除此之外,如果电解液中有 Mn2+、Cl- 等离子时,
会发生下列反应: Mn2+ + 2H2O - 2e = MnO2 + 4H+ E=1.25V
Mn2+ + 4H2O - 5e = MnO4- + 8H+
金属离子的阴极还原
•周期表中愈靠近左边的金属元素的性质愈活泼,在水溶液中的阴极 上还原电沉积的可能性也愈小,甚至不可能;愈靠近右边的金属元 素,阴极上还原电沉积的可能性也愈大。 • 在水溶液中,对简单金属离子而言,大致以铬分族元素为界线; 位于铬分族左方的金属元素不能在水溶液中的阴极上还原电沉积; 铬分族诸元素除铬能较容易地自水溶液中在阴极上还原电沉积外, 钨钼的电沉积就极困难;位于铬分族右方的金属元素都能较容易地 自水溶液中在阴极上还原电沉积出来。
在阳极极化时,阳极电极电位将对其平衡电位偏离,则发生阳极金 属的氧化溶解。随着电流密度的提高,极化程度的增大,则偏离 越大,金属的溶解速度也越大。 当电流密度增大至某一值后,极化达到一定程度时,金属的溶解速 度不但不增高,反而剧烈地降低。这时,金属表面由“活化”溶 解状态,转变为“钝化”状态。这种由“活化态”转变为“钝化 态”的现象,称为阳极钝化现象。 阳极的钝化,对金属精炼的可溶性阳极电解过程常常造成困难。但 是,在金属硫酸盐溶液以铅作不溶性阳极的电解过程中,由于阳 极钝化而在铅表面上形成的二氧化铅薄膜,则有利。 为了防止钝化的发生或把钝化了的金属重新活化,常采取一些措施 ,例如加热、通入还原性气氛、进行阴极极化、改变溶液的pH值
电极上有电流通过时所表现的电极电势(I)跟可逆电极电势(r)之间偏差的大 小(绝对值),叫做超电势,记作η 无论是电解还是电池放电,不可逆电极过程总是使阳极电势升高,阴极电势降低。 产生过电势的原因:浓差极化、电化学极化(又称活化极化)和电阻极化