湿法冶金-电沉积全解

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湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用

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。

湿法冶金浸出净化和沉积PPT学习教案

U-H2O系的ε -pH图
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c）还原溶解，即有还原剂存在下被还原成U3+进入溶液 UO2+e+4H+=U3++2H2O
U3+所这需种还方原案剂在的实还践原中电不势能应用低。于因a从线图，可此知时，它欲将使同U时O分2还解原水成析出H2。出对，于即U：3O8而U言3O，8+只4H能+=在3控UO制22+一2定H2pOH+值2e的条件下进行氧化浸
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④ 将n、R、T、Men 值代入上式，求平衡时PH值。
例：求 Fe(OH)3 3H Fe3 3H2O (298K) Fe3 0.1 时, 反应的平衡PH值，并判断不使Fe3+沉淀的条件。
解：G2098 27615(J )
PH
ห้องสมุดไป่ตู้
2.303
27615 3 8.314
298
1 3
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aA nH ze bB hH2O
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
四、课堂练习：根据P173 ZnS-H2O系的电位-PH图分析：
1、ZnS浸出途径及反应方程式 2、在图示条件下，各浸出方案的条件 3、工业生产中可采用的浸出方案和理由
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五、影响浸出速度的因素

湿法冶金总结

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。

采用柠檬酸浸出—电沉积法回收废锂电池中的钴

Vol. 40 No. 3(Sum. 177)June2021第40卷第3期(总第177期)2021牟6月湿法冶金 .Hydrometa l urgyofChina 采用柠檬酸浸出一电沉积法回收废锂电池中的钻彭腾，冉雪玲，杨宁，苑志宇(西南科技大学环境与资源学院固体废物处理与资源化教育部重点实验室，四川绵阳621010)摘要：研究了采用柠檬酸浸出一电沉积工艺从废手机锂离子电池中回收钻，考察了浸出条件及浸出液钻质量浓度、pH 、电积温度、阴极电流密度对钻电沉积中电流效率、单位能耗及钻质量的影响。

结果表明：用1.25 mol/L 柠檬酸4 9 mol/LH 2O 2,温度80 f 、液固质量体积比8 5/1条件下浸出电池正极材料70 min ,钻浸出率为94.84% ;对此浸出液，在钻质量浓度45 g/L 、温度60〜65 f 、电流密度435 A/m 2、pH = 4条件下电积钻，电流效率为90. 56%，电积钻表面平整，其中钻质量分数为99 76%)关键词：锂离子电池；浸出；电积;钻中图分类号:TF803. 21；TF816 文献标识码:A 文章编号"009-2617(2021)03-0196-06DOI ： 10. 13355/j. cnki. sfyj. 2021. 03. 005废锂离子电池中含钻5%〜15%、锂2%〜 7%1，其中的钻质量分数远高于硫铜钻矿中的钻质量分数［23］,是重要的钻二次资源。

另外，锂离子电池含有易燃、有毒成分，对环境有潜在危害性4。

废锂离子电池兼具资源性和危害性，因此,对其进行有效处理，对于环境保护和资源回收都有重要意义。

处理废锂离子电池的方法主要有机械物理法曲、湿法79、生物溶出法［10］、电解法［11］等。

机械物理法操作简单，但效率低；生物法需要选培细菌，处理周期长；而湿法对金属有较高回收率，采用有机酸浸出还能有效避免环境污染问题。

浸出液中的钻仍然以离子状态存在，需要进一步提取。

6 - 重金属湿法冶金

铝作阴极，铅银合金作阳极。温度控制在 30 ～ 40oC ，电解得电积锌。
1）阳极过程采用铅银合金为阳极是因为一方面铅银合金表面上的铅因形成PbO2保护膜，不致继续电解，也不致与电解液反应，即惰性。另一方面是氧在其上的超电位较低（槽电压低），氧易析出，所以阳极上的反应是氧气的析出。 2H2O - 4e = O2 + 4H+ 2）阴极过程氢在铝板上析出的超电位很大，它与锌相比较, 锌离子在阴极上更易析出，所以阴极反应为：
黄钾铁矾法：为了减少碱的消耗，高温、高酸浸出液可先用锌焙砂预中和，调节pH为1.1-1.5，过滤，得到的渣返回高温、高酸浸出工段。滤液加入阳离子M+ （M+为NH4+、Na+、K+等），加热至90-100oC，保温3~4h，生成铁矾沉淀，过滤，铁矾外排，滤液残留的铁浓度为1-3g/L，用于中性浸出。
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
Zn + Cd2+ = Cd + Zn2+
除铜镉条件：温度45-50oC，锌粉用量为理论用量的 1.6-2.0倍，锌粉粒度为0.105-0.125mm以下。
（2）净化除钴热力学上加锌粉可以将钴置换沉淀完全，但由于动力学因素的影响，也就是反应速度太慢，实际过程中需要加入添加剂才能将钴沉淀完全。添加剂有铜盐、砷盐、锑盐等物质。
浸出，最终得到的浸出液除含锌离子（160~165g/L）
外，还含有各种杂质离子，这些杂质离子有：Fe3+、 Fe2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、锑（Sb）、砷（As）等，其中高温高酸浸出液中铁离子浓度高达30g / L以上，其他杂质浓度较低，但危害大，都要进行净化分离。表1为中性

新型湿法冶金技术在金属材料制备中的应用

新型湿法冶金技术在金属材料制备中的应用新型湿法冶金技术是近年来金属材料制备领域中的一项重要技术，它通过利用高温高压的条件，将金属粉末与相变液体混合，经过溶液燃烧或溶液沉积的方式制备金属材料。

与传统的干燥法冶金技术相比，新型湿法冶金技术具有以下优势：一是在制备过程中可以实现高纯度、均匀的金属材料；二是可从小尺寸金属平板到大尺寸金属块、从千分之一毫米到数厘米的厚度范围内获得所需的金属材料形态，灵活性较大；三是能够利用废旧金属或者冶金矿石资源，实现资源的最大化利用。

第一，金属粉末制备。

传统的粉末冶金技术主要采用干法制备，但会存在颗粒分布不均一、固态反应速率慢等问题。

而湿法冶金技术采用的是溶液燃烧法，通过控制反应条件可以获得高纯度、均匀分布的金属粉末。

这些金属粉末可以广泛应用于制备金属陶瓷、高性能电子材料等。

第二，金属薄膜制备。

金属薄膜是微电子器件、蓝宝石陶瓷等微纳尺度材料的重要组成部分。

湿法冶金技术可以通过溶液沉积法制备高质量、高纯度的金属薄膜。

这些金属薄膜广泛应用于电子、光电子、传感器等领域。

第三，复合材料制备。

湿法冶金技术可以将金属粉末和非金属粉末进行混合，并通过相变液体的沉积过程将其固化，制备出具有特定功能或性能的复合材料。

这些复合材料在车辆制造、建筑工程、航空航天等领域具有广泛的应用。

第四，生物材料制备。

湿法冶金技术可以将金属材料与生物材料相结合，制备出生物相容性好、力学性能优越的生物材料。

这些生物材料可以应用于骨修复、人工关节等医疗领域。

第五，能源材料制备。

湿法冶金技术可以利用高温高压的条件，将金属粉末与燃料混合，制备出高能量密度、高稳定性的能源材料。

这些能源材料可以应用于电池、储能设备等领域。

在实际应用中，湿法冶金技术还存在一些问题需要解决，例如制备过程中的能源消耗较大、反应条件的控制难度较高等。

但随着科技的不断发展，相信新型湿法冶金技术在金属材料制备中的应用将会越来越广泛，为相关产业带来更多的创新和发展机遇。

降低湿法生产电积铜能耗的探索

降低湿法生产电积铜能耗的探索张仪;先永骏;李春林【摘要】浸出-萃取-电积工艺生产电铜过程中,主要生产成本来自原矿(原料)成本、电耗、H2SO4消耗.通过铜电积电耗、电积过程槽电压构成、电积节能措施等影响能耗因素进行考察,探讨降低湿法铜生产成本的方法,促进湿法生产电积铜技术的推广应用.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2016(045)004【总页数】6页(P42-46,50)【关键词】电积铜;电积电耗;降低能耗【作者】张仪;先永骏;李春林【作者单位】云南铜业集团公司,云南昆明 650051;昆明理工大学,云南昆明650093;云南铜业集团公司,云南昆明 650051【正文语种】中文【中图分类】TF804.4;TF811湿法生产电积铜主要采用浸出-萃取-电积工艺，目前世界上25%电铜产量来自于湿法冶金工艺生产的电积铜。

在湿法冶金提取铜过程中，电积工序是主要耗电环节，约占总耗电的50%，吨铜电积电耗一般为1 700～2 700 kW·h。

不少企业由于电积过程技术管理不到位，造成电流效率≤70%，吨铜电耗高达2 500～2 700 kW·h/t，电积铜成本上升。

从项目设计及生产全过程研究降低能耗方法，能够有效地降低生产成本。

2.1 铜电积电耗分析铜电积电耗主要为直流电耗，其次是交流电耗，交流电耗主要为电积液循环泵、风机、硅整流冷却泵、料液、萃余液循环泵等辅助设备用电。

在铜电积过程中，析出1.0t阴极铜需要的电能为：W=V·103/q·η=842.89·V/η式中，W——直流电耗(kW·h/t)；V——槽电压(V)；q——铜的电化当量，1.1864(g/A·h)；η——电流效率(%)。

降低铜电积电耗关键是降低槽电压，提高电积过程电流效率，降低电积液循环泵的功率[1～2]。

2.2 电流效率在湿法冶金过程中的电流效率，主要指阴极电流效率。

电-沉-积-原理

续
2、阳极溶出法
L.P. As Ar 100% As
L.P. Qs Qr 100% Qs
3、金相法
续
4、有整平能力的镀液的特点整平剂受扩散步骤控制电沉积受电子转移步骤控制
第六节镀液的整平作用三、整平能力的测定
1、转盘电极法 δ =1.62D1/3ν1/6ω-1/2 DL=0.62nFD2/3ν-1/6ω1/2Co （1）D与ω无关，D峰=D谷，几何整平（2）ω↑D↑， D峰> D谷，负整平（3）ω↑D↓， D峰< D谷，正整平未考虑电流效率
金属析出过电位增大
基体材料的表面状态
续
测量方法 1. 直角阴极法
适用于镀铬液 2. 内孔法
适用于覆盖能力好的镀液 3. 凹穴法
第五节梯形槽的应用一、梯形槽阴极上的电流分布
1000mL Dk = I (3.2557-3.0451 lgL)
267mL Dk = I (5.1019-5.2401 lgL)
Δφ= D2ΔL – L1ΔD
Δφ/(ΔD) = D2ΔL/ΔD – L1
Δφ/(ΔD) + L1= D2ΔL/(D1 – D2 )
∴
1
D
L1
D2L D1 D2
∴
1
1
D
L1
D1 D2 D2L
D1 D2
1
1 L
得： D1 D2
1
1
L
D
L1
影响电流二次分布的因素：
ΔL↓ ↓ Δφ/ΔD ↑ L1 ↑
Sn Te
Te
I
六 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At

湿法冶金的名词解释

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[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。

回收废旧锂离子电池中金属材料的电化学方法

环保与节能42 |2019年7月波电流，电解至电极材料从集流体表面脱落后，将集流体、电极材料从电解槽中取出，分离集流体与电极材料，集流体和电极材料回收率分别高达92%和99%[4]。

电解剥离可实现集流体与电极材料的分离，但无法进一步回收电极材料中的金属。

2 电积电积法是在直流电场作用下直接从富含金属的浸出溶液中获得纯金属的技术，一般先采用包括氧化性物质的酸性电解液浸出废旧锂离子电池的电极材料，然后对浸出液直接进行电积或是萃取后再电积。

申勇峰采用硫酸浸出-电积工艺从废锂离子电池中回收钴，将废锂离子电池经硫酸全浸、碳酸钠中和除铁和铝、过滤，用制作的钴始极片为阴极，钛板作阳极，将除杂所得到的过滤溶液直接进行电积，电流密度235A/m 2，电解液温度55～60℃，所得电钴表面平整，钴直收率大于93%[5]。

何汉兵等比较了浸出液和反萃液的电解回收效果，反萃液中钴20g ·L -1、硫酸钠25g ·L -1、硼酸5g ·L -1、十二烷基硫酸钠15g ·L -1，电压3.2V ，pH2.5，50℃，电解1h ，电流密度300～400A ·m -2时，得到完整、光亮、致密、表面形貌好的钴板，其钴含量为99.5%[6]。

Freitas 等人将锂离子电池的电极材料用盐酸和双氧水溶解，化学反应式如下：LiCoO 2(s)+1/2H 2O 2(l)+3HCl(aq)→CoCl 2(aq)+1/2O 2(g)+LiCl(aq)+2H 2O(l)浸出液用氢氧化钠调节pH ，添加硼酸作为缓冲剂，用电化学方法回收锂离子电池中的钴[7]。

之后采用硫酸和双氧水作为溶解溶液，从废弃锂离子电池中电化学沉积回收钴和铜[8]。

Lupi 等将LiCo x Ni 1-x O 2阴极材料用硫酸和双氧水作为溶解溶液，之后通过溶剂萃取将钴镍分离，镍采用电积法回收，最佳工艺参数如下：电流密度250A ·m -2，温度50℃，pH=3～3.2，电解液中包括50g/L 的Ni 和20g/L 的硼酸[9]。

电积铜工艺流程

电积铜工艺流程电积铜工艺流程通常包括以下步骤：1.原料准备：废杂铜、硫化矿等含铜原料经过初步处理，如破碎、筛选和预处理，以去除杂质并得到适合电解的材料。

对于湿法冶金过程，首先通过浸出工艺将铜从原料中提取出来，例如使用硫酸溶液在氧化条件下溶解铜，形成硫酸铜溶液（即电解液）。

2.电解液配制与净化：浸提后的硫酸铜溶液可能含有其他金属离子和其他杂质，需要进一步纯化，通过萃取或化学沉淀等方式降低杂质含量，确保电解过程中铜的有效沉积和高纯度阴极铜的产出。

根据工艺要求调整电解液中的硫酸浓度、铜离子浓度以及温度等参数。

3.电积过程：在电解槽内，设置阳极（通常是铜基金属合金或者含铜废料），阴极则为不锈钢板或纯铜薄片。

当直流电通过电解槽时，阳极上的铜会被氧化成铜离子进入溶液，而阴极上铜离子得到电子还原，析出纯铜，沉积在阴极表—1—面，形成阴极铜。

阳极反应：Cu→Cu2?+2e?阴极反应：Cu2?+2e?→Cu4.阳极泥处理：阳极在电解过程中释放的不溶性物质会聚集形成阳极泥，其中可能包含贵金属和其他有价值的元素，需进行收集，并通过后续提炼回收。

5.整槽作业：定期清理电解槽内的阳极泥和沉积物，同时检查和维护导电棒、导电板等设备，保证电解效率和产品质量。

6.阴极剥离与后处理：当阴极上的铜沉积达到一定厚度时，将其从电解槽中取出，经过清洗、烘干、压平和检验等一系列工序，制成成品阴极铜。

7.电解液循环与再生：电解过程中硫酸被消耗并在阳极处再生。

部分电解液（富含杂质）会排出并进行净化，补充新鲜的硫酸溶液，保持电解液组分稳定。

8.环保与安全控制：整个过程应严格遵守操作规程，确保安全生产，并对排放废水、废气、废渣进行妥善处理，符合环保标准。

以上是一个典型的电积铜工艺流程概述，实际操作中可能会—2—根据不同的原料来源、工厂技术和规模有所不同。

—3—。

湿法冶金-电沉积详解

?电解电位电流密度电解液的成分浓度和温度等所谓电能效率是指在电解过程中为生产单位产量的金属理论上所必须的电能w与实际消耗的电能w之比值以百分数表示100100100离子的放电结果便有为金属电极所吸附的氢原子生成
湿法冶金
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：
电解过程
• 硫酸锌水溶液的电沉积
• 铜的电解精炼
电解过程
• 如果在未接上电源以前没有任何因素使平衡破坏，那么两个铜电极的平衡电位应该相同。 • 当把电极接上电源以后，电极电位便发生变化，并且在电路中有电流通过。电源的负极向其所连的阴极输入电子，使电极电位向负的方向移动。正极则从其所连的阳极抽走电子，使电极电位向正的方向移动。当电解池电路来接通以前，没有电流通过，并且两个电极的电位相同并都等于 ε e 。在电路接通以后，设阴极电位取值 ε K ，而阳极电位取值 ε A 。这时，在电极上开始有反应进行，其速度决定于阴极电流强度IK和阳极电流强度IA。
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)，
电沉积基本原理
1) 阳极过程：正常电解时阳极反应为： 2H2O －4e = O2 + 4H+ E=1.229V 而 Pb － 2e = Pb2+ E=-0.126V 电位更负，更易溶解。溶解的Pb2+与SO42-反应，在阳极表面形成致密的保护膜，阻止铅板继续溶解。而且会升高阳极电位。当阳极电位接近0.65V时，会有下列反应发生： Pb + 2H2O －4e = PbO2 + 4H+ E=0.655V 这样为被覆盖的铅会直接生成PbO2，形成更致密的保护层。当电位超过1.45V时，溶液中的Pb2+和PbSO4也会氧化成PbO2。 Pb2 + + 2H2O － 2e = PbO2 + 4H+ E=1.45V PbSO4 + 2H2O － 2e = PbO2 + H2SO4 + 2H+ E=1.68V

湿法冶金

湿法冶金摘要：湿法冶金的显著优点在于原料中有价金属综合回收程度高、有利于环境保护、生产过程较易实现连续化和自动化，因此更适合低品位矿产资源的回收利用。

关键词：湿法冶金；浸出过程；湿法冶金是将矿石、经选矿富集的精矿或其他原料经与水溶液或其他液体相接触，通过化学反应等，使原料中所含有的有用金属转入液相，再对液相中所含有的各种有用金属进行分离富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法[1-3]。

近几十年来湿法冶金技术在金属提取及材料工业中具有日益重要的地位。

目前，绝大部分的锌、铜、氧化铝、稀有金属矿物原料的处理及其贵金属的提取等都采用湿法冶金的方法来实现。

此外，近年来许多领域采用(或正在研究采用)湿法冶金的方法制取性能优异的材料(或粉末)，如纳米级复合金属粉、超导材料、陶瓷材料等。

因此，湿法冶金学在冶金学科中地位十分重要。

国有色冶金工业还存在一系列问题，主要表现在：(1)有色冶金是资源性投入产业，对资源、原料依赖性强，矿产资源消耗量大。

(2)资源回收率低。

(3)有色金属工业产生大量的含有害物质的废气、废水和废渣，其排放量大，治理困难，是环境的严重的污染源之一。

(4)有色金属工业是耗能大户，生产能耗高，单位产品能耗4.76吨标煤，比国际先进水平约高15％左右。

(5)我国有色金属工业的产品结构不合理，产业链不健全，主要还是生产金属和向其它产业部门提供原料，有色金属产品多为初级产品，产品品种少，高端产品、高附加值产品尤其少，竞争能力弱。

我国湿法冶金自动检测与控制技术的开发和应用水平相对落后，原因是：传感器技术没有突破性的进展，与湿法冶金相关的过程参数的检测仍然存在安装复杂、清洗困难、长期运行可靠性低和运行寿命短等老问题，湿法冶金企业在初步设计时由于经费不足或重视不够等原因，对于过程控制系统的设计应用考虑的不够充分，设备、工艺与自动控制系统的脱节制约了自动化技术在工艺上的应用和推广。

由于自动化水平较低，导致在生产过程中，有价值金属元素不能综合回收利用，产生三废污染；生成氨氮废水，污染环境；并且消耗大量能源和化学辅料。

NiMoC合金的电沉积行为及成核机制

第３８卷第２期（总第１６４期）２０１９年４月湿法冶金Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ　ｏｆ　ＣｈｉｎａＶｏｌ．３８Ｎｏ．２（Ｓｕｍ．１６４）Ａｐｒ．２０１９Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃ合金的电沉积行为及成核机制齐海东，郭　昭，卢　帅，温林洁，李运刚，杨海丽（华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术教育部重点实验室，河北唐山　０６３２１０）摘要：采用循环伏安、阴极极化曲线、旋转圆盘电极、电化学阻抗谱、计时电流等方法研究了Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃ合金的电沉积行为及成核机制。

结果表明：Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃ合金的电沉积过程存在成核行为；电极反应是一个不可逆过程；随电极电位增大，电极反应速率加快；合金的成核机制从连续成核转变为瞬时成核，合金的沉积受扩散控制程度较大。

关键词：Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃ合金；电沉积行为；成核机制；扩散控制中图分类号：ＴＱ１５３．２文献标识码：Ａ文章编号：１００９－２６１７（２０１９）０２－０１４９－０６ＤＯＩ：１０．１３３５５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｆｙｊ．２０１９．０２．０１５收稿日期：２０１８－０７－２７基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１７７４１４２）。

第一作者简介：齐海东（１９９３－），男，硕士研究生，主要研究方向为金属材料表面处理。

通信作者简介：杨海丽（１９６８－），女，博士，教授，主要研究方向为新型材料的制备及其表面改性。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｊｍｓｘｍｈｌ＠１２６．ｃｏｍ。

网络出版时间：２０１９－０３－２５网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．３０１２．ＴＦ．２０１９０３２２．１４２２．０１５．ｈｔｍｌＮｉ－Ｍｏ合金因具有良好的析氢催化性能被广泛用作水电解阴极材料［１－３］，但由于Ｍｏ存在溶出效应，使合金的电解稳定性较差，从而限制了其应用范围［４－５］。

Ｃ元素可增大Ｎｉ基合金的稳定性并可进一步提高合金的析氢性能［６－８］。

采用电沉积法可制备Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃ合金电极材料［９］，但目前有关Ｎｉ－Ｍｏ－Ｃ合金的电沉积行为及成核机制研究还未见有报道。

湿法冶金简介

此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75％的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离，取得显著的效果。湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，世界上全部的氧化铝、氧化铀，大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。湿法冶金的优点在于对非常低品位矿石（金、铀）的适用性，对相似金属（铪与锆）难分离情况的适用性；以及和火法冶金相比，材料的周转比较简单，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。
火法冶金
火法冶金又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。
矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。实现火法冶金过程所需热能，通常是依靠燃料燃烧来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃料供热；金属热还原过程也是自热进行的。火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼，精炼，蒸馏等过程。
仰韶文化彩陶公元前5000年至前3000年
铜器时代公元前4000年至公元初年
湿法冶金
CHAPTER 2
冶金分类
电冶金
电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电能效应的不同，电冶金又分为电热冶金和电化冶金。 1、电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。在电热冶金的过程中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程差别不大，两者的主要区别只是冶炼时热能来源不同。 2、电化冶金（电解和电积）是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。前者称为溶液电解，如锕的电解精炼和锌的电积，可列入湿法冶金一类；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学效应，而且也利用电能转变为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可列入火法冶金一类。从矿石或精矿中提取金属的生产工艺流程，常常是既有火法过程，又有湿法过程，即使是以火法为主的工艺流程，比如，硫化锅精矿的火法冶炼，最后还须要有湿法的电解精炼过程；而在湿法炼锌中，硫化锌精矿还需要用高温氧化焙烧对原料进行炼前处理。

浅谈湿法冶金中铁的分离与利用

浅谈湿法冶金中铁的分离与利用引言：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。

造锍熔炼：主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。

精炼：进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。

如炼钢是对生铁的精炼，在炼钢过程中去气、脱氧，并除去非金属夹杂物，或进一步脱硫等；对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼，然后铸成阳极进行电解精炼；对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等，并可用特殊方法如派克司法以回收粗铅中所含的金及银。