旋流电积技术在碲电积工艺中的试验探究

旋流电积技术可以实现电解液的高速循环流动,具有电解液终点浓度要求低、直收率高、高电流密度、高电流效率、产品回收率高的特点。本文采用二氧化碲与氢氧化钠配制亚碲酸钠碱性溶液作为电解液,考察不同碲初始浓度、氢氧化钠浓度、循环流量及电流密度对旋流电积试验的影响,得到最佳旋流电积参数:电解液初始浓度100 g/L,氢氧化钠浓度100 g/L,循环流量300 L/h,电流密度100 A/m2。在使用不锈钢作为阴极,最优电积参数下电积6 h,阴极产品经草酸煮洗后可得到纯度为99.939%的碲,生产参数:电流效率96.12%,平均槽电压1.96 V,电能消耗1 713 k W·h/t。     

一种辉锑矿湿法清洁冶金新工艺

介绍了一种辉锑矿湿法清洁冶金新工艺。新工艺包括浸出、净化、隔膜电积等主要工序。考察了隔膜电解工序温度、添加剂种类及浓度、[Sb3+]和电流密度对沉积锑的形貌和质量的影响。优化试验结果表明:在温度45℃,[Sb3+]=70 g/L、[H+]=4 mol/L、[Cl-]=5.8 mol/L、[NaCl]=40 g/L、电流密度250 A/m2条件下,可获得表面形貌良好的阴极锑,阴极电流效率99%,吨锑电耗约1 200 kWh。以隔膜电积阳极室生成的SbCl5为氧化剂,在温度85℃、[H+]=3.5 mol/L、液固体积质量比8∶1、氧化剂过量系数为理论量的1.1倍、浸出时间1.5 h条件下对辉锑矿进行氧化浸出,锑浸出率达99.5%。     

钠碱脱硫液再生过程研究

采用三室双阳膜电解法处理钠碱脱硫液的再生,主要考察了电流密度、钠碱脱硫液物质总浓度、钠碱脱硫液pH、电解时间、电解温度对再生过程的影响。结果表明,在电流密度127.8 A/m2、钠碱脱硫液物质总浓度50 g/L、钠碱脱硫液pH=5.4、电解时间4 h、电解液温度60 ℃条件下,阴极室出口溶液pH可以达到6.72,中间室出口液pH为1.65,钠离子迁移电流效率为85.3%,单位电耗为0.168 kWh/kg。     

用离子膜电解槽无硒电沉积金属锰

研究了用阴离子膜电解槽在硫酸盐体系中无硒电解金属锰,采用循环伏安法研究了阴极电化学机制。单因素条件试验确定的最佳电解条件为:锰离子质量浓度30g/L,硫酸铵质量浓度135g/L,电解温度35℃,阴极液pH=7.7,电流密度450A/m2,SO2添加量为0.4g/L。最佳条件下,电解效率达到82%,直流电耗为4 985kWh·t-1,电解产品为α-Mn,质量符合国家标准。阴离子交换膜可以减弱阴极浓差极化,有效区分锰沉积峰和析氢还原峰;SO2添加剂可显著抑制析氢反应,降低锰沉积电流,减小直流电耗。     

含锑金精矿的硫化钠碱性浸出液中锑电积试验

采用电化学法从含砷、锑金精矿的碱性硫化钠浸出液中电沉积锑。优化电积过程工艺参数,并考察此过程溶液中金的走向。结果表明,在电积温度50℃、阴极电流密度250A/m2的条件下进行电积,金会随着锑一同在阴极板上沉积,得到阴极锑纯度为97.12%,阴极锑含金22g/t。电积过程中添加聚乙二醇以及降低电流密度可以有效改善阴极锑的质量。     

废铅膏在酒石酸钠体系直接固相电解制备粗铅

研究了利用酒石酸钠电解液对硫酸铅和废铅膏进行直接固相电解制备粗铅的工艺可行性。探索了阳极材质、电解液浓度、添加剂、电流密度、极距、电解温度等工艺条件对电解过程电流效率和电解能耗的影响。采用双盐桥参比电极对电解过程阴阳极电位进行监测,确立了最优工艺条件。在酒石酸钠浓度1 mol/L、电流密度375 A/m2、异极距15 mm、温度50 ℃条件下固相电解硫酸铅,电流效率可达96.7%,吨铅电解能耗为676 kWh,获得电解铅纯度为99.8%。在上述条件下,固相电解废铅膏,其电流效率为91.60%,吨铅能耗1 068 kWh,铅纯度为98.74%,电解液可通过补充氢氧化钠实现循环再生利用。     

从氯化铅和氯化亚铁混合溶液中电解提取铅

采用隔膜袋电解法从氯化铅和氯化亚铁的混合溶液中电解提取铅。通过维持隔膜袋里混合溶液小的静压头,避免含有三价铁离子的阳极液扩散进入阴极室。试验结果表明,在电流密度500 A/m2、阴极液中Pb2+质量浓度50 g/L、电解温度90℃、电解时间1.5 h的条件下,阴、阳极的电流效率分别达到95%、80%。     

铅冶炼烟尘浸出液中镉的电积行为的规律

镉常伴生于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿石中,约95%的镉作为铅锌冶炼过程中的副产品被回收,其中冶炼烟灰是镉回收的主要原料之一。本文以铅冶炼烟尘为对象,研究了其硫酸浸出液中镉的电解沉积行为,主要考察了电流密度、温度以及镉离子的浓度对电流效率、单位电耗、阴极镉纯度及形貌的影响规律。结果表明:在电流密度150 A/m2、温度30 ℃、浸出液中镉浓度40 g/L的条件下,电沉积4 h的电流效率可达96.14%,单位电耗为1.769 kW·h/kg,阴极镉的纯度可达到97.75%。升高温度、增大电流密度、镉离子的消耗都在不同程度上降低了电流效率并增加了单位电耗。电极反应动力学表明,镉离子在阴极区的还原过程受离子扩散控制。      

大极板铅电解工艺技术研究

对大极板铅电解精炼工艺进行研究,通过试验得出最优工艺条件:电流密度136～145A/m2,电解液循环速度40～45 L/min,极间距110 mm,电解周期160～170 h.在此基础上进行了工业化试验,结果表明,大极板铅电解技术指标先进,电流效率＞91％,直流电耗116～120 kWh/t.     

直接电解废铅酸电池中铅膏提取铅的工艺研究

采用钠离子交换膜在氢氧化钠溶液中直接电解废铅酸蓄电池铅膏回收铅,考察了电解温度、阴极电流密度、氢氧化钠浓度、铅膏量等因素对电流效率和槽电压的影响。结果表明,最优工艺参数为:阴极电流密度585A/m2、阴极电解液(NaOH)浓度15%、温度55℃,不锈钢阴极铅膏量25g(铅膏层厚度8～10mm)。在该条件下,电流效率可以达到91%。     

高砷锑金精矿矿浆电解连续扩大试验

采用矿浆电解技术对高砷锑金精矿进行半工业试验。结果表明,锑的回收率达97%以上,金几乎全部富集于渣中,砷和硫绝大部分留置于渣中,从根本上避免了砷害和SO2危害。盐酸和电能消耗较少,每吨锑的盐酸消耗量为286kg,总电耗为3 389kWh,其中电解电耗1 318kWh。     

新型稳流保温铝电解槽节能技术开发及在某400kA电解系列推广应用

主要介绍了新型稳流保温铝电解槽节能技术的研究成果及在某400kA系列推广应用情况。新型稳流保温铝电解槽节能技术主要包括电压平衡优化技术、阴极稳流优化技术和能量平衡设计优化技术。新型稳流保温铝电解槽节能技术在某企业400kA系列电解槽上推广应用结果表明,新技术槽进入正常期内系列电流效率92.22%,平均电压3.882V,吨铝直流电耗12 543kWh,平均炉底压降267mV。与传统槽相比,新技术槽平均电压降低86mV,吨铝直流电耗降低507kWh,炉底压降降低44mV。     

铝电解槽节能潜力分析与应用实践

铝电解槽的电能消耗量与平均电压和电流效率两个因素有关,降低槽电压或者提高电流效率,可降低铝电解槽直流电耗。通过系统测试系列电解槽电压平衡、能量平衡、电流效率,深入挖掘分析,提出了节能降耗技术措施。通过2台试验槽工业试验表明,试验槽平均电压3.819 V,电流效率92.89%,吨铝直流电耗12 251 kWh。与系列电解槽相比,平均电压降低99 mV,电流效率提高1个百分点,吨铝直流电耗降低455 kWh,节能效果显著。     

碱性硫化钠浸出含锑金精矿的试验与工业实践

采用碱性硫化钠浸出—无隔膜电积的方法回收含锑金精矿中的锑,在小型试验基础上根据生产场地的实际情况进行了工业实践。通过对电积过程工艺参数优化,锑综合浸出率为96.72%,回收阴极锑纯度96.36%,贫液含锑5.54g/L,综合电流效率63.84%,吨锑氢氧化钠消耗量617.2kg。     

400kA铝电解槽提高电流效率的关键技术研究

提出了提高铝电解槽电流效率的一系列关键技术,并在400kA电解试验槽上运用。结果表明,联合运用具有凸起结构的异形阴极技术、具有排气通道的新型阳极、加宽钢棒及窄缝焊接技术、高导电铝芯复合阳极钢爪技术及钢爪保护环技术、增加保温料覆盖层高度及使用保温型槽盖板技术,试验槽的槽电压由3.990V降低到3.702V,电流效率由原来的91.09%提高到93.01%,平均吨铝直流电耗由原来的13 135kWh降到12 440kWh。     

骨胶对长周期锌电积能耗及阴极质量的影响

采用实际生产电解槽的1∶1 000规模,控制阴极电流密度450 A/m2,电积液温度37~40℃,电积液中的Zn2+浓度53~58 g/L,硫酸浓度170~180 g/L,连续电积48 h,研究了骨胶对长周期锌电积的直流电单耗、电流效率和阴极锌表面质量的影响。结果表明,吨锌骨胶加入量控制在0.1~0.3 kg,可以使48 h锌电积的槽电压保持在2.99~3.05 V,吨锌直流电单耗2 820~2 860 kW.h,而电流效率均高于90%,所产阴极锌表面光滑致密;吨锌骨胶加入量超过0.3 kg将使锌电积的直流电单耗显著升高、电流效率明显降低,且所产阴极锌表面粗糙、生长大量突瘤、颜色暗沉。     

二氧化硫膜电解制备硫磺机理与应用研究

研究了利用316L不锈钢做阴极时,二氧化硫电化学还原制备硫磺过程的机理和影响因素。利用循环伏安法、计时电量法研究了二氧化硫在316L不锈钢电极上的还原机理,提出二氧化硫经历了4个电子4个质子的还原过程。通过离子膜反应器分别考察了电流密度、阴极液酸浓度对二氧化硫电化学还原制备硫磺过程的影响。当二氧化硫浓度5 g/L、硫酸浓度0.5 mol/L、电流密度126.98 A/m^2、电解时间3 h时,二氧化硫转化为硫磺的转化率为73.42%,空时产量0.64 kg/(m^3·h),单位能耗9.64 kWh/kg。     

电催化氧化法去除黄金冶炼废水中氰化物和氨氮试验研究

对黄金冶炼废水进行了电催化氧化处理研究,考察了氯离子质量浓度、极板间距、电流密度等因素对氰化物和氨氮去除效果的影响。最佳工艺参数为:废水初始pH值9.28、氯离子初始质量浓度25 g/L、极板间距20 mm、电流密度16.3 mA/cm2、废水循环流速64 mL/min。在最佳工艺条件下,电解150 min,氰化物质量浓度从28.84 mg/L降至0.20 mg/L,氨氮质量浓度从700 mg/L降至7 mg/L,去除率分别为99.3%、99.0%,处理后废水中的总氰、氨氮均可达到《GB 8978—1996污水综合排放标准》一级标准。     

Expanded Industrial Experiments of Free-alkali Recovery from Sodium Tungstate Solution by the Membrane Electrolysis Process

The expanded industrial experiments were conducted with practical industrial liquor to separate free alkali from sodium tungstate solution by electrolysis with cation-exchange membrane. Experimental results show that on the condition that the temperature is 50-55 ℃ and the current:density is 1000 A/m2, the single electrolysis cell is operated stably and 80% free-alkali in mass fraction is separated from the anode feed liquor of sodium tungstate, with electric ef ficiency up to more than 88% and the unit energy consumption E lower than 1900 kWh/t; while three electrolysis cells in series are operated, under the condition that the temperature is 60-65 ℃ and the current density is 1000 A/m2, the elec tric efficiency can reach higher than 88% and the unit energy consumption E can be lower than 2250 kWh/t.