Zn（Ⅱ）-NH3-NH4Cl-H2O体系电积锌的添加剂研究

对用氨法处理ZnO矿制电锌过程中的添加剂进行研究，选择合适添加剂并考察其复配和用量对电积锌形貌的影响．发现联合使用T—A胶、T-B阳离子表面活性剂和T-C醇时能得到符合工业要求的锌片；添加剂用量的对电积锌的形貌影响很大．当T—A为0．1g／1，T—B为0．05g／1，T—C为0．1g／1时可以得到平整、致密的锌片．     

氨性体系下新型添加剂对电积锌的影响研究

以自制的胺类衍生物为氨性体系电积锌的添加剂,考察其用量对电流效率和阴极锌表面形貌的影响。结果表明,在添加剂用量2mL/L、Zn2+浓度40g/L、氯化铵浓度5mol/L、氨水浓度2.5mol/L、电流密度400A/m2、异极距3cm、温度40℃的条件下,电流效率达到90.43%,阴极锌板表面形貌较为致密平整。     

Zn(Ⅱ)-NH3-NH4C1-H2O体系电积锌的添加剂研究

对用氨法处理ZnO矿制电锌过程中的添加剂进行研究,选择合适添加剂并考察其复配和用量对电积锌形貌的影响.发现联合使用T-A胶、T-B阳离子表面活性剂和T-C醇时能得到符合工业要求的锌片;添加剂用量的对电积锌的形貌影响很大.当T-A为0.1g/l,T-B为0.05g/l,T-C为0.1g/l时可以得到平整、致密的锌片.     

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系下电积锌的研究

在NH_3-NH_4Cl-H_2O体系下加入组合添加剂进行锌电积,考察极距、电流密度、电积时间和初始锌离子浓度对电流效率和阴极锌表面形貌的影响。结果表明,在极距3cm、电流密度400A/m~2、电积时间4h、初始锌离子浓度40g/L的较优条件下,锌电积电流效率超过95%,阴极锌表面致密平整。     

骨胶对氨配合物体系电沉积锌的影响

研究了骨胶对氨配合物体系锌电积过程的影响,考察了骨胶质量浓度对电沉积平均槽电压、电流效率、直流电耗和阴极锌宏观形貌的影响。试验结果表明:用骨胶作添加剂,能有效提高电流效率,降低直流电耗,并改善锌板表面形貌;骨胶最佳添加量为25mg/L,此时平均槽电压为2.96V,电流效率为91.90%,直流电耗为2 641kW·h/tZn。     

铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝、防锈铝、锻铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO_4-H_2SO_4体系中通过电化学测试及中试试验研究4种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜(SEM)观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射(XRD)分析沉积锌结晶取向。研究结果表明:500 A·m~(-2)电流密度下铝及其合金的析出电位(E)和交换电流密度(i0)分别为:E纯铝=-1.541 V,i0=6.33×10-11A·cm~(-2);E防锈铝=-1.545 V,i0=7.74×10~(-8)A·cm~(-2);E锻铝=-1.55 V,i0=1.01×10~(-7)A·cm~(-2);E超硬铝=-1.496 V,i0=6.07×10-3A·cm~(-2)。合金元素的添加会增加初期形核位置、促进成核速率;形核速率的提高,在一定程度上抑制了卤族元素对阴极的腐蚀;长时间沉积后,锌片结晶取向没有发生变化。锻铝和超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,分别只有79.16%和84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀;防锈铝沉积锌质量与纯铝相差不大,电流效率为86.88%,但对卤族元素腐蚀抑制作用明显。     

分时电流供电对长周期锌电积的影响研究

通过控制锌电积的电流密度按用电峰时段300A/m2、谷时段600A/m2及平时段480A/m2进行长周期锌电积试验,考察了分时供电对锌电积阴极锌质量、电流效率、直流电单耗及电费的影响,并与工业生产实际进行对比分析。结果表明,对于年产12万t锌锭的企业,锌电积生产每年节约电费约2 100万元。     

杂质与添加剂对锌电积影响的研究进展

介绍了锌电解沉积过程中杂质与添加剂的分类情况以及其对锌电积影响的研究进展。认为通过电化学测试手段探索杂质与添加剂在锌电积过程中的电化学机理有待进一步深入研究。     

电解法制备鳞片状锌粉

在ZnCl2+NH4Cl+NH3H2O电解液中采用电流密度为1 200 A/m2的恒电流制备鳞片状锌粉。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM),以及电化学测试研究锌粉的形貌结构及电结晶过程。实验结果表明,在1 200 A/m2电流密度下恒电流电解所制备的锌粉呈鳞片状结构,鳞片状锌颗粒的长径约2～3μm,厚度小于0.2μm。电解液中氨水浓度增大时,形核速率减小,不利于获得细小晶粒;Zn2+质量浓度在10～30 g/L范围内,晶核的形成速率随Zn2+浓度增加而增大;NH4Cl浓度对形核速率影响较小。在电解液中加入淀粉类添加剂,可显著提高新晶核的形成速率,有利于制备更细的电解锌粉。     

十二烷基硫酸钠对常规电积锌晶体结构的影响

研究了十二烷基硫酸钠(SDS)对常规工艺电积锌晶体结构及形貌的影响。对电积锌产物进行SEM表征,考察了SDS作用机制及影响效果。结果表明,SDS添加剂对锌结晶生长取向有一定控制作用:SDS用量小于50mg/L时,电积锌产物表现为细化锌晶粒;SDS用量在50~80mg/L之间时,SDS开始改变电积锌晶体基本结构和聚集形态;而SDS用量大于80mg/L后,SDS会大幅度改变电积锌晶体结构,使之转变为片晶并相互交叉生长为网格状结构。     

超硬铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO₄-H₂SO₄体系中通过电化学测试研究两种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射分析锌片结晶取向.研究结果表明:500 A·m-2电流密度下纯铝阴极的析出电位和交换电流密度分别为-1.541 V和7.74×10-11 A·cm-2,超硬铝阴极分别为-1.496 V和6.07×10-3 A·cm-2.合金元素的添加会增加初期形核位置,提高形核速率,而形核速率的提高在一定程度上抑制卤族元素对阴极的腐蚀.沉积3 h后,锌片结晶取向没有发生变化.超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,只有84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀.      

NaCl-KCl-CaCl_2熔盐体系中Mg~(2+)在Mo电极上的阴极过程

采用钼电极,在973K的温度下,研究了MgCl2在三元NaCl-KCl-CaCl2熔融氯化物混合物中的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和计时电位法(CP)研究Mg~(2+)在钼电极上的反应过程。结果表明,Mg~(2+)在钼电极上发生一步还原反应(Mg~(2+)+2e=Mg),是由扩散控制的可逆反应,镁在钼电极上的成核过程是瞬时成核,这与半球核的形成和生长机制是一致的。通过CV、CP和CA在973K的不同方法计算的Mg~(2+)扩散系数分别为1.09×10-5、1.24×10-5和3.23×10-5 cm2/s。在给定电位下阴极沉积产物为金属镁。     

H_2SO_4-NH_4F-SbF_3粗锑电解精炼体系研究

采用循环伏安法和线性扫描技术等电化学研究方法,系统研究了电解液体系中各阴阳离子对锑电沉积过程的影响。通过测定Sb3+、NH+4、F-、SO2-4及草酸等组分不同质量浓度下体系的循环伏安曲线、稳态极化曲线及塔菲尔曲线,分析了各离子在电解过程中的电化学行为及作用,确定了H2SO4-NH4F-SbF3电解液体系合适的成分为Sb3+90~120 g/L、NH+450 g/L、F-80 g/L、H2SO4360 g/L、H2C2O44~10 g/L。在此电解液体系下进行了粗锑的电解精炼试验,阴极锑纯度为99.943 6%,达到国标1号精锑标准,阴极电流效率为97.60%。     

H_2SO_4-NH_4F-SbF_3体系中锑的电化学成核机理

采用循环伏安法、恒电位阶跃法和SEM技术研究了H2SO4-NH4F-SbF3体系中锑的电结晶机理。结果表明,锑电化学成核机理与电位有关,其电结晶按照包含成核阶段的螺旋位错生长机理进行。     

示波极谱法测定氨浸法炼锌的Zn- NH3- NH4Cl-H2O体系浸出液和净化液中铅

建立了氨浸法炼锌的Zn NH3 NH4Cl H2O浸取体系溶液中铅的测定方法。研究发现示波极谱法测铅时在底液中加入氯化铵能增加方法灵敏度,检测下限可由微量级降低至痕量级。经优化实验,确定了底液的最佳组分为0.6 mol/L盐酸,2 mol/L氯化铵,8×10-5 g/L明胶,7.9×10-7 mol/L抗坏血酸。方法检出限为1.0×10-5 g/L,线性范围为3.48×10-5～0.64 g/L。对样品平行测定6次,RSD为3.3%,测定结果与ICP AES的结果相吻合。该方法可应用于氨浸法炼锌的Zn-NH3-NH4Cl-H2O体系浸出液和净化液中低含量、微量、痕量不同含量范围铅的测定。     

KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系中硅离子的还原机理研究

在KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系中,以铂丝为参比电极、研究电极,高纯石墨坩埚为辅助电极,采用循环伏安法和计时电位法对硅离子的还原机理进行了研究,结果表明此电化学反应为扩散控制的不可逆电极过程;求得硅离子在熔盐中的扩散系数D=1.33×10-3cm2/s(CSi4+=1.21×10-4mol/cm3,T=1 073 K)。     

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系锌浸出液脱锑研究

采用胶体共沉淀法脱除NH3-NH4Cl-H2O体系下氧化锌矿浸出液中的锑。结果表明,在氯化亚铁用量2g/L、双氧水用量1.2ml/L、常温搅拌40min的条件下,浸出液中锑脱除率达到95%,锑浓度从7.4mg/L降低到0.3mg/L,可以满足电积要求。     

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系下电积锌新型添加剂的研究

以自制的胺类氯盐作为NH_3-NH_4Cl-H_2O体系下电积锌的添加剂,考察不同种类的胺类氯盐对阴极锌表面形貌及电流效率的影响,遴选出最佳电积锌添加剂。结果表明,使用大分子胺类氯盐或多分子胺类氯盐作为添加剂,电积锌的电流效率分别达到93.25%和91.67%,阴极产品表面较为平整、致密的。     

Effects of additives on zinc electrowinning from industrial waste products

An investigation of the effects of some additives on zinc electrowinning from a weak acidic sulphate electrolyte prepared from an industrial waste product has been carried out. Experiments were done in the presence of additives such as aluminium sulphate, animal glue and an extract of horse-chestnut nuts (HCE), used alone or in different mixtures.Using a rotating disc electrode (RDE) and cyclic voltammetry, the influence of the additives on the polarization curves and on the voltammograms was studied. SEM was used to determine the structure and the morphology of deposits.The results indicated that the additives tested exert a beneficial effect on the quality of the zinc deposits. They increase the cathodic polarization and promote levelling. Al₂(SO₄)₃ influences the reduction of zinc ions, increasing the nucleation overpotential and the deposition rate of zinc on the cathode. The conjoint use of Al₂(SO₄)₃, animal glue and HCE results in smooth, slightly bright deposits, showing a beneficial effect of the mixture on zinc electrodeposition. The analysis of deposit purity suggested that the additives inhibit the discharge rate of impurity metal ions, such as copper and lead, whose deposition is diffusion controlled.