基于响应面法优化同槽电积锰和二氧化锰工艺研究

针对目前生产锰和电解二氧化锰行业能耗大、污染严重的问题,设计了一种同槽电沉积锰和二氧化锰工艺,在提高阴阳极电流效率的同时使得能耗最低,达到节能降耗的目的。结合响应面法对阴极硫酸铵浓度、阳极硫酸浓度、中隔室硫酸浓度、温度四个因素与阴阳极电沉积效率之间的交互作用进行分析,得到二次回归拟合模型,确定同槽电积的最佳条件为：阴极硫酸铵浓度为107.11 g/L,阳极硫酸浓度投加量为2.8 mol/L,中隔室硫酸浓度为0.516%,温度为40.2℃。阴极电流效率可达到84.79%、阳极电流效率可达到68.43%。分析表明,硫酸铵和温度对阴极电流效率交互影响最大、硫酸浓度和温度对阳极电流效率交互影响最大。电沉积得到的金属锰沉积紧密。电解二氧化锰粒径均一,形貌良好。     

电解法制备四甲基氢氧化铵的研究

在以四甲基氯化铵为原料,涂层钛阳极为阳极,不锈钢作阴极,Nafion 900阳离子膜为电解隔膜的条件下,通过电解制备了四甲基氢氧化铵,并研究了电流密度、原料浓度、电解温度等因素对产物纯度和电流效率的影响,以及电解液循环速率对钛阳极使用寿命的影响.实验结果表明,电流密度和电解液循环速率是影响电流效率的主要因素,而电解温度对产物纯度的影响最大,电解液的循环速率对钛阳极使用寿命的影响较大.用该工艺制备四甲基氢氧化铵,电流效率可达74.7,,产品中Cl-质量分数低于0.01,.     

框式电解铜米冷压块生产阴极铜

铜米直接电解工艺是一种高铜回收率、高电流效率的废铜线材回收技术。针对直接电解铜米工艺的优缺点,提出并开展了使用阳极框(钛篮)电解铜米冷压块生产阴极铜的试验。结果表明,电解液温度升高时,电流效率升高但阴极铜质量下降;提高电解液循环速度时,较多铜粉颗粒被带至阴极表面,造成阴极铜质量下降;增加阴极电流密度,阳极产生大量铜粉颗粒并在框内聚集,对阴极铜质量产生一定的负面影响。在温度50℃、电解液循环速度14L/h、阴极电流密度200A/m~2的条件下直接电解48h,可以得到表面致密的阴极铜产品,阴极电路效率为93.15%,阴极铜沉积速率为1.39g/h。     

电解锰用钛基修饰阳极Ti/SnO_2/MnO_2的制备与性能研究

采用Ti板作为基体,采用涂敷及热分解方法在其表面制备SnO2中间层和MnO2催化涂层,通过测试极化曲线分析其催化活性。采用活化后的Ti/SnO2/MnO2板作为电解锰的阳极板,以增大电流效率和降低能耗。结果表明Ti/SnO2/MnO2作为电解锰阳极板时的阳极电位和槽电压相对于铅板作为电解锰阳极板的阳极电位和槽电压都有明显的降低;阴极板上得到光滑的银白色锰层,阳极溶液中得到粉末状MnO2,可以用于制备锰酸锂;阴极电流效率从79.92%增大到88.80%,高于工业生产中的阴极电流效率,同时单位能耗从6946 kW·h/t降低到6079 kW·h/t,低于电解锰厂的单位能耗。Ti/SnO2/MnO2钛基修饰阳极是一种具有较好应用潜力的同槽电解锰和二氧化锰的阳极板。     

从盐酸BiCl_3溶液中隔膜电积回收铋的研究

介绍了一种回收铋的清洁湿法冶金新工艺,运用隔膜电积法从盐酸BiCl3溶液中回收铋,并考察了电流密度、温度、HCl、Bi3+和NaOH的浓度对电积的影响。结果表明:在电流密度150 A/m2、温度45~55℃、3.5 mol/L HCl、110 g/L Bi3+、15 g/L NaOH的最佳条件下,阳极NaOH反应生成NaClO3,Bi3+在阴极上沉积得到致密金属铋,电流效率最高可达到98.82%,阴极铋纯度为99.80%。电积后将阳极和阴极电积液返回循环利用,实现了物料的闭路循环。     

电解法从铅阳极泥提取铋的研究

从铅阳极泥中提取铋并富集金银等有价金属元素,对提高冶金二次资源的综合利用具有重要意义。将脱砷后铅阳极泥熔铸成粗铋作为BiCl3-HCl-NaCl电解体系的阳极,重点研究了温度、电流密度、酸度、Bi3+浓度、NaCl添加量对电解过程的影响。考察了电流效率、电能消耗及阴极产物纯度。结果表明,在电解液温度30℃、电流密度150A/m2、游离HCl浓度80g/L、Bi3+浓度120g/L、NaCl添加量80g/L条件下,得到了致密的薄板状阴极铋,电流效率达到98%,电能消耗约为136(kW·h)/tBi,阴极铋纯度达到99.8%。     

从氯化铅水溶液中电解提取铅

研究氯化铅水溶液电解过程，考察阴极材质、电流密度、温度、Pb^2＋浓度、盐酸浓度、添加剂等因素对电流效率、槽压和沉积物质量的影响。结果表明，添加骨胶和β-萘酚对沉积物的质量和电流效率并没有太大改善。却导致槽压上升。因此，氯化铅水溶液电解中不必加入添加剂。采用不锈钢和铅阴极电解。在电流密度100A／m^2，温度55℃，Pb^2＋浓度30g／L，盐酸浓度6g／L的条件下。电流效率可达92％，阴极铅较致密平整，可直接用于铸锭。     

镍基废合金膜电解法制备氯化镍溶液的研究

研究了以镍基废合金板为原料,电流密度、温度、阳极液和阴极液的酸度、阳极液中NaCl和Ni2+的浓度对电解制备氯化镍溶液的影响.在电流密度200 A/m2、阳极酸度0.5 mol/L、阴极酸度1.5 mol/L、循环量40 L/h、Ni2+浓度0.85 mol/L左右和室温的条件下电解,平均槽电压1.3 V,电溶1 t镍合金板耗电813 kW·h,阴离子交换膜对镍的截留率大于99.5%.     

Na3AlF6-K3AlF6-AlF3熔体中电解制备Al-Sc中间合金的工艺研究

在Na₃AlF₆-K₃AlF₆-AlF₃熔盐体系中,采用电解法制备Al-Sc中间合金,研究了阴极电流密度、电解时间、氧化铝及氧化钪加入量对电流效率的影响,并采用XRD和SEM对阴极析出产物进行了微观分析。结果表明: 在电解温度950 ℃时,Na₃AlF₆-K₃AlF₆-AlF₃熔体中电解制备Al-Sc中间合金的最佳实验条件为: 氧化铝加入量1.0%、氧化钪加入量3.0%、电解时间90 min、阴极电流密度1.5 A/cm2,在此条件下平均电流效率为82.91%,阴极析出产物呈大小不均的球状颗粒,由Al相和Al3Sc相组成。     

镍基废合金膜电解法制备氯化镍溶液的研究

研究了以镍基废合金板为原料,电流密度、温度、阳极液和阴极液的酸度、阳极液中NaCI和Ni2+的浓度对电解制备氯化镍溶液的影响.在电流密度200 A／m2、阳极酸度0.5 mol／L、阴极酸度1.5 mol／L、循环量40 L／h、Ni2+浓度0.85 mol／L左右和室温的条件下电解,平均槽电压1.3 V,电溶1 t镍合金板耗电813kW·h,阴离子交换膜对镍的截留率大于99.5％.     

多室电解槽模拟试验

本研究是为研制多室铝电解槽作理论准备。在试验中采用６室槽，用铜电极和硫酸铜电解液，在不同电解温度和电流密度下，分别测定阳极和阴极电流效率并计算全槽电流效率。讨论了由于存在“旁路”而引起的电流效率降低。在本试验中，该值达到５０％左右。指出，减少“旁路”电流是提高多室槽金属产量的关键，对于任何种类的多室电解都是这样。     

合金中铋银的电解分离行为及其影响机制

在HCl-NaCl-BiCl₃-H₂O体系下, 对铋银合金中铋、银进行了电解分离研究, 考察了温度、电流密度、Bi³⁺浓度、酸度、NaCl添加量等对铋、银分离效果的影响。采用金相显微镜观察了不同电流密度及Bi³⁺ 浓度下阴极铋的形貌。实验结果表明, 在温度40 ℃、电流密度150 A/m²、NaCl添加量80 g/L、HCl浓度60 g/L, Bi³⁺浓度80 g/L条件下, 铋在阴极呈致密片状析出与银实现分离, 其纯度达99.5%以上, 电流效率大于99%, 阴极铋电耗约180 kW·h/t。     

Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3熔体中电解制备Al-Sc中间合金的工艺研究

在Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3熔盐体系中,采用电解法制备Al-Sc中间合金,研究了阴极电流密度、电解时间、氧化铝及氧化钪加入量对电流效率的影响,并采用XRD和SEM对阴极析出产物进行了微观分析。结果表明:在电解温度950℃时,Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3熔体中电解制备Al-Sc中间合金的最佳实验条件为:氧化铝加入量1.0%、氧化钪加入量3.0%、电解时间90 min、阴极电流密度1.5 A/cm~2,在此条件下平均电流效率为82.91%,阴极析出产物呈大小不均的球状颗粒,由Al相和Al_3Sc相组成。     

亚铁离子对锌电积的影响北大核心

铁是湿法炼锌原料中含量较高且难脱除的杂质之一,硫酸锌电积液中的Fe^(2+)是电积工艺过程中重点关注的有害杂质之一。以含Fe^(2+)的硫酸锌模拟溶液为研究对象,开展锌电积的工艺试验,系统研究Fe^(2+)浓度、电流密度、极间距和电积时间对锌电积电流效率、电能消耗和电积锌形貌等的影响规律。结果表明,当电积液Fe^(2+)浓度在6 mg/L以上时,将会引起电流效率严重下降及吨锌电耗显著增加,并使阴极锌反溶;在电积液Fe^(2+)浓度为6 mg/L时,优化的工艺参数条件为:电流密度400 A/m^(2)、极间距4 cm、电积时间少于16 h,在此条件下,电流效率超过90%,吨锌电耗低于2950 kWh,同时阴极锌表面较为光滑平整。     

废镍合金的电化学溶解研究

采用电化学溶解法对含Co、Cu、Fe 等杂质的废镍合金在硫酸中的溶解过程进行了研究。采用EDTA 络合滴定法分析和原子吸收分光光度法测定了溶液中镍及杂质金属离子的含量。研究了电流密度、硫酸浓度、电解液温度、电解时间及电解方式等对电化学溶解的影响。得到废镍合金电化学溶解的优化工艺条件为:阳极电流密度200 A/m²、硫酸浓度1.25 mol/L、温度40 ℃, 采用方波脉冲电流电解。稳定电化学溶解时的主要技术指标为:槽电压0.8～1.0 V, 电流效率90.8%, 每吨镍直流单耗为800～1015 kW·h 。     

工业铝电解电流效率的数学模型

在大型预焙阳极电解槽上测量阳极气体中CO_2含量,并根据阳极气体中的CO_2含量与电流效率的关系,建立了铝电解槽电流效率与电解槽各种操作参数之间关系的数学模型。讨论了电解温度、Al_2O_3浓度、添加剂MgF_2 CaF_2含量以及电解质分子比对工业铝电解槽电流效率的影响。本文还对现在的铝电解生产提出几点建议。     

膜电解电溶法制备高纯氯化镍新方法

研究膜电解电溶法制备高纯氯化镍工艺中电流密度，盐酸浓度，温度对电流效率和槽电压的影响。优化工艺条件为；电流密度Dc=2DA=400A/m^2。盐酸浓度3mol/l，电解液温度40℃。与电解工艺相比，以电解镍为原料生产高纯氯化镍，膜电解电溶法是环境友好，能耗低，效益高的新工艺。     

二氧化锰纳米棒的水热合成与电化学性能研究

在酸性条件下直接水热分解高锰酸钾合成了二氧化锰纳米棒, 用XRD、TEM/SAED和SEM/EDAX等方法对所得产物进行了分析和表征, 系统研究了水热反应温度、酸用量、酸种类以及搅拌对所得产物晶相和形貌的影响, 分析了水热分解高锰酸钾过程中锰的价态变化及二氧化锰的形成过程。结果表明, 纯相的二氧化锰纳米棒可在一个较宽的温度范围内(100～150 ℃)合成; 酸的用量和种类对所得MnO₂的晶体结构和形貌有一定影响, 当浓H₂SO₄用量少于0.1 mL时得到了层状MnO₂产物, 而当使用浓H₃PO₄时则得到了α-MnO₂和MnPO₄·H₂O的混合物。同时考察了所制备的二氧化锰纳米棒在碱性锌锰电池中的放电性能, 并与文献中已报道过的结果和商用电解二氧化锰的电化学性能进行了比较。     

建筑铝型材宽温快速阳极氧化节能工艺及应用

为解决建筑铝型材传统阳极氧化工艺能耗过大的问题,进行了宽温阳极氧化工艺试验,研究了添加剂GYK-1含量对阳极氧化温度上限、阳极氧化电压及成膜速度的影响,同时探索了Al³⁺ 浓度对阳极氧化温度上限的影响,得到最佳宽温阳极氧化工艺条件为: H₂SO₄浓度160～180 g/L,添加剂GYK-1用量50 g/L,Al³⁺浓度20～25 g/L,氧化温度35±2 ℃,电流密度150 A/m²,氧化时间17 min。该节能工艺成功应用于生产,在保证氧化膜达到国家标准情况下,阳极氧化工艺温度上限从22 ℃提高到33 ℃,成膜速度提高20%,电压降低10%,大幅度降低能耗的同时提高了生产效率,为铝型材厂节能生产提供了有效途径。     

电解法制备低氧化度铅粉的工艺研究

研究了乙酸铅体系下制备低氧化度铅粉的工艺,讨论了pH值、电流密度和明胶含量对铅粉粒度、电流效率和氧化度等的影响。研究表明:随着pH值的增加,铅粉的电流效率呈现出持续增长的趋势,而粒度和氧化度则先减后增;明胶浓度的升高会使铅粉粒度先减后增,电流效率先增后减,氧化度持续增加。在pH=3、电流密度23mA/cm2、明胶浓度0.5g/L的较优条件下,制备出的铅粉中位粒径D50=5.33μm,氧化度为6.28%。