THE ELECTROCHEMICAL BEHAVIOUR OF Sb ELECTROWINNING IN Na_2S-NaOH SOLUTION

本文是湿法炼Sb的物理化学研究中的一部分。 当用Na_2S-NaOH溶液浸出复杂的Pb-Sb精矿时,Sb以SbS_3~(3-)离子形态进入溶液。精矿中的Sn和As部分溶解,而Pb则留在残渣中与Sb分离,SbS_3~(3-)离子与空气接触时,部分氧化成SbS_4~(3-)离子。 用稳态法测定了极化曲线,确定了在硫化碱溶液中Sb(Ⅲ).Sn(Ⅳ),As(Ⅲ),Sb(Ⅴ)和H~+离子的放电电位。其相应数值如下:-0.92,-1.04,-0.81,-0.68和-1.12V。这些数值分别用纯化学试剂配制的溶液和工业电解液进行了比较测定,并用热力学计算结果进行核对。Sb(Ⅴ)的放电电位还通过计时电位法核对。 将所得极化曲线进行浓差极化修正后获得了Tafel直线,由此计算出有关的电极动力学参数。 应用计时电位法,探讨了SbS_3~(3-)和SbS_4~(3-)离子的阴极放电机理。结果表明:SbS_3~(3-)离子放电前经历一个前置转化步骤,即: SbS_3~(3)→SbS~++2S~(2-) (1)生成的中间产物SbS~+按下列反应 SbS~++3e→Sb+S~(2-) (2)还原为金属Sb。 SbS_4~(3-)离子在阴极上放电过程分两步进行,首先,SbS_4~(3-)离子按下式还原为SbS_3~(3-)离子, SbS_4~(3-)+2e→SbS_3~(3-)+S~(2-) (3)生成的中间产物SbS_3~(3-)离子再按反应(1)和(2)式还原为金属Sb。     

脆硫锑铅精矿浸出与电积过程中Sb,Sn和As的行为SCIEI

本文系统地研究了脆硫锑铅精矿中Sb,Sn和As在浸出与电积过程中的行为,指出改变浸出液组成和实验条件有利于提高Sb和Sn,As的分离效果;讨论了As在浸出液中的络离子形态及其在银汞膜电极上还原的机理,求得有关的电极动力学参数;讨论了SnS_4^(4-)离子在锡电极上还原的动力学规律,及溶液中Na_2S和SbS_3^(3-)离子浓度对SnS_4^(4-)还原过程电流效率的影响。     

BEHAVIORS OF Sb,Sn AND As IN LEACHING AND ELECTROWINNING FROM JAMESONITE CONCENTRATE

The separating efficiency of Sb from As and Sn in jamesonite concentrate could be improvedby changing the composition of leaching solution and other conditions.The related kineticparameters of electrode reaction were evaluated under discussion on the form of complex ionAsS_3~(3-)in extract and the reduction at amalgam electrode.It was also discussed about the ef-fect of eoncentration of Na_2S and SbS_3~(3-)in solution on the current efficiency of SnS_4~(4-) reduction.     

1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐离子液体中镝电沉积行为

研究室温下Pt电极上Dy3+离子在1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)离子液体中的电化学行为。循环伏安法结合计时电流法和计时电位法研究结果表明,Dy3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原为一步完成,即Dy3++3e-→Dy。计时电流法结合恒电位电解研究表明,Dy3+离子的还原过程受扩散控制。测得浓度0.01mol/L的Dy3+离子在0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体中的传递系数、扩散系数分别为0.176和(4.87-5.04)×10-10cm2/s。SEM和XRD分析表明,金属镝颗粒直径为几百纳米。     

碱性锌酸盐体系中Zn的电沉积行为研究简

通过循环伏安、计时电位及电化学阻抗谱技术研究了碱性锌酸盐体系中Zn的阴极还原历程,采用计时电流法结合扫描电镜(SEM)研究了Zn的电化学成核机理。结果表明:溶液中Zn主要以Zn(OH)42-形式存在,Zn(OH)42-通过前置转化反应生成Zn(OH)2;Zn(OH)2在阴极界面上分两步放电,第一步放电后生成Zn(OH)ad吸附在电极表面,而后经第二步放电还原为Zn,两步均不可逆。外加电位为-1.40~-1.50 V时,体系中仅发生Zn(OH)2的第一步放电反应;电位负移至-1.60 V时,Zn(OH)2经历了两步放电过程,但Zn仅吸附在电极表面,电沉积过程处于一种非稳态;当电位负移至-1.70~-1.80 V时,吸附态Zn才持续进入晶格形成完整镀层。体系中Zn的电结晶过程遵循三维连续形核方式。     

La3+离子在EMIMBF4离子液体中的电化学行为研究

采用三电极体系对La3+离子在0.01mol/LLaCl3-0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体电化学还原制备金属镧的电极过程进行了研究。循环伏安法结合恒电位电解法研究结果表明:La3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原步骤为一次完成La3++3e-→La。计时电流法结合恒电位电解法研究表明:La3+离子的还原过程受到扩散控制,传递系数和扩散系数分别为0.0492和(1.07～1.19)×10-6cm2/s。     

钽在碳酸乙烯酯-氯化铝溶剂化离子液体中的电化学行为（英文）

以钨丝为工作电极,通过循环伏安法研究碳酸乙烯酯-氯化铝(EC-AlCl_3)溶剂化离子液体中Ta(Ⅴ)的电化学还原机理。在EC-AlCl_3-TaCl_5离子液体的循环伏安曲线中出现4个还原峰,其中-0.55、-0.72和-1.12 V(vsAl)处还原峰对应的反应为Ta(Ⅴ)络合离子三步还原为金属钽,包括Ta(Ⅳ)和Ta(Ⅲ)络合离子的形成。络合离子Ta(Ⅲ)被还原为金属钽的过程受扩散控制且不可逆,其在323K下的扩散系数为3.7×10~(-7)cm~2/s,扩散活化能为77k J/mol。另外,对323K下的阴极产物进行扫描电子显微镜、能量分散光谱和X射线光电子能谱分析。结果表明,在-0.8 V下恒电位电沉积2 h的产物为金属钽和钽的氧化物。     

亚铜氯化物络离子阴极还原机理的研究

在 Cu(I)-NaCl-HCl-H_2O 系中,用线性电位扫描法研究了亚铜氯化物络离子的阴极过程。在亚铜氯化物浓度恒定的条件下通过实验获得了平衡电位和交换电流密度与游离氯离子浓度间的关系,据此确定了在氯化钠浓度高的条件下,溶液中主要的亚铜氯化物络离子为 CuCl_3~(2-),而直接在阴极上放电的络离子则为 CuCl_((aq))。因此阴极还原机理可以表示为:CuCl_3~(2-)CuCl_((aq))+2Cl~-CuCl_((aq))+e→Cu+Cl~-     

钽在NaCl—KCl—K2TaF7熔体中的电化学还原机理

采用循环伏安,计时电位和计时电流三种暂态技术,研究了钽离子在720℃NaCl-KCl-K_2TaF_7熔体中的阴极过程。实验表明,Ta~(5+)的电还原反应为可逆的一步五电子过程Ta~(5+)+5e~-(?)Ta(可逆)。用三种方法测得 Ta~(5+)的扩散系数 D_(Ta)非常一致,并分别为1.15×10~(-5),1.10×10~(-5)和1.15×10~(-5)cm~2·s~(-1)。还研究了含氧离子杂质对钽还原电极过程的干扰作用。     

硅酸钠对硫酸盐溶液中电沉积锰的影响（英文）

研究硅酸钠对硫酸盐溶液中锰电沉积的影响。锰电沉积实验结果表明,添加一定量的硅酸钠可以提高锰电沉积的阴极电流效率,且初始pH 7.0~8.0是获得较高阴极电流效率的pH优化值。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,所得电沉积层呈致密、纳米晶结构。X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,电沉积层中含Mn、Si和O元素。硫酸盐溶液和硅酸钠溶液化学计算结果表明,在锰电沉积过程中,Mn~(2+)、MnSO_4、Mn(SO4)_2~(2-)、Mn~(2+)、MnSiO_3、Mn(NH_3)~(2+)、SiO_3~(2-)和HSiO_3~-是主要的活性组分。Mn~(2+)与含硅离子的反应趋势经热力学计算分析证实。此外,极化曲线测试结果表明,添加硅酸钠可以提高析氢过电位,从而间接提高了阴极电流效率。     

ELECTRODE PROCESS OF ELECTROLYTIC COATING OF Al IN FUSED NaCl-KCl SALT BATH

作者在熔盐中研究了Al的氧化/还原电位,作图法求得为-1.122V,阳极溶解为Al→Al~(3+)+3e用稳态法研究阴极过程,对一些离子的析出电位、AlCl_4~-扩散系数和Al~(3+)还原反应动力学参数进行了测量和讨论。     

锡基合金在模拟土壤溶液中的腐蚀与浸出（英文）

研究Sn-0.75Cu焊料合金及其接头在NaCl-Na_2SO_4和NaCl-Na_2SO_4-Na_2CO_3模拟土壤溶液中的腐蚀与浸出行为,并与其在NaCl溶液中的行为进行对比,以评估废弃电子产品被填埋时对环境的潜在危害。Sn的浸出动力学表明,Sn的浸出量随时间的增加而增加。在NaCl溶液中接头的Sn浸出量是最多的。SO_4~(2-)和CO_3~(2-)阻碍了接头中Sn的浸出,但加速了焊料中Sn的浸出。在NaCl溶液中的接头表面腐蚀层疏松多孔,而在NaCl-Na_2SO_4和Na Cl-Na_2SO_4-Na_2CO_3溶液中的接头表面腐蚀层则较为致密。XRD结果表明,焊料和接头表面的腐蚀产物以Sn的氧化物、氯化物和碱式氯化物为主。讨论了焊料合金在模拟土壤溶液中的动电位极化曲线。     

NaCl-KCl熔盐中电解渗Al电极过程的研究

作者在熔盐中研究了Al的氧化/还原电位,作图法求得为-1.122V,阳极溶解为Al→Al~(3+)+3e用稳态法研究阴极过程,对一些离子的析出电位、AlCl_4~-扩散系数和Al~(3+)还原反应动力学参数进行了测量和讨论。     

含铁物质对含硫离子在铝酸钠溶液中转化的影响（英文）

用拜耳法处理高硫铝土矿时,矿石中的硫化物会与含铁物质在铝酸钠溶液中反应,进而导致严重的设备腐蚀和氧化铝产品降级。本文作者研究含铁物质对含硫离子(S~(2-),S_2O_3~(2-),SO_3~(2-)和SO_4~(2-))在铝酸钠溶液中转化的影响。研究结果表明:铁粉、Fe_2O_3和Fe_3O_4均难以与SO_3~(2-)和SO_4~(2-)反应,而且所有含铁物质,特别是铁粉,均能促进S_2O_3~(2-)转化为SO_3~(2-)和S~(2-);在高温条件下铁粉与铝酸钠溶液反应生成Fe(OH)_3~-),进而可与S~(2-)反应生成FeS_2,但Fe_2O_3和Fe_3O_4对S~(2-)的反应影响很小;升高温度、延长反应时间、增加铁粉添加量、提高溶液中Na_2O_k与Al_2O_3的摩尔比和苛碱浓度均有利于S_2O_3~(2-)向SO_3~(2-)和S~(2-)转化。本研究结果有助于在拜耳法处理高硫铝土矿过程中开发减缓设备腐蚀和降低碱耗的技术。     

钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原

本文用线性电位扫描,循环伏安和计时电位等方法研究了钼在KF-B_2O_3-K_2MoO_4熔体中的电还原机理.发现电还原反应分两步进行:第一步为准可逆反应,第二步为可逆反应.在815℃时用循环伏安法测得的MO~(6+)扩散系数为1.99×10~(-5)cm~2/s,用计时电位法测得的为2.25×10~(-5)cm~2/s.     

氟硼酸盐光亮镀锡和锡-钴合金镀液极化曲线的研究

为了研究希夫碱光亮剂DL01,DL02,DL03及添加剂Co（BF4）2在电镀时的电化学行为,采用线性电位扫描测定了氟硼酸盐光亮镀锡溶液中加入各种新型添加剂后的极化曲线。结果表明,在含DL01或DL03的氟硼酸盐镀液中,Sn2＋的还原峰电位分别为-0.230 V和-0.320 V;在含DL01,DL03及少量Co（BF4）2的氟硼酸镀锡溶液中,Sn-Co共沉积峰电位为-0.210 V;Co（BF4）2促进了Sn2＋的沉积,Sn-Co的共析是协同共沉积。     

Sb(Ⅲ)在碱性木糖醇溶液中的阴极电沉积(英文)

运用循环伏安法、线性电位扫描法研究木糖醇在碱性溶液(含锑)中的电化学稳定性及锑在木糖醇碱性溶液中的沉积动力学参数;采用计时电流法研究锑在不锈钢阴极上的电化学成核机理。循环伏安测试结果表明,木糖醇在碱性溶液中的稳定性较好,在-1.20V～+0.60V(vsHg/HgO)范围内无氧化还原反应发生,在电位负于-1.70V(vs.Hg/HgO)时木糖醇在锑电极上可能发生分解。在该体系中,锑在阴极上的沉积经历了不可逆电结晶过程。根据线性电势扫描结果,锑沉积的活化能、表观传递系数、交换电流密度等动力学参数分别为46.33kJ/mol、0.64和4.40×10-6A/m2。计时电流法实验结果表明,锑在碱性木糖醇溶液中的成核机理符合扩散控制下的三维连续成核模型,外加电位对晶体生长速率和恒定电位下的饱和晶核密度有显著影响。通过分析恒电位阶跃曲线,求出锑离子在该体系中的扩散系数为1.53×10-6cm2/s。     

合金元素Sb和Mn对Zn腐蚀的影响

采用动电位极化、线性极化、扫描电镜和XPS分析研究了合金元素Sb(含1.0 mass%)和Mn(含0.5mass%和1.0 mass%)分别对工业纯Zn(99.95 mass%)在0.1 mol/L NaCI(pH 6)和0.1 mol/L.NaCI 0.1 mol/LNa2SO4 0.01 mol/L NaHCO3(pH 8.4)溶液中腐蚀行为的影响.结果表明,Sb主要以Zn-Sb金属间化合物形式存在于Zn中,而Mn除了形成Zn-Mn金属间化合物外,还有一部分固溶在Zn基体中.在0.1 mol/L NaCI溶液中,富Sb相的电化学活性比Zn低且对阴极氧还原反应没有明显的促进作用.富Mn相对阴极氧还原反应有轻微的促进作用,而固溶在Zn基体中的Mn能适当抑制阴极氧还原反应;添加1%Mn和0.5%Mn均对Zn的阳极溶解没有明显影响.在海洋大气环境的模拟溶液(0.1 mol/L NaCI 0.1 mol/L Na2SO4 0.01 mol/L NaHCO3)中,0.5%Mn能显著提高Zn的耐蚀性能,其主要作用机制是少量的Mn能改变产物膜的致密性并影响离子的传输过程.     

柠檬酸盐水溶液中二价钴的电化学还原过程（英文）

采用循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗法(EIS),研究不同柠檬酸盐浓度和pH下钴的电化学还原过程。结果表明:在组成为0.05 mol/L CoSO4·5H2O、0.20 mol/L Na2SO4和0~0.40 mol/L C6H5O7Na3·2H2O,pH为3~9的溶液中,二价钴以游离Co2+离子和[Co(C6H5O7)]配合物两种形态存在,并在电极表面被还原。溶液的pH对钴的电化学还原过程有显著的影响。当柠檬酸盐溶液的pH为3时,钴主要以游离Co2+离子的形态被还原;当溶液为弱酸性(pH=4~6)时,钴主要以[Co(C6H5O7)]-的形态被还原为Co0,还原过程分两步进行,中间产物在电极表面发生吸附;当柠檬酸盐水溶液的pH大于7时,形成的柠檬酸钴配合物主要是[Co(C6H5O7)]-和[Co(C6H4O7)]2-,这两种配合物非常稳定,其还原电位负于溶液的析氢电位,因此难以从该溶液中还原得到Co0。     

AA6061-T6铝合金表面纳米Y_2O_3改性硅烷膜的耐蚀性

采用动电位极化曲线,电化学阻抗谱(EIS)和中性盐雾试验(NSS)研究了溶液中加入不同含量纳米Y2O3对铝合金AA6061-T6表面硅烷膜耐蚀性的影响,采用扫描电镜(SEM)对其形貌进行了观察。结果表明,在1,2-双-三乙氧基硅烷(BTSE)溶液中加入少量纳米Y2O3可提高硅烷膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。硅烷膜对铝合金的保护只起到物理屏障作用。纳米Y2O3抑制了电化学腐蚀过程中阴极还原反应的发生,但不影响电极反应的动力特征。SEM表明在BTSE硅烷溶液中添加10~20mg/L的纳米Y2O3后,硅烷膜表面变得平滑致密。