废铜包铁针NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2N(CH_2)_2NH_2体系隔膜电解回收铜

以电子加工行业产出的废铜包铁针为阳极,以不锈钢板为阴极,采用单因素试验法优化NH_3-(NH_4)_2SO_4-H_2N(CH_2)_2NH_2体系隔膜电解回收铜工艺。结果表明:在阴极液组成为NH_3·H_2O 4.5mol/L、(NH_4)_2SO_4 1 mol/L、Cu(Ⅱ) 30 g/L、乙二胺0.4 mol/L以及阴极电流密度为350 A/m~2的条件下隔膜电解12 h后,在阴极可以得到表面光滑平整的阴极铜板,阴极铜纯度99.95%。由于部分阳极铜以+1价溶解于电解液中,使得实际隔膜电解回收废铜包铁针时阴极电流效率达到106%(以+2价铜电化当量计算),而阳极电流效率则为126%,脱铜后得到的铁针品位为99.3%。     

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。     

氨络合物体系中杂质Zn~(2+)对电沉积镍的影响

通过霍尔槽试验研究氨络合物体系中杂质Zn~(2+)对镍电沉积的影响,采用电化学工作站测试不同Zn~(2+)浓度时的循环伏安曲线、稳态极化曲线及电流时间暂态曲线.结果表明:杂质Zn~(2+)的含量为0.1 g/L时,在小于2.78 A/dm的电流密度范围内可正常沉积出金属镍;杂质Zn~(2+)含量大于0.5 g/L时,在较大的电流密度范围内均无法正常沉积出金属镍;过电位小于640 mV时,Zn~(2+)的存在不影响阴极反应的传递系数,且不改变阴极反应机理;当过电位大于640 mV,且杂质Zn~(2+)的浓度大于0.5 g/L时,阴极反应的传递系数减小,阴极反应机理发生改变;杂质Zn~(2+)浓度大于0.5 g/L时,严重影响镍电结晶过程的成核速率,这是其抑制金属镍电沉积的主要原因.因此,采用镍氨络合物体系电积金属镍,应控制杂质Zn~(2+)的含量小于0.1 g/L.     

离子交换膜电解槽中电沉积金属镍(英文)

对离子交换膜电解槽中电沉积金属镍的条件进行优化。研究镍(II)及硼酸浓度、pH及温度对电沉积镍的电流效率和能耗的影响。电解槽阴极液为含硼酸的硫酸镍溶液,阳极液为硫酸溶液。采用阴离子交换膜将阴、阳极室隔开,同时维持极室间的导电性。结果表明:阴极电流效率随镍和硼酸浓度以及pH值的增加而提高,随电流密度和搅拌速率的增大而降低。得到的优化电解条件为:Ni40g/L、硼酸40g/L、温度42oC、pH6、阴极电流密度300A/m2。在该条件下的电流效率为97.15%。     

基于隔膜电积的硫酸铅渣湿法提铅新工艺及电化学机理

根据物料平衡和电荷平衡原理,对Pb(Ⅱ)-Ac~--H~+-H_2O体系进行热力学分析,分析结果表明在接近于实际浸出液的pH值范围内,溶液中PbAc~+平衡浓度最高。以湿法炼锌产出的硫酸铅渣为原料,采用单因素实验法优化"乙酸盐配位浸出-隔膜电积提取铅"的主要工艺条件,采用单因素试验法优化乙酸铅溶液隔膜电积工艺条件,采用线性扫描、循环伏安等电化学测试手段研究Pb(Ⅱ)-Ac~--H_2O体系铅电积过程中阴极电化学行为。结果表明:在反应时间1h、浸出温度70℃、乙酸铵浓度4mol/L、液固比4:1的优化条件下浸出硫酸铅渣,铅浸出率93.28%。在电积温度30℃、Pb~(2+)浓度50 g/L、电流密度100 A/m~2的条件下阴极电流效率98%左右,每吨Pb直流电耗约700 kW·h。在此条件下以硫酸铅渣浸出液直接作为电积液隔膜电积8 h在阴极可以获得纯度99.2%较为致密平整的电铅,阴极电流效率96.16%。铅的还原沉积过程是一个不可逆过程,铅在电沉积初期遵循三维连续成核与颗粒长大机制,升高温度和提高阴极液Pb~(2+)浓度可以促进溶液离子扩散,提高电流效率。     

离子液体[EMIM]Br-AlCl3中恒电流沉积铝

在磁力搅拌下,采用离子液体[EMIM]Br-AlCl3作为电解液并测其电导率,在不锈钢片上利用恒电流法电沉积铝,研究在AlCl3/[EMIM]Br摩尔比为2:1的离子液体中铝的电沉积速率、电流效率和阴极表面形貌的影响因素。采用扫描电子显微镜(SEM)分析沉积铝层的表面形态,采用X射线能谱仪(EDS)测试沉积铝的纯度。结果表明:离子液体[EMIM]Br-AlCl3的电导率随着温度的上升而增大,符合Arrhenius公式。电流密度,温度、搅拌速率和沉积时间均影响铝的沉积速率、电流效率和表面形貌。在电流密度为20 mA/cm2,温度为40℃,搅拌速率为700 r/min,时间为60 min的条件下,所得铝沉积层连续、致密、附着性好、颗粒状且粒径小;电流效率维持在80%以上,阴极铝层纯度达96%,其中少量的氧来自铝的氧化。     

高浓度砷溶液中电沉积As-Sb合金（英文）

在高浓度砷溶液中采用电沉积法制备As-Sb合金,考察电解液中电流密度、Sb~(3+)浓度、反应温度和盐酸浓度对电沉积过程中电解液成分、槽电压和电流效率的影响,并采用扫描电镜(SEM)、电感藕合等离子体质谱(ICP-MS)和X射线衍射(XRD)分别对沉积物的表面形貌、成分和结构进行分析。结果表明:在所研究的工艺条件下制备的As-Sb合金沉积层均为非晶结构。最优工艺如下:As~(3+)浓度为10 g/L,Sb~(3+)浓度为2 g/L,盐酸浓度为4 mol/L,电流密度为4 m A/cm~2,温度为20°C,在此条件下电流效率达到94.74%,沉积层含70.26%As和29.74% Sb(质量分数),砷的去除效率较高。     

双膜三室电解槽中电沉积金属钴（英文）

对离子交换膜电解槽中电沉积钴的参数进行了优化研究,并探讨了阴极液成分、电流密度、温度等因素对电沉积钴的电流效率、单位能耗、质量的影响规律。阴极液为含氯化钴混合溶液,初始中间液为稀盐酸溶液,阳极液为硫酸溶液。采用阴离子交换膜将阴极液与中间液隔开,阳离子交换膜将阳极液与中间液隔开。结果表明:最佳实验条件为80 g/L钴、20 g/L硼酸、3 g/L氟化钠、pH 4、电流密度250 A/m~2、温度50°C,在该条件下电流效率为97.5%。中隔室可得到电化学再生的盐酸,酸浓度达到0.45 mol/L,实现了产酸抑氯同步化。     

电解废旧铝合金回收铝的电流效率(英文)

研究在AlC13-NaCl熔融盐体系中进行电精炼废旧铝合金回收金属铝。以铝合金为阳极,通过直流电沉积在铜阴极上得到铝涂层。在170°C、电流密度100 mA/cm2下电解4 h,得到的沉积物铝的纯度大约为99.7%,电流效率为44%~64%,每千克铝消耗电能3~9 kW·h。探讨阴极电流密度、电解质成分和电解时间及温度等对铝沉积电流效率的影响。结果表明:在AlCl3和NaCl摩尔比为1.3~1.9时,AlCl3和NaCl摩尔比对电流效率的影响很小,升高电解温度有利于提高电流效率;但是延长电解时间或增大电流密度会导致电流效率降低。电流效率的降低主要是由于沉积的铝呈现枝状晶或粉化而易从阴极上脱落到电解质中所致。     

采用钛阴极从碱液中旋流电积回收镓（英文）

为了抑制浓差极化并提高电流效率,提出一种旋流电解法回收镓的工艺。通过电化学研究确定GaO₂^-在120 g/L NaOH溶液中的扩散系数为1.65×10^-7cm²/s。考察各种参数对镓电积的影响,确定电积的最佳条件为:钛阴极、电流密度750 A/m²、镓浓度39.9 g/L、NaOH浓度120 g/L、循环流量200L/h。在这些条件下,电积的电流效率和镓回收率分别为47.9%和90.2%。析出的镓较易从阴极上分离,经过洗涤后的镓最终纯度为99.993%。镓旋流电积能耗约为9048 kW·h/t。该研究表明旋流电积是一种具有高电流效率和低能耗的有前途的镓生产工艺。     

采用阴离子膜电解法从红土镍矿常压浸出液中制备金属镍

以红土镍矿常压酸浸净化液为原料,采用阴离子交换膜与电解结合的方法制备金属镍。分别研究电解液成分、温度、时间、电流密度和p H等因素对阴极电流效率、回收率、能耗以及槽电压的影响。结果表明:含Ni2+溶液浓度为64 g/L、H3BO4浓度为40 g/L、H2SO4浓度为0.1 mol/L、温度为40℃、电流密度为300 A/m2、p H为5.2时,阴极电流效率达到98.47%,能耗为3470 k W·h/t,得到的金属镍纯度达到99.9%以上,能够满足工业上的要求。     

无电沉积三元合金

陈述了对经过相应前处理的金属或非金属材料以水溶液实施无电沉积Ni-W-P或Ni-Co-P合金的方法。其中无电沉积Ni-W-P三元合金的水溶液含有Ni~(2+)2～6g/1.WO_4~(2-)6.5～17.5g/1,NaH_2PO_215～40g/1或适量的其他还原剂,也可含有H_3BO_330～60g/1或(NH_4)_2SO_460～65g/1或者NH_4Cl40～60g/1,在此Ni~(2+):     

AlCl3-BMIC离子液体中Na+含量对铝电沉积的影响

测定AlCl3-BMIC离子液体(摩尔比2:1)电导率与Na+含量的关系,采用循环伏安法研究不同Na+含量离子液体的电化学性能,并通过恒电流电沉积考察Na+含量对槽电压、电流效率、沉积层形貌及电沉积铝纯度的影响。结果表明:随着Na+含量增加,离子液体的电导率和铝电还原峰值电流密度降低,交换电流密度增加,传递系数基本保持不变;而且铝沉积的电流效率降低、能耗增加。此外,当离子液体中Na+含量低于0.2 g/L时,对铝沉积层形貌影响不大,当Na+含量增加到0.5 g/L时,沉积层变得平整致密,颗粒减小,但进一步增加Na+含量,颗粒又逐渐长大。离子液体中Na+的存在对铝沉积层的纯度影响很小,即使Na+含量高达2.0 g/L,铝沉积层中Na含量也非常低。     

5-氨基四氮唑存在下的锰电沉积行为

采用5-氨基四氮唑(AT)作为锰电沉积过程的新型添加剂,研究不同添加剂用量、电流密度、Mn2+浓度、硫酸铵浓度等条件对锰电沉积电流效率的影响,以及添加剂存在下电解液中杂质离子对电沉积的影响。采用SEM观察了锰电沉积过程中的电极表面状态,采用线性电位扫描法研究添加剂对阴极电极过程的影响。结果表明:在添加剂AT用量0.07 g/L、电流密度460 A/m2、[Mn2+]18 g/L以上、硫酸铵浓度100~120 g/L的电解条件下,锰沉积过程中电流效率可达72%以上,使用该添加剂容许电解液中有少量Fe、Co、Ni、Cu杂质离子存在。锰沉积过程中电流效率变化与电镜观察的锰成晶生长以及阴极板表面的粗糙程度具有相关性,添加剂AT通过对竞争析氢反应的抑制作用来提高锰沉积的电流效率。     

用碱性Na_2EDTA溶液从次氧化锌烟灰中选择性回收铅(英文)

采用碱性Na2EDTA溶液从次氧化锌烟灰中回收铅。探讨温度、浸出时间、Na2EDTA浓度和起始NaOH浓度对铅、锌浸出率的影响。得到最优实验条件如下:液固比5:1 mL/g、搅拌速度650 r/min、Na2EDTA浓度0.12mol/L、NaOH初始浓度0.5 mol/L、温度70°C、浸出时间120 min。在最优实验条件下,铅、锌、氟和氯的平均浸出率分别为89.92%、0.94%、62.84%和90.02%。浸出液用于电沉积铅粉。在温度为60°C、电流密度为200A/m2、H3PO4浓度为1.5 g/L、铅离子浓度不低于5 g/L时,电沉积铅粉平均电流效率大约为93%,阴极铅纯度高于98%。电沉积1 kg铅粉大约消耗0.218 kg Na2EDTA和0.958 kW·h电能。     

双膜三室电沉积金属锰联产EMD的离子传输过程

针对传统单槽电解金属锰或二氧化锰存在能耗高、资源利用率低、环境污染严重等问题,提出双膜三室电解法实现阴极电沉积锰同时阳极联产电解二氧化锰,中隔室电化学再生硫酸。通过分析各隔室离子浓度变化,探究双膜三室电解法技术可行性,并对比三种离子交换膜对电沉积效果的影响。结果表明:双膜三室电解法电沉积金属锰同时联产电解二氧化锰可以实现,并且阴极电流效率可达80%以上,阳极电流效率可达60%以上,中隔室酸回收率高于65%;与Ionsep-HC、LANRAN-AM相比,TRJM-10W均相膜槽压最低,电解12 h后,阴极电流效率为86.25%,阳极电流效率为70.6%,中隔室酸回收率可达73.08%,但阴极液pH增幅最大,中间液Mn^2+浓度最高。     

Sn-纳米SiC复合电镀工艺对电流效率的影响

研究了Sn-SiC纳米复合电沉积工艺,考察了主盐浓度、甲磺酸浓度、电流密度、温度等因素对电流效率的影响规律.结果表明,当Sn2+浓度为0.18～0.24 mol/L、甲磺酸浓度为60～120 g/L、电流密度为1～3 A/dm2、温度为20～30℃时,电沉积过程中具有较高的电流效率.     

聚醚添加剂对Zn(Ⅱ)-NH_3-NH_4Cl-H_2O体系电积锌的影响

针对现行氨法电锌存在的阴极锌板表面不平整、疏松多孔、边缘毛刺突出等一系列问题,研究聚醚添加剂对Zn(Ⅱ)-NH_4Cl-NH_3-H_2O体系电积锌的影响,并考察添加剂浓度对沉积锌表面形貌、沉积锌晶体结构、电流效率、平均槽电压和能耗等各项工艺参数的影响。结果表明:添加剂的使用可以使电积得到的阴极锌表面光滑平整,致密与无毛刺,锌晶面表现出高择优取向,生长择优方向为(110)晶面,晶体为六方密堆结构,晶粒细小;在最佳浓度为1.0 g/L时,平均槽电压为2.76 V,电流效率可高达92.88%,单位能耗为2435.72 k W·h/t。     

SnCl_4-HCl体系废电路板元器件的分离及锡的回收

针对现有废旧线路板元器件分离及锡回收工艺所存在环境污染严重、效率低、难以大规模推广应用等问题,采用超声辅助下SnCl_4-HCl体系退除元器件管脚处焊锡,达到废线路板元器件分离的目的;同时,采用隔膜电积技术回收退锡液中的锡并再生出SnCl_4-HCl退锡剂。结果表明:在反应温度50℃、Sn~(4+)浓度30 g/L、盐酸浓度4.0 mol/L、超声频率40 kHz、超声功率100 W的条件下,反应20 min后废线路板元器件管脚及过孔处的焊锡全被退除。以退锡后的液体为电解液,采用隔膜电积技术回收退锡液中的锡;在温度35℃、电流密度200 A/m~2、异极距5 cm、石墨板为阳极、不锈钢板为阴极的条件下进行隔膜电积8 h,阴极得到了平整致密的电积锡,阴极电流效率97.3%,电锡纯度99.9%,阳极电流效率为88.8%,阳极液再生出SnCl_4-HCl溶液,可作为退锡液返回用于超声退锡。     

工艺因素对氨基磺酸盐镀铟阴极电流效率的影响

对氨基磺酸盐体系镀铟阴极电流效率的影响因素及其规律进行了系统的研究,通过分析镀液pH值、电流密度、镀液温度、添加剂以及电镀时间与阴极电流效率的关系,确定了镀铟最佳工艺参数.结果表明:当pH值为1.8～2.0,电流密度为1.8～2.2 A/dm2,温度为20～30 ℃,胺类添加剂加入量少于0.2g/L,电沉积1min,可以获得银白色的铟镀层,且阴极电流效率达到80%以上.