添加剂对铅电解过程的作用.pdf

添加剂对铅电解过程的作用 株洲冶炼厂洪菊珍 ’ 用 电解精炼法进行粗铅 的进一步精炼 , 在 工业上早已得到应 用 我国和日本 的工厂 及 其 它国家的某些工厂就是采 用火法初步精炼然后 电解精炼的方法 根 据铅 的电化学性质 , 铅在 ? ?克分子?升 硝酸铅溶液中测得的交换电流为? ? ?? 一’ 安? 米 ?, 这说明铅在阴极析出只须很小的极化值 铅的零电荷电位为 一 ?‘??? ?在? ? ?? ? 克当 量 的氯化钾溶液中测出? , 而其标准电极电 位为 一 ? ? ? ? ?? , 其阴极电位与零电荷电位相距较 远 根据 电化学理论 , 这个跪离越远 , 阴极析出 物的结晶越粗大 实践证 明在硅氟酸电解液中 铅呈粗的结 晶沉积物析出 , 极易生成树枝状 、 针 状结 构 , 特别是在边 角上 , 最后会引起短路而影 响电效 为了得到致密平 整的 阴极析出物 , 铅 电解时要加入一定量的添加剂 , 使阴极的极化 电位增加 因此 , 控制适当的添加剂种类及其 用 量是很重要 的 在铅电解过程中 , 往往不是采用单一的添 加剂而是采用复合添加剂 , 但是有些添加剂也 会使电解液的比电阻增加 , 增加直流 电耗 。

本 试验的目的 , 在于首先摸清各种添加剂及不同 添加剂 配比对极化电位 的影响 , 以此为指导 , 通过小型电解试验 , 寻找能够得到致密析出物 而又较低槽电压的添加剂配比的用 量 , 和在我 厂铅 电解所使用 的电流密度下能得到较好效果 的添加剂配比和用 量 , 以提高铅电解的经济效 益和电铅 的质量 一 、 添加剂对阴极极化 电位的影响 为了解游离? ? ??? 、 ?? 十 十 浓度以及各种 添加剂的浓度对铅 电解阴极极化电位 的影响规 律 , 对含有不同浓度的单一添加剂 、 复合添加 剂的铅电解液进行了阴极极化曲线的测定 , 测 定方法是 动 电位扫描法 , 其装置见图 ? 研究 电极 、 辅助电极都是用电铅铸成 阴极尺寸? 必?毫米 , 辅助电极尺寸 ? 必? ? 毫米 饱和甘汞 电极作参比 电极 , 用恒温水浴控制测定槽中电 解液温度为? ?℃ 现将测定结果分述如下 图? 恒电位扫描法刹定极化曲线装? ?一?游离? ? ???和?? ?十 浓度对阴极极 化电位的影晌 ? ? 游离? ? ??? 的浓度 的影响 测定溶液的?? 干千 浓度为?? ?克?升 , 游离 ? , ??? 。

浓度从? ?克?升逐渐变 化到?? ?克? 升 , 测定结果如图? , 图中 曲 线 说明? 游离 ? ? ??? 浓度较大幅度地变化所引起的极化电 位的变化是非常小的?极化电位大小的比较是 指在相同电流密度下? ? ? ?? ? 十浓度的影响 测定溶浪的游离? ? ??? 浓度保持? ? ?克? 升 , ?? ? 斗 浓 度 从? ?克?升逐渐变 化到 ?? ? 克?升 , 测得结果如图? , 从图中可见?? ? 十浓 度升高使阴极极化电位降低 , 但是 ?? ? ? 浓 度 的较大幅度的变化所 引起 的阴极极化电位降低 的程度是较小的 ?二?各种 不同浓度的单一添加荆对阴极 极化电位的影晌 ? ? 不同浓度的木质磺酸钙的影响 测定溶液的游离? ? ??? 及???? 浓度都是 ? ??克?升?以后用 的也是这种溶液不再重复? 的原电解液 , 然 后控制木一 钙 的浓 度为? ? ? ? 克?升 、 克?升 、 ? ? ? 克?升 、 ? ? ?克?升, 侧 定 其阴极极化曲线 , 结果如图? , 从图中可看 出 , 当空 白电解液中加入? ? ?克? 升的木质磺酸 钙后 阴极极化电位较之空白电解液时有大幅度 增加 , 且 随着木质磺酸钙浓度的增加阴极极化 电位格应的增加 , 因此木质磺酸钙对阴极极化 电位影响较大 。

?留 ? ?‘? ? 图? 游离? ? ? ? 对阴极 极化电位的 影晌 ???“ ? ???克?升? ? 游离 ? ? ? ? ? ? ?克?升 ? 游离 ? ? ??? ?? ? ? 游离 ? ? ??? ?? ? 游离? ? ??? ??? ? ? 游离 ? ? ??? ? ?? ? , ??,?,?? 盆? 袱 叭 召? 一‘?? 均 盈扬 几 木质磺酸钙对阴极极化电位的影响 ??? ? ? ???克?升 、 游离? ? ??? ???克?升? 一????? 图? 铅离子浓度对阴极极化电位的影响 ?游离? ? ??? ?克?升? ? ? ?? 干 ?? ? ?克?升 ? ?? ??? ?? , ? ? ? ? ?? ??? ? ? ?? ??? ?? ? ? ?? ?十? ??? 一?一 ? ? 添加木质磺酸钙 ? ? ? ?克?升 ? ? 添加木质磺酸钙 ? ? ? ? ? 添加木质磺酸钙 ? ? ? ? ? ? 添加木质磺酸钙 ? ? ? ? ? ? 不加木质磺酸钙 ? ? 不同浓度的骨胶的影响 在空白电解液中分别控制骨 胶浓度为 ? ? 弓克?升 、 ?克?升、 ?克?升 、 ?克?升所测? 得的 阴极极化曲线示于图 、 ? 。

从图中可以看出 ? 当 空白电解液中加入? ? ?克?升骨胶后 阴极极化电 位较之 空白电解液有所增加 , 且随着骨胶浓度 的增加阴极极化 电位也相应 的增加 一‘??? ? 图? 骨胶对阴极极化 电位的影晌 ??? ?十 ???克?升 、 游离? ? ??? ???克?升? ? ? 添加 骨胶 ? ? ? ?克?升 ? ? 添加 骨胶 ? ? ? ? 添加骨胶 ? ? ? ? 添加骨胶 ? ? ? , 不加骨胶 息 ? 不同浓度的夕茶酚的影响 在空白电解液中分别控制刀茶酚浓 度 为 ? ? ? ?? 克?升 、 ? ? ?? 克?升 、 ? ? ? ? 克?升 、 ? ? ?? 克?升 、 ? ? ? ?克?升 , 所测定的极化曲线示 于图 ? 从图中可以看出 , 在 空白电解液中加入? ? 毫克?升的口蔡酚 , 对 阴极极化 电位没有明显增 加 , 曲线? 、 ?相接近, 曲线? 、 ?相接近, 这说 明只有夕 蔡酚浓度有较大幅度的变化时 , 才引 起较明显的阴极极化电位的变化 ?三?不同配 比的复合添加 剂对阴极极化 电位的影晌 ? ? 骨胶加木质磺酸钙的影 响 在空白电解液中控制? ? ?克?升 的木质磺酸 钙保持不变 , 变化骨胶的浓度 , 测定的阴极极 化曲线如图? 。

从图中几条曲线可以看出 , 在 含有木质磺酸钙的溶液中加入骨胶后使阴极薄 化电位 明显地增加 , 且随着骨胶浓度的增加阴 极极化 电位大幅度地增加 这说明 当 电解液中 同时存在有木质磺酸钙和骨胶时 使 阴极极汽 气 位急剧 增加 八??? ? 们? ? ??咋 ‘ 国 ? 咬 百 一 一 《??? 图?声禁姗对阴极极化电位的影响 ??? ?? ?? ?克?升 、 游离? ? ???克升? 添加夕蔡酚 ? 添加夕茶酚 ? 添加口蔡酚 ? 添加声蔡酚 ? 添 加声蔡酚 ? 不加夕茶酚 ? ? ? ?克?升 ? ? ? 一 ￡?? ? ? 图? 复合添加荆木质成曦钙 ? 骨 胶对阴极极化电位的影响 ??? ‘十 ?? ?克?升 、 游离? ? !∀ 1 0 0克/升 木质磺酸钙0 .4克/升) 1. 添加骨胶: 0 .5 克/升 2 . 添加骨胶 : 2 3. 添加骨胶: 5 4. 不加骨胶 2 骨胶加口蔡酚的影响 在含有0 .5克/升骨胶 的电解液中 , 控 制夕 奈酚的不同浓度 , 所测得的阴极极化曲线示于 一莽一 屠 \ 川 J 口 , , I,, , l , O自月任 ” 只 †内 b 八U 八U n U,1 . … Ž 日 ” n U ‡Uƒ1 1甘 图8 。

从图中可以看出 , 加了夕条酚后 , 当夕崇 酚浓度很低时 , 阴极极化电位增加不大 , 但是 随着夕蔡酚浓度的增加而较大幅度的增加 , 与 图6比较 , 说明有骨胶存在时夕蔡酚对阴极极 化电位的影响比其单独存在时 要大得多 圈8 复合添加荆骨胶 + 刀莱酚 对阴极极化电位 的影 晌 (Pb 十十, 100克/升 、 游离H ZSIF 10 0克/升 、 . 胶0 .5 克/升) 合 . 木质磺酸钙加夕禁酚的影响 在含有0 .4 克/升木质磺酸钙的电解液中控 制声蔡酚的不同浓度 , 测定所得的阴极极化曲 线 (见图9)较之未加声蔡酚的4号曲线的阴 极极化电位发生了变化 , 随着声蔡酚浓度的增 加 , 阴极极化电位也逐渐增加 , 而且较之声茶 酚单独存在 于电解液中所引起的阴极极化电位 的增加要大得多 4 . 骨胶加木质磺酸钙加声蔡酚的影响 在含有木质 磺 酸 钙0 .4克/ 升和0 .5 克/升 骨胶的电解液中控制声蔡酚的不同浓度 , 所测 得的阴极极化曲线示于图1 0 从图中可看出在 同时存在着骨胶和木质磺酸钙的溶液中即使加 入2毫克/升声茶酚也能引起阴极极化电位的较 大变化 , 随着6蔡酚浓度的增加阴极极化电位 增加 的幅度也较大 。

1 . 添加夕茶酚: 2‘ 添加夕蔡酚: 3. 添加口蔡酚 : 4. 不加夕蔡酚 「 0. 002 克/升 0 01 0 03 1, 一‘(m 钓 图1 0 复合添加荆. 胶 + 木质成曦钙 + P蔡珊对阴极极化电位的形晌 (P b 十十 100克/升 、 骨胶0 .5克/升、 ‘( m V ) 图 9 (Pb 翅合添加荆木质磺酸钙 十 夕禁盼对阴极极化电位的影响 添加口蔡酚: 添加口蔡酚: 添加声蔡酚: 不加口茶酚 游离H 2SI F 一 00克/升 木质磺酸钙 .4 克/升) 0.0 2 克/升 0 01 扩 0 03 1, + + 100克/升 、 游离H ZSI F 10 0 克/升 、 木质磺酸钙0 .4克/升) 0.0 2 克/升 I, , ’ 添加声蔡酚: 添加口蔡酚: 添加声茶酚: 不加声茶酚 .01 03 比较图 6 、 图 8 、 图 9 、 图10可看出: ¹声蔡酚单独存在于 电解液中对阴极极化 电位影响不大 , 只有当 声蔡酚浓度在 8 0~ 1 60 毫克/升时才较大幅度地引起阴极极化电位的 变化 º 当溶液中有另一 添加剂 , 例如:骨胶或 n 甘 nU 一4 一 木质磺酸钙存在时 , 夕蔡酚所 引起的阴极极化 电位的变化较其单独存在时为大 , 当电解液中 同时有骨胶和木质磺酸钙两种添加剂 时 , 再加 入声蔡酚 , 则其引起的阴极极化电位变化更大 些 。

5 现场生产电解液中测定的极化 曲 线 (图11) 从图中可见:用南头 、 北头 、 北扩 (北头 后来扩建的6 4个槽)的电解液所测得的阴极极 化曲线斜率基本相近 , 但是北头电解液中所测 得的极化曲线的斜率较南头 、 北扩 的要稍 高 些 , 这说明北头电解液在相同电流密度下所引 起的阴极极化电位要低些 极化电位可以减小添加剂的用 量 ¼从 图n中的曲线1#和南头 、 北扩的极化 曲线比较 , 相同电流密度下的阴极电位相近 , 这说 明:南头 、 北扩中添加剂所引起的 阴极极 化程度仅相当于骨胶0 .5克/升和 木质 磺 酸钙 4克/升时的极化情况 圈 1 1 现场生产电解液中浦定的极化 曲线 Pb + + 游离H ZS I F 骨胶木质磺酸钙 (克/升) 南113 一 02 5 5 . 053 2 . 9610 ~ 12 北126 0511 6 一 963 9 . 2 17 ~ 10 新 74 31109 . 6639 . 777 ~ 1 0 11001000 5 0 4 从以上各组曲线的规律分析 , 可以认为: ¹铅电解时不加入添加剂时阴极极化电位 很小 。