多金属结核矿浆电解的浸出机理研究.pdf

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1、第卷第期矿冶，年月文章编号：（）多金属结核矿浆电解的浸出机理研究尹飞，江培海，王成彦，陈永强（北京矿冶研究总院，北京）摘要：围绕多金属结核的矿浆电解，对多金属结核矿和在矿浆电解过程中锰的行为规律进行了研究。通过对不同条件下石墨阴极极化曲线的测定和纯二氧化锰矿浆电解浸出行为的研究，查明了多金属结核矿浆电解的阴极浸出反应机理。浸出过程中，阴极上发生的主要是（）的还原反应，多金属结核的浸出主要由（）来完成。阴极生成的（）被结核氧化成（），（）又在阴极被还原为（），如此反复。多金属结核的浸出可通过三种途径实现：阴极还原、化学还原和化学溶解，其中多金属结核与阴

2、极碰撞发生的阴极还原反应对锰浸出的贡献率小于，多金属结核的浸出主要由（）完成。关键词：多金属结核；矿浆电解；锰的浸出；反应机理中图分类号：；文献标识码：，，，（，，）ABSTRACT：（）（），，（），，，（）KEYWORDS：；；；用矿浆电解处理硫化矿，其机理方面的研究国讨，杨显万、张英杰研究了元阳金精矿、、黄铜内外已做过大量的工作。北京矿冶研究总院自矿和元素硫在石墨阴极上的氧化过程动力学〔〕。年和澳大利亚冶金公司合作，用矿本文围绕多金属结核的矿浆电解，对多金属结核矿浆电解法在氯盐体系中对黄铜矿、方铅矿、辉铋矿、和在矿浆电解过程中锰的行为规律进行了

3、较脆硫铅锑矿等的阴极浸出机理进行了较为详细的探为详细的研究，并提出了多金属结核矿在矿浆电解过程中的浸出反应机理。收稿日期：试验方法基金项目：国家自然科学基金资助项目（）作者简介：尹飞，冶金研究所硕士，助理工程师。电化学测试采用三电极体系，研究电极（）··矿冶为纯度的石墨，有效面积为，辅助电极（）为光滑铂片，参比电极（）为饱和甘汞电极，用鲁金毛细管消除液压降。用英国公司生产的电化学综合测试仪测试，连接计算机控制。试验在烧杯中进行，采用水浴加热控温，温度精度为，采用精密搅拌电机搅拌，光电转速表测定转速。极化曲线的测定采用线性电位扫描技术。电解质溶液以、为

4、基础液，其他图!不同条件下石墨阴极的!""曲线成分按试验要求添加，试剂均为分析纯。稳态极化曲线采用慢速线性电位扫描技术测定，逐次降低扫描速度，至极化曲线不再发生变化时；认为达到稳态。试验表明，当扫描速度降至纯二氧化锰固体（）；；以下，极化曲线基本重合，电极过程达到稳态。因纯二氧化锰固此，本实验采用的扫描速度测定稳态极化曲体（）线。阴极反应机理研究见，当电位低于（）时，电流开始急剧上升；当电位大于（）时，电流几乎为。多金属结核中锰的还原浸出是一个复杂的反应因此可以说明，在实验溶液中，当电位小于过程，多金属结核在介质中发生的锰的时，阴极开始析出氢气；当电

5、位介于之阴极浸出，可以通过下列几种途径来实现：间时电流为正值，此时电极上发生的是阳极反应，其（）多金属结核矿和石墨阴极发生碰撞接触还电流是由于反应产生的。原：线是有二氧化锰、无铁离子溶液中测得的!!"曲线，此时阴极上的电流是由二氧化锰直接与（）铁离子参与多金属结核的浸出：阴极碰撞的还原反应、氢气的析出反应和金属锰的析出反应共同产生的。线出现了两个峰值，第在阴极上三价铁又被还原：个峰值处于左右，这与二氧化锰的还原电位相当，可以认为是二氧化锰的还原峰，第个峰值处（）多金属结核矿中的锰与盐酸直接作用：于左右，这与金属锰的还原电位相当，可以"认为是锰的生成峰

6、。比较线与线，在至多金属结核的矿浆电解浸出，其实质是锰的还（）的范围内，电流可以认为是由二氧化原浸出。由于多金属结核矿中大多数锰以价锰的锰与阴极直接碰撞接触的还原反应和氢气的析出反形式存在，而且多金属结核酸浸过程会有一定的铁应共同产生的，但此二反应都比较微弱，只在溶出，为了真实地反映锰的阴极还原浸出机理，同时以下。又能消除铁的影响，试验采用化学纯二氧化锰代替线是在无二氧化锰、有三价铁离子的溶液中多金属结核进行研究。测得的!"曲线。在相同电位下，线的电流较为查明多金属结核矿在矿浆电解阴极浸出的反之线大得多。当阴极电位小于（），电流应机理，实验测定了溶液

7、中有、无二氧化锰时的!明显增加，可以认为此电流是由三价铁配合离子的"曲线，以及在上述溶液中加入阴极还原产生的。在固定电流密度小于后有、无二氧化锰存在下的!"曲线，见图。的条件下，阴极上不会发生析氢反应，只有在电解后线是无二氧化锰、无铁离子溶液中测得的!期，溶液中三价铁的还原接近完毕时，才可能发生析产生"曲线，其阴极电流是由反应氢反应，此时阴极还原电位为（），槽电的，且电流的大小应表示该反应的速度。从图中可压明显增加。尹飞，等：多金属结核矿浆电解的浸出机理研究··线是在有二氧化锰、有三价铁离子的溶液中右；铁离子浓度大于，二氧化锰的浸出率变化测得的!"曲

8、线，此电流的产生可以认为是三价不明显。铁配合离子的阴极还原反应、二氧化锰与阴极直接碰撞还原反应、以及氢气的析