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1、第20卷第4期(总第80期)湿法冶金Vol.20No.4(Sum.80)2001年12月HydrometallurgyofChinaDec.2001锌电积用阳极的研究与发展张玉萍(西北有色金属研究院,陕西西安710016)摘要:锌电积中常用的阳极为铅银合金阳极。该阳极虽能基本满足生产需求,但存在阴极产品被铅污染、析氧超电位高的问题,为此,人们研究了铅基多元合金阳极和钛基DSA阳极。本文综述了锌电积用阳极的发展状况,重点阐述了铅基阳极、钛基DSA阳极的组成和性质,介绍了阳极表面预处理方法,并对二氧化铅膜的形成过程进行了探讨。关键词:锌电积;阳极;二氧化铅膜中图分类号
2、:TF803127;TF813文献标识码:A文章编号:1009-2617(2001)04-0169-03[1]锌的冶炼分湿法冶炼和火法冶炼两种。以作为阳极。但是铅表面形成的二氧化铅膜不致湿法冶炼具有生产能力大、效率高、操作条件好、密,疏松多孔,与铅基体的结合力也不强,在阳极污染轻以及有价金属综合回收好的优点,已被广极化时,溶液中的水分子或阴离子容易通过膜层泛采用,现今世界上80%以上的锌都是通过湿法中的微孔与铅基体发生作用,导致基体逐渐溶解,冶炼生产出来的。锌电积是湿法炼锌过程中的一使二氧化铅膜脱落,铅进入阴极产品中,并且使槽[6-7]道主要工序。在锌电积中,阳极
3、的组成和性质非电压升高,能耗增大。由于纯铅阳极具有寿常重要,它直接影响锌电积的能耗和阴极锌的质命短、能耗高、污染阴极产品等缺点,所以人们便[2]量。一般电极材料须满足以下基本要求:(1)着手研制铅基合金阳极。良好的导电性;(2)耐腐蚀性强;(3)机械强度和加112铅银合金阳极工性能好;(4)寿命长;(5)对电极反应具有良好的银作为合金元素,少量(1%左右)加入到纯铅电催化性能。中制成的惰性阳极被广泛用于锌的电积中。银是锌电积中常用的阳极是含银1%左右的铅银析氧反应的催化剂,在纯铅中加入银可以降低氧[1]合金阳极,该阳极基本上能满足生产需要,具的析出超电位,与纯铅阳
4、极相比,超电位可降低[8]有成型容易、在硫酸介质中稳定等优点,但也存在200mV以上,并且银的加入使生成的二氧化其中的铅污染阴极产品,氧气在其上析出超电位铅膜致密,较耐腐蚀。铅银合金阳极的性能优于高等问题。为了提高阴极锌的纯度,降低能耗,冶纯铅阳极的性能,但该阳极也存在以下缺点:消耗金工作者从20世纪20年代就开始寻找更合适的大量贵金属银,机械强度低,容易变形引起短路,阳极材料,近年来的研究主要有铅基多元合金的阴极锌中铅含量仍然较高。二氧化铅膜的形成与开发研制,阳极表面改性,钛基DSA阳极的开发合金中银的含量、电流密度、电解液成分、温度有[3-5]等。关,特别是电
5、流密度直接影响表面二氧化铅膜的致密程度。一般情况下,阳极电流密度低于501锌电积用阳极类型2A/m时,电极表面不易生成良好的二氧化铅膜。111纯铅阳极113铅的多元合金阳极在硫酸介质中,铅的表面可形成一薄层二氧为克服铅银合金阳极的缺点,人们对铅基多[2]化铅膜。二氧化铅是良好的导电体,故纯铅可元合金进行了研究。在铅银合金中加入钙,可以收稿日期:2001-06-08作者简介:张玉萍,1976-,女,山西人,硕士,主要从事节能阳极方面的研究。·170·湿法冶金2001年12月[9-10]使合金机械强度提高,形变小,但对阳极的2阳极表面改性其他性能影响不大。沈阳冶炼厂、
6、株州冶炼厂以及柳州有色总厂都曾使用过铅银钙合金阳极,发一般来说,新阳极表面没有氧化物保护膜,当现阳极回收时银钙的损失较大,有待于进一步研被放入电解槽后,阳极破损速率比非新阳极的破究改进。损速率高出3～5倍,并且阴极产品中铅含量增为了降低贵金属银的加入量,也对其他一些高,电流效率降低2%左右。阳极上要形成稳定[1,8]铅的添加剂进行了研究。例如在AgCaTl的氧化物保护膜,一般需要16个星期以上。Mn四元合金阳极中,以Ca、Tl代替Ag,使成本下为了解决阳极、特别是新阳极的破损问题,除了要降;Mn的加入使腐蚀率降低[11]。大量研究表改变阳极合金的成分、改善阳极的加
7、工工艺外,还明,在铅基中添加钙、锶、钡等碱土金属,是降低银要对新阳极进行表面改性。在国外,采用氟化物、含量的一条有效途径。这种合金同二元合金相稀硫酸作为电解液,在低电流密度下,使新阳极表[4]比,电流效率提高015%～1%,每吨电锌电耗降面形成一层致密的二氧化铅膜,以提高阳极寿低10～15kWh,阳极寿命大于115a。命。另外,P1A1D1Ykstra与C1H1kelsall研究了四元合金阳极前景良好,但其制作条件难以PTFE(聚四氟乙烯)粘结β2PbO2于铅基表面的控制,制作工艺较为复杂。Pb/PbO2电极,发现这种电极可使析氧电位降低[15]114钛基DSA阳
8、极约100
