离子膜金属电积生产回收技术及中试研究

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1、Ｔ中图分类号；Ｘ７Ｓ８密级：公开、ＵＤＧ本校编号：：、適乂肇硕±学位论文论文题目：萬子膜金属屯积生产回收技术及＿中试研究一＂研究生姓違：张灵学号：０２１２０８８学校指导教师姓名：王＾反职称：教授工工程申请学位等级：学硕去专业：市政论文提交日期２０１５．０４２０１５．０６：论文答辩日期：＿独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了义中特别加乐挂和致谢么处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含获得兰州交通大学或其他

2、教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＞谷永学位论文作者签名；张裏签字日期立１姑月（日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可抖将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印ｉ。、缩印或扫描等复制手段保存、汇编ｉｌ供查阅和同意学校向国家有关部口或机ｌ借阅构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）：策是导师签名学位论文作者签名：房＾签字日期；日

3、：必区苹谷月跨日签字日期方以＞月／／硕士学位论文离子膜金属电积生产回收技术及中试研究ResearchonProductionRecoveryProcessandPilotTestfromtheAmberplexMetalElectrodepositionTechnology作者姓名：张昊学科、专业：市政工程学号：0212088指导教师：王三反完成日期：2015.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要国内外有色金属精炼行业所用工艺，一般是以盐酸盐或硫酸盐为电解液的电沉积。-其中，盐酸盐电解液是使用最为广泛的。电

4、积中，盐酸盐电解液中所含的大量Cl会在阳极失去电子变为为氯气。产生的氯气影响电积金属的质量，危害一线员工的身体健康，并会造成严重的环境污染问题，更是因处理费用而提高了有色金属冶炼的成本。国内外有色金属冶炼行业均存在上述弊病。因此，开发新型电积工艺成为相关行业亟待解决的难题。本试验利用离子膜电解的优点，尝试将离子膜电解技术应用到金属精炼领域，形成离子膜金属电积生产回收技术。此技术不仅能减低氯气的产生量，生产优质电积金属，并且能产生盐酸进行回用，达到绿色、经济、清洁生产的目的。为便于将产生的氯气进行收集与处理，本试验将阳极、阳离子交换膜和阴离子交换膜组合成一体化装置——膜组

5、件，与阴极构成了双膜三室电解槽结构，阳极材料为钛基板铱钌半导体涂层，阴极为金属钴板，阳极室通入稀硫酸，中间室通入稀盐酸，阴极室通入金川公司提供的氯化钴电解液，进行离子膜金属电积生产回收技术的试验。本试验以电流效率和电解电耗为指标，考察了阴极电流密度、H2SO4质量分数、极间距、温度、钴离子浓度对离子膜金属电积生产回收技术的影响。试验表明，离子膜金属电积生产回收技术的电流效率较高，电解电耗较低，以上各因素对电解效果均有不同程度的影响。以阴极电流密度、极间距、温度、钴离子浓度进行正交试验，得出：（1）四个因素对电流效率影响的主次顺序：阴极电流密度＞钴离子浓度＞温度＞极间距；

6、（2）以本试验条件，离子膜金属电积生产回收技术的运行参数最优水平组合：极间距6cm，2温度42℃，电流密度170A/m，钴离子浓度144g/L，在此条件下运行3h后，电流效率99.34%，电解电耗3565.11kW·h，电解后的阴极板呈现银白色，表面平整无凹孔，质量优良，中隔室盐酸的浓度从0.5%上升到0.74%，可回收盐酸。为工业应用提供准确的运行参数和设计依准，进行中试试验。经过四个阶段的中试，结果表明：（1）相比于传统的电积工艺，离子膜金属电积生产回收技术的电流效率较高，并节省了氯气吸收处理的成本；（2）运行120小时，中间室盐酸的浓度由初始0.5%上升到6.75

7、%，可提取盐酸，用于矿石的常压酸浸工艺中；（3）新技术节省氯气吸收处理的成本，同时增加盐酸回收的价值。综合比较，新技术比常规工艺具有经济和技术上的优越性。关键字：离子膜；金属电积；双膜三室；钴精炼论文类型：应用研究-I-离子膜金属电积生产回收技术及中试研究AbstractTechnologyusedinthenon-ferrousmetalsrefiningindustryathomeandabroad,generallybyhydrochlorideorsulfateelectrolyteelectroplating.Amongthem