矿浆电解的槽电压.pdf

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1、第25卷第2期昆明理工大学学报VOI.25NO.22000年4月JOUrnaIOfKUnmingUniversityOfScienceandTechnOIOgyApr.2000"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""矿浆电解的槽电压!张英杰，邓纶浩，杨显万（昆明理工大学，云南昆明650093）摘要：研究各种因素对元阳金精矿矿浆电解槽电压的影响，研究表明：选用铅阴极有一定的优越性，矿浆液中加入F（e!）、F（e"）、P（b!）均可降低槽电压，搅拌转速提高，槽电压降低.关键词：矿浆电解；槽电压；硫化矿中图分类号：

2、O646.51文章编号：1007-855X（2000）02-035-030前言矿浆电解在酸性NaCI溶液中进行，阳极材料用石墨制作.虽然在氯碱工业上用表面覆盖RUO2涂层的钛板作阳极，可大大提高电极寿命，能耗也明显下降，近年来又出现了寿命更长的钛基纳米材料来作RUO2涂层的新型阳极.但由于矿浆电解的条件比单纯的NaCI溶液更恶劣，阳极不仅要耐蚀，而且还要耐矿浆中的矿粒在搅拌下对电极的磨损，且出于成本上的原因，这些新型材料对矿浆电解不宜选用.在矿浆电解过程中，槽电压是与矿浆电解的能耗直接相关的因素之一.研1测!-"曲线线路示意图究各种因素对槽电压的影响，对改进矿浆电解的工艺条件有一定的指导作

3、用［1］.本文研究了电极材料，溶液成分，搅拌转速几个因素对槽电压的影响.提出了改进矿浆电解工艺条件的具体方法.1实验方法1.1试验设备及方法测矿浆电解过程中!-"曲线用如图1所示线路，测矿浆电解过程中!-"曲线，稳压直流电源用WYJ-15整流器供给，用1C2-V型伏特计测槽压V，用C19-A型安培计测电流.用如图2所示装置进行电解，搅拌采用改装的旋转园盘电极，温度用恒温水浴缸来控制（1C），阳极用石墨制作，阴极用两种材料，一种为石墨，另一种用铅制作.阴极与阳极均在一面留出8X2，即#=64cm2，其余部分用环氧树脂覆盖，隔膜用耐酸滤布制8cm作.稳压直流电源由WYJ-15型整流器供给.在电

4、解过程中矿浆电位用铂电极和甘汞电极测定，矿浆电位数值是在GD-168型万用表1—阳极，2—阴极，3—稳压直流电源的伏特档中读取.4—万用表，5—搅拌桨，6—Pt电极，1.2影响矿浆电解槽电压的各种因素7—甘汞电极，8—电解液，9—恒温水浴，10—隔膜袋1）电极材料阳极为石墨，阴极则用两种材料，一种为光谱纯石墨，另一种为图2测矿浆电位装置图铅板（昆明冶炼厂阴极铅），二者均与阳极一样，仅在其一面下部留下8X8cm2的面积裸露，其余各部分均以环氧树脂覆盖.阴极与阳极的通电面积均为64cm2，极距4cm.图3、图4是分别用两种不同阴极材料时，电流密度与槽电压的关系.!收稿日期：1999-08-30

5、·36·昆明理工大学学报第25卷"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""·—Pb阴极，!—石墨阴极·—石墨!—铅阴极条件：温度60C，加入元阳金精矿，液：固=l01l，t=60CNaCI200g/L搅拌转速400r/min，矿浆液成分：NaCI200g/L，［HCI］=0.lmOI/L未加精矿F（e!）g/L，F（e"）lg/L，Pb2g/L，HCL0.lmOI/L图3不同电极材料时的i-u曲线图4两种不同阴极材料下的i-u曲线当阳极与阴极用同一材料（石墨）制作时，两极间开路电压接近于0，而用Pb片作阴极时，

6、开路电压为2），用石墨作阴极，槽电压要比用铅作阴极时小.电流密度>70A/m20.8~lV，在低电流密度下（I<70A/m时，二者没有明显的区别.因此，由于以下3条原因，选择铅阴极较合适.（l）加工制作容易；（2）用铅阴极时可获得较石墨阴极高的阴极电流效率.鉴于元阳金精矿矿浆电解的合理电流密度为l00A/m2，因此选用铅阴极有一定的优越性.（3）铅片厚度约为2mm，而作电极用的石墨棒一般为30mm左右，用铅片作阴极有利于达到更大的电极表面积S与槽容积V之比S/V，从而达到更大的体积电流密度，有利于提高槽的生产率.阴极寿命自然是引人关注的问题，阴极是用隔膜袋与阳极隔开的，矿粒不与阴极接触，不

7、存在磨损的问题.在电解过程中阴极间溶液的电位比阳极间明显地低（因为F（e"），Cu（!）会在阴极上还原为F（e!），C（u#）），所以从阴极上落到隔膜袋底部的铅粉还能稳定存在，以此推断在电解槽短期停电的情况下，铅阴极还不至于有明显的反溶.2）溶液成分图5表示的是矿浆液中Pb2+浓度对槽电压的影响.矿浆液含Pb与不含Pb，在相同电流密度下槽电压差别很大.溶液不含Pb时，阴极上只能析出H2，因为氢在铅上有较高的超电位，因此导