雙膜三室電解工藝流程研究.pdf

1、雙膜三室電解工藝可應(yīng)用于金屬廢水處理及電積回收金屬,通過雙膜三室工藝處理金屬廢水,在處理廢水的同時還可以回收貴重金屬,有良好經(jīng)濟效益。本文主要研究雙膜三室電解的工藝流程,主要是以氯化鈷溶液為電解原液進行電解。
　　首先通過實驗對常規(guī)法電解鈷的工藝流程進行了研究。通過實驗得出常規(guī)法電解氯化鈷最佳pH為4,在采用鈷陰極板和鈦涂釕陽極板的情況下,最佳電流密度為100A/m2,電流效率最高可達95.45％。在常規(guī)法電解鈷的過程中,大量的氯

2、離子在陽極被氧化,生成氯氣溢出,不僅嚴重污染了環(huán)境,也危害了操作人員的身體健康。與此同時,隨著電解的進行,由于陽極上水被電解后產(chǎn)生大量的氫離子,使電解液的pH迅速降低,氫在電極上的過電位很小,氫離子濃度的加大使析氫反應(yīng)更加劇烈,影響的鈷的回收品質(zhì),使電解過程中電流效率迅速降低。
　　通過雙膜三室的電解工藝可以有效改善以上問題。因此以金川公司金屬鈷精煉生產(chǎn)線所取得的電解液,用雙膜三室電解槽,進行電解實驗,研究該工藝流程,對該工藝中幾

3、個重要的影響因素進行對比分析,確定最佳生產(chǎn)工況,同時通過正交實驗分析了各項影響因素對電流效率的影響程度。
　　在運行中,分別采用兩種陽離子交換膜及兩種陽極電極進行比較。在研究中發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)陽離子交換膜對氯氣的阻隔作用不及進口陽離子交換膜,但進口膜電解鈷電流效率略低于國產(chǎn)膜;對于陽極材料,通過對石墨電極和鈦涂釕電極析氧電壓及析氯電壓的測試,得出鈦涂釕電極的析氧電壓較低,析氯電壓較高,在電解實驗中,使用鈦涂釕電極電流效率也明顯大于石墨電極

4、;通過不同電流密度的實驗,可以得出在200A/m2的電流密度條件下,電流效率最高;在不同pH值條件下進行電解操作,發(fā)現(xiàn)pH等于4時金屬鈷電解的電流效率較高,富集金屬結(jié)晶狀況良好,極板表面平整光滑,富集得金屬鈷呈銀白有光澤。
　　以電流密度、pH、電解液濃度三因素做正交試驗,當(dāng)電流密度為200A/m2,電解液pH為4,電解液濃度為150g/L時,電流效率達到最大85.2%,該三者為最優(yōu)組合;通過正交實驗數(shù)據(jù)分析,在電解過程中,電流密