湿法冶金总结

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1、湿法冶金总结 1、当电解液电解时，电极上必然有电流通过，此时电极上进行的 过程为不可逆 过程，电极电势偏离了平衡值，这种现象称为电极极化。电极极 化与电极材料、电极表面状态、温度、压力、介质等，还与通过电极 密度大小有关。电流密度大小与电极上的反应速率紧密相关。 2、加入动物胶后，在电解液中形成一种胶状薄膜，带正电荷，飘 到阴极附着在 阴极表面电力线集中凸起的粒子上，增加尖端处电阻，减少了铜 离子在粒子上放电的机会，待阴极表面平整后，胶膜随着电解液循环 又飘到别的凸起处，因此获得表面平整的阴极铜。用量每吨铜 25— 50g。 3、镍电解方法：电解精炼法，羰基法、高压浸出萃取法 4、

2、 镍电解精炼特点：A电解液需要高度净化。B阴极与阳极严格 隔开，采用隔 膜电解。C低酸电解，电解液PH值在2—5.5之间。 5、 氢在锌电极上有很高的过电位，改变了氢的析出电位，使其变 得比锌的电位 更负，也就使锌优先于氢在阴极析出。氢的过电位才能够使用电 沉积法从锌电解液中提取出纯度高的电锌来。措施： A 提高电流密度， 低温电解，适当增加添加剂的用量 B 严格净液，保持电解液洁净。不 使中性盐杂志如铜、铁、镉等在电解液中超标，因为这些杂质都会使 氢的过电位降低。 6、 水解沉淀法：金属盐类和水发生分解反应，生成氢氧化物（或 碱式盐）沉淀。 是湿法冶金的分离方法之一，在有色金属生产

3、过程中常用于提取 有价金属和除去杂质元素。A制备纳米SiO2 B制备纳米a-Fe2O3粉 体。 7、湿法冶金：金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行 化学处理或有 机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。现代的湿 法冶金几乎涵盖了除钢铁以外的所有金属提炼 ,有的金属其全部冶炼工 艺属于湿法冶金,但大多数是矿物分解、提取和除杂采用湿法工艺,最后 还原成金属采用火法冶炼或粉末冶金完成。湿法冶金的优点：是原料 中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且生产过程较易实 现连续化和自动化。现代：三废处理。 传统：先污染、后治理。 8湿法冶金优点：a适合于处理低品位矿物原料b能

4、处理复杂矿 物原料 c 容易 满足矿物原料综合利用的要求。 d 劳动条件好，容易解决环境污 染问题。9沉淀转化法制取Ni(OH)2反应方程式，其条件控制：a转 化剂浓度b表面活 性剂添加量c转化温度。其优点具有试验参数易于控制。 10、 超电势是电极实际电极电势与平衡电极电势偏离程度的一种 度量，与浓 茶极化、电化学极化、电阻极化等造成。 11、 还原与沉淀是湿法冶金过程的两个重要环节，还原过程包括 电化学还原 和化学还原。化学还原包括铜、铅、锌、镍、钴、金银等重金属、 贵金属的电解精炼和电沉积过程。电化学还原法用于制备各种金属粉 体、非晶材料、纳米材料和合金材料。化学还原主要论述

5、气体还原、 有机物还原、金属置换还原用于湿法冶金过程中的净化、提纯。产品 回收。 12、 沉淀过程用于湿法冶金的分离过程，同时也用于材料制备， 其特点：工 艺简单、成本低、操作方便。通过控制条件分为：均相沉淀、络 合沉淀、非水溶液沉淀、电解沉淀。 13、 电阻率的倒数为电导率，用希腊字母k表示，K=1/p。单位: 在国际单位 制中，电导率的单位称为西门子/米（S/m ）电导率的物理意义： 表示物质导 电的性能。电导率越大则导电性能越强，反之越小。摩尔电导率 Am（ molar conductivity）是指把含有1mol电解质的溶液置于相距为 单位距离的电导池的两个平行电极之间，这

6、时所具有的电导。 Am = = k/c,摩尔电导率用处：比较电解质溶液的导电能力。 14、 电极电势的影响因素：离子的浓度、溶液的酸碱性、沉淀剂、 络合剂。 15、 离子行为：阳极过程、阴极过程、液相传质过程（电迁移、 对流和扩散） 16、 在电解冶金和电解精炼中，如果金属阳极出现钝化现象，会 使槽电压增 高，电耗增大，严重时将影响正常的生产。但是有利面是在制作 不溶阳极时，有时还需要利用钝化形成不溶性氧化膜。钝化作用机理： 成相膜理论和吸附理论。P51 17、 电沉积制备金属材料包括泡沫材料、粉体材料、膜材料。 18、 化学还原种类：置换还原、气体还原、有机物还原。 19、 还

7、原：得到电子的过程，通常由化合物转变为金属的过程， 还原包括电 化学还原和化学还原。 20、 沉淀：采取适当措施使溶液中的某组分达到过饱和并以固体 形态析出后 进行分离的方法。 21、 通常把产生在金属和电解质溶液双电层间的电势差称为金属 的电极电 势，并以此来衡量电极得失电子能力的性对强弱。其大小主要取 决于电极的本性，并受温度、介质、离子浓度等影响。 22、 当电流在电解池中流动，在 I>0 时，电极电势向比可逆电极 电势正的方 向移动，移动后的电极电势与可逆电极电势的电势差n称为极化 过电位，也称超电势。 23、 钝化是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的 腐蚀

8、速度的 方法。另外，一种活性金属或合金，其中化学活性大大降低，而 成为贵金属状态的现象，也叫钝化。 24、 在一定温度下难溶饱和溶液中的各溶解组分以化学计量系数 为幂次的浓 度乘积是一个常数，这个常数位溶度积，用 Ksp 表示。它是反映 难溶化合物的溶解性能，计算难溶化合物溶解度和判断在水中沉淀条 件的重要参数。25、在沉淀反应中有与难溶物质具有共同离子的电解 质存在，使难溶物质的 溶解度降低的现象就称为沉淀反应的同离子效应。 26、 在难溶电解质的饱和溶液中，加入其他某种强电解质，使难 溶电解质的 溶解度比同温度时在纯水中的溶解度增大的现象，称为盐效应。 27、 若溶液中存在络

9、合剂，它能与生成沉淀的离子形成络合物。 一般络合物 是不直接发生沉淀反应的，因此会使沉淀物的溶解度增大，甚至 不产生沉淀，这种现象称为络合效应。 28、 微乳液法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下 形成一个均 匀的乳液，从乳液中析出固相，这样可使成核、生长、聚结和团 聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从而可保证形成球形颗粒， 还可以避免颗粒之间的团聚。 29、 电极电势产生的原因可以有双电层理论解释。当金属放入电 解质溶液中， 一种情况是金属晶体中的金属在极化作用下，离开金属表面以金 属离子状态进入溶液，将电子留在金属表面，金属性质越活波，这种 趋势越大；另一种情况就是溶

10、液中的金属离子，受到金属表面电子吸 引在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度越大，金属离子与金属组 成的电对的电极电势越正，这种 趋势也越大。达到平衡后，在金属和溶液界面上形成了一个带相 反电荷的双电层，这样在金属和溶液之间就产生了电势差。界面双电 层结构有很多模型，目前有 GCS 模型，其双电层由紧密层和扩散层构 成。 30、沉淀是冶金行业生产中必不可少的分离净化方法，实际上， 几乎所有湿 法冶金流程中都有沉淀工序，它具有操作简单、成本低、投资少 等优点。沉淀是采取适当措施使溶液中的溶质达到过饱和并以固体形 态析出后进行分离的方法。主要有两种分离方式：1从溶液中除去杂质， 将杂质与溶液分

11、离，主要金属保留在溶液中；2从溶液中析出主要金属 的纯化合物，使杂质保留在溶液中。 31、影响溶液电导率的因素：（ 1）电解液中电解质的浓度； （2） 电解液中电解 质的性质：电离度、离子体积、电荷数、水化程度等对溶液的电 导率有不同程度的影响； （3）电解液的温度（压力的影响不大）、溶剂 的介电常数和离子的强度等对溶液的电导率影响也较大。 32、金属电沉积过程：金属离子向电极表面移动；金属离子在电 极表面去水 化、吸附等；金属离子在电极表面得电子还原成金属；金属原子 结晶形成金属晶体；金属原子向金属体内扩散；复杂的反应产物在电 极表面还可能进行分解、复合、歧化、脱附等后续转化过程。

12、 33、金属的水溶液电沉积的主要应用：（1）电解冶炼：从浸出并 经净化的溶 液中提取金属；（2）电解精炼：从粗金属、合金或其他冶炼中间 产物提取高纯度金属；（3）合金制备：利用电沉积的方法制备特殊合 金或功能合金。34、电结晶过程：（1）还原的金属原子在电极表面扩 散到有缺陷、扭曲或错 位的地方；（2）还原的金属原子在缺陷、扭曲或错位的地方聚集 并形成新相的核；（3）还原的金属原子结合到晶格中生长；（4）结晶的进 一步成长和金属沉积层的成长。 35、加入动物胶后在电解液中形成一种胶状薄膜，带正电荷，飘 到阴极附着 在阴极表面电力线集中凸起的粒子上，增加了尖端处电阻，减少 了铜离子在粒

13、子上放电的机会，待阴极表面平整后，胶膜随电解液循 环又飘到别的凸起处，因此获得表面平整的阴极铜。胶的用量是每吨 铜 25~50g. 36、硫脲是一种表面活性物质，常常与动物胶配合使用，单独使 用效果不明 显。硫脲能促进电铜表面结晶致密平整、光滑，表面无非边毛刺。 每吨铜 20~50g. 37、下进液上出液的优点是有利于电解液充分搅拌、减轻浓差极 化效果，但 不利于阳极泥下沉；上进液下出液有利于阳极泥下沉，但电解液 在槽中分布不均匀，槽上下浓度变化大。 38、置换反应的影响因素：搅拌速度；置换剂的粒度；置换产物 的形貌；溶 液中其他离子的影响；温度和反应时间。 39、正离子在阴极的放电步骤：（1）反应物离子向电极表面传递， 即液相中 的传递步骤；（2）反应物离子在界面层进行反应前的转化步骤， 即前置表面转化步骤，例如反应物在电极表面的吸附；（3）在电极表 面上进行氧化或还原反应，生成反应产物，即电化学步骤；（4）反应 产物在界面层进行反应后的转化步骤，即表面转化步骤，例如自表面 上脱附，反应产物的复合等； （5）反应的产物生成新相或反应的产物向 溶液中传递，即液相中的传质步骤。 40、计算 P136 页例题 41、自我总结，仅供参考，请自行添补。