铅电解精炼的基本原理

铅电解精炼的基本原理铅电解精炼的基本原理一、铅电解精炼过程的电极反应铅电解精炼时属于下列的电化学系统阴极电解液阳极Pb(纯) PbSiF 6.H 2SiF6.H2o Pb(含杂质 ) 由于电解液的电离作用，形成Pb2+、H+阳离子和SiF62-、OH -阴离子：PbSiF6= Pb2++ SiF62- H2SiF6= 2H ++ SiF 62- H2o=H++ OH - 由电化学系统分析，当通入直流电后，各种离子将作定向运动，阳离子奔向阴极，阴离子奔向阳极，电解液中的阴离子SiF62-、OH -向阳极移动，阳离子Pb2+和 H +向阴极移动，与此同时，在电极与电解液的界面上，发生相应的电化学反应(即电极反应 )，在阳极上可以进行下列反应：Pb-2e= Pb2+ 2 OH — 2e= H2O+1/2O2 SiF62-— 2e= SiF6同时， SiF6+H 2o= H 2SiF6+1/2O2 实际上，在正常的电解条件下，只发生Pb—2e= Pb2+反应，而不发生 OH - 和 SiF62-离子的放电。在阴极上，有可能发生Pb2+和 H +的放电反应：Pb2++2e= Pb 2 H++2e= H2 在正常的电解条件下， 只发生 Pb2++2e= Pb 反应，而不发生2 H ++2e= H 2 反应。综上所述，铅的电解精炼主要电极反应为：在阳极上： Pb-2e= Pb2+(氧化，进入电解液 ) 在阴极上： Pb2++2e= Pb(还原在电极上析出 ) 显然，在电解过程的进行中， 阳极会逐渐溶解变薄， 阴极则会因金属Pb 的析出而逐渐变厚，阳极泥层的增厚会使槽电压变高，过高的槽电压会导致电化序在铅以下的杂质金属溶解，并在阴极上析出， 因此阳极泥的厚度必须加以控制。正常的阴极是平滑致密的，沿阴极长度方向存在着明显的宽约1-1.5mm 的纹路，呈铅灰间白色，并有金属光泽。不正常的阴极结晶呈海绵状， 疏松粗糙且发黑色， 有时长树枝毛刺，或圆头粒状、瘤状的疙瘩。阴极的异常结晶不仅影响到它的质量，而是导致电流效率的下降。阴极的结晶受下列因素的影响：1、电解液中铅离子的浓度铅离子的浓度过高会使阴极结晶粗糙，过低则又会使海绵状结晶产生，而且随电流密度的增大而加剧。海绵状结晶疏松多孔， 极易脱落，一般生产中Pb2+浓度控制在 80-120g/L 为宜。2、电解液含酸当电解液中游离硅氟酸太低时，也会恶化阴极结晶条件， 甚至产生海绵状结晶。3、添加剂加入添加剂，在电极上吸附时，使得界面反应的不可递性增大。结晶过电位增大， 为形成数目众多且尺寸小的晶核创造条件，添加剂是使铅电解精炼得以正常进行的极重要因素。加入胶质添加剂大大地改善了阴极的结晶状态， 能对任何...