硫化镍的电解原理
\x05工艺特点 与粗镍电解精炼类似,但也有其特点,主要表现在五个方面.(1)可溶阳极由硫化镍浇铸而成,阳极反应为:
\x05Ni3S2(s)–6e=3Ni2+(aq)+2S(s)
\x05(2)由于阳极含硫高,阳极的钝化程度较粗镍阳极严重,导致电解液的Ni2+和pH迅速降低,为使电解过程中的电解液体积,以及电解液的镍离子浓度和pH保持在一定范围,而需设置造液工序.(3)阳极杂质含量高,电解液净化工艺复杂.(4)硫化镍阳极容易脆裂,除了运输和装槽要多加小心外,还需严格控制浇铸后的冷却速率.(5)电解液中起提高电导率作用的Na+,随着电解液中Ni2+的减少会不断升高,导致阳极电位急剧上升,需定期排除.
\x05电解在流动式隔膜电解槽中进行,主要工艺参数如表.主要技术经济指标与粗镍电解精炼基本相同.
\x05
\x05阳极过程 阳极绝大部分为Ni3S2、Cu2S、CoS、PbS、ZnS及FeS等金属硫化物,还含有少量的金属镍.其典型的组分(质量分数ω/%)为:Ni 76,Cu 2.6,Co 0.5,Fe 0.5,S 20.硫在阳极过程中起着十分重要的作用.当阳极含硫量很小时,硫以共晶体存在金属晶体间的界面上,金属硫化物此时实际不参与电极反应而直接进入阳极泥中.当阳极含硫增加,但不足以使全部金属形成硫化物时,由于金属优先放电溶解,阳极表面留下一层硫化物薄膜,从而提高了阳极实际的电流密度,使阳极电位变得更正,促进以下反应的进行:
\x05Ni3S2(s)+8H2O(aq)–18e=3Ni2+(aq)+2SO42-(aq)+16H+
\x05此反应使大量电流消耗在硫的氧化上,并导致电解液pH降低及镍离子贫化.直到阳极含硫增加至足以使全部金属形成相应的硫化物时,阳极过程才能正常进行.工业实践表明,阳极含硫以大于20%为宜.
\x05造液 通常的方法是将一部分阳极液引出,用盐酸、硫酸或二者的混合酸液将其酸度调整到含游离酸50~55g/L,然后注入不带隔膜的电解槽中电解.电解槽的阳极可选用较好的残极、合金阳极或硫化镍阳极,阴极可用镍残极、铜板或石墨.造液过程中应充分利用氢离子阴极极化电位比镍离子低而平衡电位比镍正的条件,促进氢离子在阴极上放电,使镍的阴极电流效率远低于阳极的电流效率,从而提高电解液中的Ni2+浓度.
\x05阳极液净化 在电解精炼过程中,随着硫化镍阳极陆续溶解和镍在阴极上的析出,电解液中的杂质和酸度不断增加,镍浓度不断降低.为使电解液保持在最佳状态,从电解槽流出的阳极液须经净化除杂质、补充镍量和调整酸度的处理,然后再返回电解槽.阳极液中需除去的杂质有铁、铜、钴以及微量的铅和锌.净化方法主要有沉淀法、溶剂革取法及离子交换法,工业实践中可以单独或同时使用这些净化方法.
\x05沉淀法除铁是在343~353K温度下往用过的阳极液中鼓入空气,把Fe2+氧化成Fe3+;并加入碳酸镍调整pH到3.4.2,使Fe3+水解成难溶的Fe(OH)3沉淀除去.除铜是加入硫化镍粉,过量硫磺粉、镍粉或H2S,使铜生成CuS沉淀而被除去.除铜阳极液的温度为333~343K,pH值维持2~2.5.除钴通常采用氯气氧化,用碳酸镍调整阳极液pH,使钴生成Co(OH)3沉淀而被除去:
\x052CoSO4(aq)+Cl2(g)+3NiCO3(aq)+3H2O(aq)=2Co(OH)3(s)+2NiSO4(aq)+NiCl2(aq)+3CO2(g)
化学镀镍配方
化学镀镍溶液分为酸性和碱性两种,在酸性镀液中生成的是高磷非磁性镀层(酸性条件下的化学镀镍温度一般为85~95℃),而在碱性镀液中生成的是低磷磁性镀层,适合用于吸波材料。碱性化学镀镍溶液具有非常好的均镀能力,镀层结合力高。工艺流程中除油一般用含有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠的溶液中电解处理...
电镀设备的基本原理是什么?
电镀设备及超声波清洗设备的研发、设计、制造、销售和服务为一体,电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程.电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极,金属板作为阳极,接直流电源后,在零件上沉积出所需的镀层。例如:镀镍时,阴极为待镀零件,阳极为纯镍板,在阴阳极分别发生如下反应:阴...
氢氧化镍电解催化氧析出的原理
氢氧化镍电解催化氧析是指通过电解的方式,在氢氧化镍催化剂的作用下,利用电流来促使水分子发生氧化反应,产生氧气。其原理可以分为以下几个步骤:1. 在电解池中加入氢氧化镍(Ni(OH)2)催化剂。氢氧化镍是一种电催化剂,具有催化水分子的氧化反应的能力。2. 加入电解质,通常是弱碱性的溶液,例如氢...
铜镀镍和镀锡有什么不同?
从加有光亮剂的镀液中获得的是亮镍,而在没有加入光亮剂的电解液中获得的是暗镍。化学镀又称为无电解镀(Electroless plating),也可以称为自催化电镀(Autocatalytic plating)[1]。具体过程是指:在一定条件下,水溶液中的金属离子被还原剂还原,并且沉淀到固态基体表面上的过程。ASTM B374(ASTM,美国...
如何分离镍与金
.如果是粉末、合金或以某种方式粘在一起,电解比较合适,如果呈大颗粒分离状态,直接采用风选;当在溶液中时:三种物质的金属活动顺序为:Ni > Cu > Au 金属离子的氧化性动顺序为:Au3+ > Cu2+ > Ni2+ (1)电解法,阴极首先析出金,其次析出铜,最后析出镍。利用电解池原理!用金和镍的混合...
电镀的原理及使用方法
电镀工艺是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过电解作用,使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来,形成镀层的一种表面加工方法。接下来,我就为大家介绍关于电镀工艺的基本原理和工艺流程吧!电镀...
无电沉镍是什么意思
无电沉镍是指在无电解的条件下,通过化学沉积的方式在金属或非金属表面形成一层镍金属的过程。在详细解释无电沉镍之前,我们先来了解一下电镀的基本原理。电镀是一种利用电解原理,在金属或非金属表面沉积一层金属或合金的过程。在电镀过程中,待镀件作为阴极,与阳极(通常是待镀金属的金属板)一起...
铜镀镍是什么?
高硫镍一般含量为0.12~~0.25%。这种镍具有比铜﹐铜锡合﹐暗镍﹐光亮镍﹐半光亮镍﹐铬等都高的电化学活性。高硫镍镀层主要用于钢﹐锌合金基体的防保-装饰性组合镀层的中间层﹐其原理是上层光亮镍比下层半亮镍含硫量高。因而使两层间的电位差到100~~140mV﹐这样使双层镍由单层镍的纵向腐蚀转变...
电镀的工作原理
电镀的工作原理为:电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件(阴极)和阳极构成的电解装置。电镀液成分视镀层不同而不同,均含有提供金属离子的主盐,能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂,用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂。电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下,经电极...
电镀镍与化学镍相比成本高?谁能耐用?
任何金属镀层都可以成为复合镀层的基体材料,但研究利应用得较多的有镍、钢、铁、铬、钴、锌、银、金、铅、镍—磷、镍—硼、镍—铁、铅—锡、铜—锡等。固体微粒主要有金属氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等无机化合物分散刘,尼龙、聚四氟乙烯、聚氯乙烯等有机分散剂,石墨以及不溶于镀液的金属粉末都可作分散...
狐功尚德:[答案] 以硫化镍精矿为可溶阳极,经电解精炼获得纯镍的镍电解方法.硫化镍精矿为镍锍的分选产物.电解精炼可以制得特号、一号或二号镍.该方法于20世纪50年代首先在加拿大汤普逊(Thompson)镍精炼厂实现工业化.中国于70年代开始用于工业生产后,...
金寨县17032854369: ...电解过程中,化学能转化为电能b.粗镍作阳极,发生还原反应c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比(... - ?
狐功尚德:[答案] (1)该反应的平衡常数为K=[Ni(CO)4][CO]4,当温度升高时,c[Ni(CO)4]c(CO)减小,则K=[Ni(CO)4][CO]4减小,故反应为放热反应,所以△H<0;故答案为:<;②a.反应向正向进行有CO气体生成气体Ni(CO)4密度增大,故...
金寨县17032854369: ...(NaOH),中间产品为氯化镍(NiCl2),原料为硫化镍(NiS)、氯化钠(NaCl).工艺流程如下.1、置换反应(在水中):NiS + Cl2 = NiCl2 + S2、制镍... - ?
狐功尚德:[答案] 这只是通过电解法得到单子的反应.不是什么神秘工艺.只是这个工艺简单操作方便,设备投资小.产品多,效益高.
金寨县17032854369: 硫化镍的性质??? - ?
狐功尚德: 什么啊,硫化镍是一种混合物,没法用你说的晶型,结构来表述.它是由几种物质组合而成的.例如由这样的硫化镍 ,镍品位18%,铜3-4%,水分60%,
金寨县17032854369: 列出几种工业上或实验室中制备镍单质的方法 - ?
狐功尚德: 1.电解法.将富集的硫化物矿焙烧成氧化物,用炭还原成粗镍,再经电解得纯金属镍.2.羰基化法.将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍,加热后分解,又得纯度很高的金属镍.3.氢气还原法.用氢气还原氧化镍,可得金属镍.[6] 4.在鼓风炉中混入氧置换硫,加热镍矿可得到镍的氧化物.而此种氧化物再和与铁反应过的酸液进行作用就能得到镍金属.[7] 5.矿石经煅烧成氧化物后,再用水煤气或炭还原得到镍.[1]
金寨县17032854369: 镍铁跟硫化镍的区别? - ?
狐功尚德: 镍铁是含镍量为20%-60%的镍铁合金,镍铁的熔点为1430-1480度,密度为8.1-8.4.镍铁的主成分为镍与铁,并含有少量钴的铁合金. 硫化镍为镍的硫化物,不含铁.
金寨县17032854369: 硫化钠沉淀镍 - ?
狐功尚德: 硫化物只沉淀镍,而不沉淀铁?这个基本不可能,除非你先把铁离子氧化成三价,由于三价铁离子与硫离子发生水解而导致生成的硫化铁水解成氢氧化铁,而如果你控制溶液的pH低于1,那么水解的氢氧化铁会溶解,而硫化镍则不会水解,那么...
金寨县17032854369: 硫化镍在酸性溶液中能否形成沉淀??? - ?
狐功尚德: NiS是易溶于强酸的硫化物,和FeS类似,其Ksp在10^-11数量级.所以强酸性溶液中NiS不沉淀.
金寨县17032854369: 镍的物理生产方法或流程 - ?
狐功尚德: 冶炼方法: 现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种.根据世界上主要两类含镍矿物(含镍的硫化矿和氧化矿)的不同,冶炼处理方法各异. 含镍硫化矿目前主要采用火法处理,通过精矿焙烧反射炉(电炉或鼓风炉)冶炼铜镍硫吹炼镍精矿...