电解工艺流程图
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铜的电解精炼火法精炼产出的精铜品位一般为99.2% ~99.7%,另外还含有0.3% ~0.8%的杂质。
电解精炼的目的就是进一步脱除火法精炼难以除去的、对铜的导电性能和机械性能有损害的杂质,将铜的品位提高到99.95%以上,并且回收火法精炼铜中的有价元素,特别是贵,金属、铂族金属和稀散金属。
铜的电解精炼是将火法精炼铜铸成阳极板,以电解产出的薄铜片(始极片)作为阴极,二者相间地装入盛有电解液(硫酸铜与硫酸的水溶液)的电解槽中,在直流电的作用下,阳极铜进行电化学溶解,阴极上进行纯铜的沉积。
由于化学性质的差异,贵金属和部分杂质进人阳极泥,大部分杂质则以离子形态保留在电解液中,从而实现了铜与杂质的分离。
铜电解所处理的阳极成分(%)一般为:Cu 99.2~99.7,Ni0. 09~0.15,As 0. 02~0.05,Sb 0. 018~0.3,Ag 0. 058~0.1,Au 0. 003~0.007,Bi 0. 0026,Se 0. 017~0.025。
产品一号铜的成分要求(%):Cu+Ag不小于99.95;Bi和P不大于0.001;As、Sb、Sn、Ni不大于0.002;Pb和Zn不大于0.003;硫不大于0.004。
铜电解精炼的原理如下:阳极反应:Cu-2e ==Cu2+EΘCu/Cu2+=0. 34VMe-2e ==Me 2+EΘ2+<0. 34VMe/MeH2O-2e==2H++1/2O2 EΘH2O/O2=1.229VSO42――2e ==SO3+1/2O2 EΘSO42-/O2=2.42V式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属,它们从阳极上溶解进入溶液。
H2O和SO42-失去电子的反应由于其电位比铜正,故在正常情况下不会发生。
贵金属的电位更正,不溶解,而进入阳极泥。
阴极反应:Cu2++2e ==Cu EΘCu/Cu2+<0. 34V2H++2e==H2EΘH+/H2=0. 0VMe2++2e ==Me EΘSO42-/O2>0. 34V在这些反应中,具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原,但它们在阳极不溶解,因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。
電解拋光流程圖上掛→除油5分鐘→水洗兩次→超聲波5分鐘→水洗3次→電解拋光8-20分鐘→水洗2次→鈍化10分鐘→水洗3次→烘烤100°10-20分鐘→品檢:包裝出貨原理電解拋光(Electrolytic Polishing)原理現在世界各界人士爭論很多,被大家公認的主要為黏膜理論。
該理論主要為:工件上脫離的金屬離子與拋光液中的磷酸形成一層磷酸鹽膜吸附在工件表面,這種黏膜在凸起處較薄,凹處較厚,因凸起處電流密度高而溶解快,隨黏膜流動,凹凸不斷變化,粗糙表面逐漸被整平的過程。
優點⑴內外色澤一致,光澤持久,機械拋光無法拋到的凹處也可整平。
⑵生產效率高,成本低廉。
⑶增加工件表面抗腐蝕性,可適用於所有不銹鋼材質。
所需條件及設備電源;整流器;電極棒;冷卻管;加熱器;掛具;鉛板;電解槽;排風裝置電源電源可選用雙相220V,三相380V。
整流器電解拋光對電源波形要求不是太嚴格,可選用可控矽整流器或高電解拋光電源頻整流器。
整流器空載電壓:0—20v負載電壓(工作電壓):8—10v工作電壓低於6v,拋光速度慢,光亮度不足。
整流器電流:根據客戶工件大小而定。
電解槽及配套設施(陽極棒)可選用聚氯乙烯硬板材(聚丙烯)焊接而成。
在槽上裝三根電極棒,中間為可移動的陽極棒,接電源陽極(或正極),兩側為陰極棒,連接電源陰極(負極)。
加熱設施及冷卻設備②加熱可選用石英加熱管,鈦加熱管。
②冷卻可選用盤管,盤管可加熱可冷卻。
夾具最好選用鈦做掛具,因為鈦較耐腐蝕,壽命長,鈦離子對槽液無影響。
建議最好不要用銅掛具,因為銅離子進入會在不銹鋼表面沉積一層結合力不好的銅層,影響拋光品質。
銅裸露部位可用聚氯乙烯膠烘烤成膜,在接觸點刮去絕緣膜。
陰陽極材料陰極材料選用鉛板,陽極材料選用紫銅連接。
陽極比陰極為1:2—3.5之間。
陰極距陽極最佳距離為10—30釐米。
就目前來說,電解拋光主要針對不銹鋼工件的表面光亮處理。
不銹鋼工件又分為200系列,300系列,400系列材質,各系列材質有必須用針對性電解拋光液。
电镀含铬废水电解处理工艺流程图电镀含铬废水的铬的存在形式有Cr6+和Cr3+两种,其中以Cr6+的毒性最大。
含铬废水的处理方法较多,常用的有化学法、电解法、离子交换法等。
1、化学法电镀废水中的六价铬主要以CrO42-和Cr2O72--两种形式存在,在酸性条件下,六价铬主要以Cr2O72形式存在,碱性条件下则以CrO42-形式存在。
六价铬的还原在酸性条件下反应较快,一般要求pH<4,通常控制pH2.5~3。
常用的还原剂有:焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、二氧化硫、水合肼、铁屑铁粉等。
还原后Cr3+以Cr(OH)3沉淀的最佳pH为7~9,所以铬还原以后的废水应进行中和。
(1)亚硫酸盐还原法目前电镀厂含铬废水化学还原处理常用亚硫酸氢钠或亚硫酸钠作为还原剂,有时也用焦磷酸钠,六价铬与还原剂亚硫酸氢钠发生反应:4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4=2Cr2(SO4)3+3Na2SO4+10H2O2H2CrO4+3Na2SO3+3H2SO4= Cr2(SO4)3+3Na2SO4+5H2O还原后用NaOH中和至pH=7~8,使Cr3+生成Cr(OH)3沉淀。
采用亚硫酸盐还原法的工艺参数控制如下:①废水中六价铬浓度一般控制在100~1000mg/L;②废水pH为2.5~3③还原剂的理论用量为(重量比):亚硫酸氢钠∶六价铬=4∶1焦亚硫酸钠∶六价铬=3∶1亚硫酸钠∶六价铬=4∶1投料比不应过大,否则既浪费药剂,也可能生成[Cr2(OH)2SO3]2-而沉淀不下来;④还原反应时间约为30min;⑤氢氧化铬沉淀pH控制在7~8,沉淀剂可用石灰、碳酸钠或氢氧化钠,可根据实际情况选用。
(2)硫酸亚铁还原法硫酸亚铁还原法处理含铬废水是一种成熟的较老的处理方法。
由于药剂来源容易,若使用钢铁酸洗废液的硫酸亚铁时,成本较低,除铬效果也很好。
硫酸亚铁中主要是亚铁离子起还原作用,在酸性条件下(pH=2~3),其还原反应为:H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4=Cr2(SO4)3+3Fe 2(SO4)3+7H2O用硫酸亚铁还原六价铬,最终废水中同时含有Cr3+和Fe3+,所以中和沉淀时Cr3+和Fe3+一起沉淀,所得到的污泥是铬与铁氢氧化物的混合污泥,产生的污泥量大,且没有回收价值,这是本法的最大缺点。
氯气生产安全氯(Cl)是化学元素之一。
通常所说的氯,是指分子氯(Cl2)而言的,分子氯由约76%的氯-35和24%的氯-37构成。
气态氯称为氯气,液态氯称为液氯。
氯是最重要的基本化工原料之一,用途极广。
生产工艺氯的工业生产方法是电解食盐水。
当前流行的工艺是隔膜法电解和离子膜法电解。
原盐经溶解、沉降分离出杂质并制成饱和精盐水,通入隔膜电解槽(或离子膜电解槽),在直流电作用下发生电解,在槽的阳极室生成氯气,阴极室内生成碱液和氢气(见图1隔膜法盐水电解工艺流程图),生产是连续进行的。
图1 隔膜法盐水电解工艺流程由于氯气输送贮存困难,而氯气易于液化,液氯贮存和长程运输又比氯气方便得多,所以液氯常以很大规模生产,有低压、中压、高压三种液化工艺(见图2液氯生产工艺流程图)。
图2 液氯生产工艺流程职业危害液氯的沸点是-33.97℃,氯气的相对密度是2.485(空气=1)。
因此,液氯一旦大量泄漏,会迅速蒸发形成低温氯气云团并低空漂移、扩散,对人和环境产生灾难性的后果。
中毒——中毒是氯气生产最主要的职业危害。
氯气是强烈刺激性气体,属高毒类。
我国卫生标准规定的最高容许浓度为1mg/m3。
氯气对人有急性毒性和慢性影响,但未见致畸、致突变和致癌的报道。
人对氯耐受的个体差异主要反映在低浓度阶段,高浓度长时间接触无一例外地会造成严重伤亡。
氯气的急性毒性:眼及上呼吸道刺激反应一般于24小时内消退;轻度中毒主要表现为支气管炎或支气管周围炎;中度中毒可有支气管肺炎、间质性肺水肿或局限的肺泡性肺水肿;重度中毒则引起广泛、弥漫性肺炎或肺泡性肺水肿、咯大量白色或粉红色泡沫痰、呼吸困难、明显紫绀、窒息、昏迷可出现气胸、纵膈气肿等并发症,甚至猝死。
氯气对人的急性毒性见下表。
氯气的慢性影响:在含氯不高于7.5mg/m3的大气环境中长期工作,一部分人中可有早期气道阻塞性病变倾向,慢性支气管炎发病增加;个别人中可有哮喘发作、肺气肿、神经衰弱综合征或伴有胃炎症状,但无生命危险,也不会因而升高死亡率;皮肤暴露部位可有灼热发痒感,往往发生氯痤疮;有的还可发生牙齿酸蚀症。