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  膜电解原理与阴极室内的加工  

发表人:admin   来源:未知   时间:2012-08-17

今天ug培训为大家讲一讲膜电解原理与阴极室内的加工
膜电解(图1)通过阳离子再氧化三价铬并通过阳离子交换膜转移所有其它的阳离子,这为任何类型铬酸盐溶液的再生提供了一种独特的方法。
再生电池由两室组成:含有阳极电解液(例如将再生的溶液)的阳极室和带有辅助溶液(通常是稀释硫酸)的阴极室。可以渗透任何阳离子的阳离子交换膜将阳极室和阴极室分开。阴极电解液中的各种类型阳离子通过膜传输电流:氢离子、三价铬和其它M符号的阳离子(Fe、Zn、Cd、Cu、Al、Na和Ag等)。特定阳离子从阳极电解液转移到阴极电解液的速率vi可以采用以下等式表示:
其中I为电流,F为Faraday数(法拉第)(26.8Ah),Mi为特定阳离子的分子量,zi为其电荷数,ti为传输数。
特定的金属阳离子的传输数大约与其在阳极电解液中的浓度成正比:
在此,Ci为特定阳离子的浓度,单位为摩尔/升,k为约等于4的一个系数,考虑了氢离子异常高的移动量。
通过组合等式(3)和(4),人们可以预测,在氢离子浓度更高时(例如在镀铬溶液、腐蚀、褪镀或阳极镀铝溶液中),在给定的Ci下从阳极电解液转移到阴极电解液去除金属阳离子的处理速度比在低浓度氢离子(例如钝化溶液)中的去除速度慢很多。
与转移其它金属阳离子相比,转移三价铬则不必要,因为在再氧化工艺中会损失这些阳离子。幸运的是,可以将阳极电解液中的三价铬浓度永久保持在低位,以最低限度降低这种损失,从而降低其传输数量。周期性生成的工艺从本质上是不能满足这种状态,因为在再生开始前,溶液累积了合理数量的三价铬和其它金属阳离子。在连续再生工艺中,由于连续阳极氧化,可以将三价铬的浓度永久维持在低位,特别是在运行条件对这种工艺有利的情况下(充足的阳极表面面积、使用更活跃的阳极材料,例如氧化铅)。
阴极室内的加工
已经转移到阴极电解液中的阳离子会形成聚积在阴极电解液内的可溶化合物,或者在阴极被还原,从而形成金属沉淀物。铜和银(“黑锌铬”溶液的组分)总是沉淀在阴极,呈海绵状,需定期从其表面去除。锌和镉会以盐的形式聚积到阴极电解液之内,或者形成金属沉淀物,这取决于阴极电解液的pH值和阴极电流密度。
如果转移到阴极电解液内的金属阳离子由于某些原因没有在阴极排放,则最初在阴极电解液中的自由酸将逐渐转换为相应的金属盐。因此,需要将酸定期或持续添加到阴极电解液中。如果没有添加剂或者添加剂不充分,则酸性阴极电解液将在一定时间内被转换为中性甚至碱性,进而出现金属氢氧化物沉淀。
同时,还将观察到该区域的pH值急剧上升与氢氧化物沉淀是相对应的。酸完全转换为盐表明增加电池电阻造成电流大大降低。
如果阳极电解液中含有钠或相似的阳离子,则它们会与其它阳离子一起转移到阴极电解液中。在此情况下,当自由酸被完全转换为盐时,阴极电解液将达到高的pH值。
一些水与阳离子一起被转移到阴极电解液中,因此,通常没有必要稀释阴极电解液防止金属盐沉淀。通过阴极沉淀去除重金属离子之后,可以倾倒过多容量的阴极电解液。
必须注意,锌或镉沉淀物不适合用作电镀槽内的阳极,因为它会受到共沉积铬污染。

本文TAG关键词: 膜电解 阴极室内
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