添加剂在柏兹法铅电解中的应用.pdf

湖南有色金属 第19卷第4期 20 HUNANNONFERROUSMETALS 2003年．8月 添加剂在柏兹法铅电解中的应用 夏中卫 (株洲冶炼集团有限责任公司，湖南株洲412004) 摘要：文章介绍了铅电解生产中添加剂的机理及电化学行为，针对添加剂对铅电解精炼过程中的 影响，对添加剂的合理控制进行了说明。 关键词：铅电解；添加剂；超电位；电解液 中图分类号：TF803．2文献标识码：A 文章编号：1003—5540(2003)04—0020一04 铅电解精炼采用柏兹法，由于铅的交换电流较 Ⅳ=aexp(一b／刁《) (3) 大，铅电解精炼过程中，铅在阴极析出所需的极化值 式中a，b均为常数。 很小，因而阴极析出金属晶粒较粗大。在生产条件 下，应设法扩大铅电极反应塔费尔范围，增加电化学 还原速度增加，新晶核的形成速度迅速增加，阴极沉 极化来改善结晶，增加电化学极化最有效的方法是 积物的质量和产量与阴极析出时的超电位密切相 在电解液中加入添加剂。近年来，株冶铅电解采用 关。 高电流密度来强化生产，了解添加剂在铅电解生产 添加剂加入电解系统后，通过吸附在电极表面 中的电化学行为，选择适当的添加剂加入量并加以 来改变电极反应的相关动力参数，铅电解中最常用 控制，以适应高电流密度铅电解生产是非常必要的。 的添加剂是胶类与木质磺酸盐。 胶类添加剂的化学组成可表示为H，NCHR。 1添加剂在铅电解中的电化学行为 COOH，加入酸性电解后，离解为带正电荷的胶质根 铅电解生产中，在电极与溶液的界面上存在铅 离子(H÷NCHRCOOH)： 的还原与溶解平衡： Pb2++2e=Pb (1) 当电极发生阴极极化时，在高超电位下(一般计 (4) ≥120／nmV)，电极发生净还原。铅电解阴极过程 这种分子的阳离子特性，导致其在阴极的活性 的反应速度可表示为： 点上能有效地被吸附，使电化学极化增大，阴极表面 (2) 电流分布均匀，从而使阴极获得致密的沉积物。胶 ik—i阴=ioexp(a凡Fj7k／RT) 其中io=nFKl 对阳极极化的影响明显低于阴极，骨胶浓度 CPb2+exp(一口n凡。蹦Pb2+／RT) 20 式中i。为交换电流密度；K1为还原反应速度常数； m∥L对高电流密度下阳极钝化无影响 凡为反应的电子得失数；a为传递系数，表示电极电 木质磺酸钙水溶性良好，溶液的粘度随浓度的 位的变化对阴极反应活化能影响的程度，其值一般 增加而增加，当浓度达到50％以上时粘度明显提高。 溶入电解液后，在电解过程中趋向阳极，吸附在阳极 为o．5；￡gh／Pb2+为铅电极的标准电极电位；c讨为 活性点上，使阳极电化学极化增大，致使阳极均匀溶 Pb2+离子在界面层中的浓度；刁k为阴极