铝镍对铜合金电解中阴阳极动力学行为的影响
发布时间：2021-11-23 12:07
由于高品位原铜矿越来越少以及人类对金属铜的不断需求,从含铜资源回收和利用金属铜越来越受到人们的重视。铜以及铜基合金,尤其是铜镍基合金,被广泛应用在生活以及工业中,这主要是由于其在耐腐蚀性能、导电性以及机械性能等都能很好的满足人们的需求。在过去,人们已经开发出多种工艺来回收合金废料,其中直接电解合金回收有价金属是一个非常有探索意义的工艺。在智利,采用“阳极框”电解系统来直接回收废杂铜以及粗铜,实践生产可以节能50%。实验室内王飞等师兄,对重熔的铜镍基合金阳极直接电解,也得到99.98%的阴极铜。主要针对铜镍基合金废料的直接电解回收,本文进行了进一步的探索研究,主要在两个方面:第一个方面,铝青铜在铜电解体系中的电化学溶解行为。第二个方面,在硫酸铜和硫酸镍溶液中铜沉积动力学的研究。首先,对铝青铜在配制的类似工业电解铜溶液中的电化学溶解行为进行了研究。主要采用了电化学测量方法中的极化技术和电化学阻抗谱技术。结果发现,当硫酸铜溶液中含有160 g/L的硫酸时,铝青铜在溶液中的电化学溶解速率最大。进一步增大硫酸浓度会增大极化电阻以及溶液电阻,反而不利用铝青铜的溶解。由阿伦尼乌斯公式计算可知,铝青铜...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．１国外与国内精铜消费结构对比（数据来源：亚洲金属）??
２．２电化学测试??本次研究中所涉及的电化学测试技术有：阳极／阴极极化、Ｔａｆｅｌ极化、交流??阻抗以及循环伏安法。在电化学测试中，采用的都是三电极体系（如图２．１）：参??比电极为饱和甘汞电极、辅助电极均是３１６不锈钢（有效面积为ｌｃｍ２）、待测样??品作为工作电极。为了减少电解液电压降，在参比电极与工作电极之间采用填有??氯化钾和琼脂的鲁金毛细管连接，并把控制毛细管末端与工作电极之间的距离在??２倍的毛细管直径大小。对铝青铜在硫酸铜的电解体系下的电化学溶解行为的研??究是在室温下测量的，电化学工作站使用的是ＰＡＲＳＴＡＴ２２７３型。而对在硫酸铜??和硫酸镍的溶液中铜沉积的动力学研究是在４０°Ｃ下测量的，电化学工作站使用的??是ＣＨＩ６６０Ｅ型。该研究中所涉及的电极电位都是相对于饱和甘汞电极而言。??工作电极＾＾?＼?＼??―以一?＾??Ｉ?ｎ?电化学工作站＇??％毛－１?＼?／??￣十叫参出电极?）??４?Ｊ??辅助’电极?４?水浴??４??图２．?１二电极实验不意图??２．２．１?Ｔａｆｅｌ?极化??Ｔａｆｅｌ极化，在表征材料在溶液中的抗腐蚀性能方面是非常简便有效的测试??方法，在解释金属腐蚀机理以及腐蚀途径方面应用非常广泛。Ｔａｆｅｌ方程是科研人??员在长期积累的情况下得到的，只有在极化超电压较大的情况下。可以根据直线??的截距来求得交换电流密度
第二章实验方法??该论文中，测试后得到的数据用电化学工作站自带的ＰｏｗｅｒＣｏｎ？软件进行曲线拟??合，从而可以得到工作电极的腐蚀电压（ＥＣＯＴ）和腐蚀电流密度（ｉＭＩＴ）。如图２．２??就是Ｔａｆｅｌ曲线拟合的示意图，使用外推法在合适的极化区域内对阳极、阴极两??条曲线进行拟合，因而可以得到交点Ａ。Ａ点纵坐标就是对应的自腐蚀电位??（Ｅ＿ｒ），而横坐标对应的就是自腐蚀电流密度的对数。本论文中，在第３章节使??用了该测试手段。??１：１?＾ｖＴ??８?＼??Ｉ??－３?－??＂＊?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?￣Ｉ?１?Ｉ??－２００?－１００?０?１００?２００??Ｅ／ｍＶ??图２．２?Ｔａｆｅｌ曲线的拟合示意图??２．２．２循环伏安??循环伏安法是电化学测试中最重要且简单的电化学分析研究方法之一。其在??很多领域得到广泛应用，如电化学、无机化学、有机化学以及生物化学等。循环??伏安得到的曲线，是记录工作电极上得到的电流与施加循环电压的关系曲线。一??般施加的循环电压是以三角波的形式以恒定的速率变化，有一次循环也有多次循??环测量。在循环伏安曲线中可以看出氧化还原反应，以及判断电极的反应是否可??逆以及可逆程度。如图２．３就是循环伏安曲线的示意图。Ｆ峰就是阳极峰
本文编号：3513849
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．１国外与国内精铜消费结构对比（数据来源：亚洲金属）??
２．２电化学测试??本次研究中所涉及的电化学测试技术有：阳极／阴极极化、Ｔａｆｅｌ极化、交流??阻抗以及循环伏安法。在电化学测试中，采用的都是三电极体系（如图２．１）：参??比电极为饱和甘汞电极、辅助电极均是３１６不锈钢（有效面积为ｌｃｍ２）、待测样??品作为工作电极。为了减少电解液电压降，在参比电极与工作电极之间采用填有??氯化钾和琼脂的鲁金毛细管连接，并把控制毛细管末端与工作电极之间的距离在??２倍的毛细管直径大小。对铝青铜在硫酸铜的电解体系下的电化学溶解行为的研??究是在室温下测量的，电化学工作站使用的是ＰＡＲＳＴＡＴ２２７３型。而对在硫酸铜??和硫酸镍的溶液中铜沉积的动力学研究是在４０°Ｃ下测量的，电化学工作站使用的??是ＣＨＩ６６０Ｅ型。该研究中所涉及的电极电位都是相对于饱和甘汞电极而言。??工作电极＾＾?＼?＼??―以一?＾??Ｉ?ｎ?电化学工作站＇??％毛－１?＼?／??￣十叫参出电极?）??４?Ｊ??辅助’电极?４?水浴??４??图２．?１二电极实验不意图??２．２．１?Ｔａｆｅｌ?极化??Ｔａｆｅｌ极化，在表征材料在溶液中的抗腐蚀性能方面是非常简便有效的测试??方法，在解释金属腐蚀机理以及腐蚀途径方面应用非常广泛。Ｔａｆｅｌ方程是科研人??员在长期积累的情况下得到的，只有在极化超电压较大的情况下。可以根据直线??的截距来求得交换电流密度
第二章实验方法??该论文中，测试后得到的数据用电化学工作站自带的ＰｏｗｅｒＣｏｎ？软件进行曲线拟??合，从而可以得到工作电极的腐蚀电压（ＥＣＯＴ）和腐蚀电流密度（ｉＭＩＴ）。如图２．２??就是Ｔａｆｅｌ曲线拟合的示意图，使用外推法在合适的极化区域内对阳极、阴极两??条曲线进行拟合，因而可以得到交点Ａ。Ａ点纵坐标就是对应的自腐蚀电位??（Ｅ＿ｒ），而横坐标对应的就是自腐蚀电流密度的对数。本论文中，在第３章节使??用了该测试手段。??１：１?＾ｖＴ??８?＼??Ｉ??－３?－??＂＊?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?￣Ｉ?１?Ｉ??－２００?－１００?０?１００?２００??Ｅ／ｍＶ??图２．２?Ｔａｆｅｌ曲线的拟合示意图??２．２．２循环伏安??循环伏安法是电化学测试中最重要且简单的电化学分析研究方法之一。其在??很多领域得到广泛应用，如电化学、无机化学、有机化学以及生物化学等。循环??伏安得到的曲线，是记录工作电极上得到的电流与施加循环电压的关系曲线。一??般施加的循环电压是以三角波的形式以恒定的速率变化，有一次循环也有多次循??环测量。在循环伏安曲线中可以看出氧化还原反应，以及判断电极的反应是否可??逆以及可逆程度。如图２．３就是循环伏安曲线的示意图。Ｆ峰就是阳极峰
本文编号：3513849
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