离子膜电解制备金属铬粉及阳极电溶高碳铬铁的研究

发布时间：2022-10-21 13:51

　　通过离子膜电解槽，阳极电溶高碳铬铁同时在阴极电沉积铬粉。分别对阴极沉积铬粉、阳极电溶高碳铬铁以及同时电解条件进行了优化。 阴极沉积铬粉研究表明，无水乙酸钠和尿素作为组合配位剂效果最佳。通过预电解工艺能提高三价铬电沉积体系的稳定性，提高电流效率。离子膜电解槽电沉积铬粉槽压明显小于传统工艺，节约了能耗。pH在一定的范围内保持稳定是提高电流效率的前提，温度升高有利于降低槽压。在三价铬电沉积铬粉体系中添加阻氢剂能明显提高电流效率。阴极优化后工艺条件为：Cr3+浓度25g/L，无水乙酸钠浓度30g/L，尿素浓度10g/L，硼酸浓度60g/L。最佳预处理工艺为预电解9min。初始pH为1.5，电流密度500A/m2，阻氢剂浓度20mg/L，温度23℃。 阳极电溶高碳铬铁实验表明，大电流密度以及较高的温度能增加高碳铬铁中铬离子以及铁离子的溶出速率。在高浓度氯离子存在情况下阳极电流效率明显提高，在长时间电解实验中阳极未发生钝化现象。阳极优化后工艺条件为：盐酸浓度2mol/L，电流密度800A/m2，温度53℃，氯化钠浓度2mol/L。 离子膜电解槽阳极电溶高碳铬铁同时阴极沉积铬粉的实... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 电化学还原制备金属铬粉
        1.1.1 铬粉的性质
        1.1.2 铬粉的用途
        1.1.3 金属铬粉的制备工艺及发展现状
    1.2 高碳铬铁
        1.2.1 高碳铬铁的性质及生产方法
        1.2.2 高碳铬铁的工业应用
        1.2.3 铬铁离子的分离技术
    1.3 可溶性阳极在工业生产中应用
    1.4 电解反应的动力学研究
    1.5 研究的目的与意义
    1.6 研究内容
第2章 试验材料及测试方法
    2.1 试验药品及仪器设备
        2.1.1 试验药品
        2.1.2 试验仪器
        2.1.3 试验设备
    2.2 试验方法
        2.2.1 阴极沉积制备铬粉
        2.2.2 阳极电溶高碳铬铁
        2.2.3 同时电解试验
        2.2.4 阴极机理研究
        2.2.5 阳极机理研究
    2.3 分析及测试方法
        2.3.1 溶液中铬离子的测定方法
        2.3.2 溶液中铁离子的测定方法
        2.3.3 电流效率以及能耗计算
        2.3.4 三价铬配合物紫外可见吸收光谱
        2.3.5 铬粉的微观形貌测试
        2.3.6 电化学测试
第3章 离子膜阴极沉积铬粉的工艺研究
    3.1 阴极配位剂的研究
        3.1.1 直接电解时配位剂的研究
        3.1.2 预电解处理时配位剂的研究
        3.1.3 组合配位剂的研究
    3.2 阴极预处理工艺的研究
        3.2.1 预处理方法的研究
        3.2.2 预处理时间的研究
    3.3 阴极沉积铬粉的工艺研究
        3.3.1 体系pH的影响
        3.3.2 电流密度的影响
        3.3.3 温度的影响
        3.3.4 阻氢剂种类的影响
        3.3.5 阻氢剂浓度的影响
    3.4 阴极反应机理探讨
    3.5 本章小结
第4章 阳极电溶以及同时电解的研究
    4.1 阳极电溶高碳铬铁工艺研究
        4.1.1 电流密度的影响
        4.1.2 温度的影响
        4.1.3 盐酸浓度的影响
        4.1.4 氯化钠浓度的影响
        4.1.5 电解时间的影响
        4.1.6 阳极动力学研究
    4.2 电沉积铬粉同时电溶高碳铬铁的研究
    4.3 本章小结
第5章 离子膜电沉积铬粉的经济分析
    5.1 铬铁矿以及高碳铬铁的市场分析
        5.1.1 铬铁矿市场分析
        5.1.2 高碳铬铁市场分析
    5.2 同时电解法生产铬粉的成本核算
    5.3 同时电解法生产铬粉的经济效益
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]难熔金属氧化物直接制备难熔金属的研究现状[J]. 柳亚斌,李运刚,张快,张冬青,黄永智,张福东.  电镀与精饰. 2012(10)
[3]中国铬矿需求情景分析[J]. 郑明贵,赖亮光.  资源与产业. 2011(04)
[4]金属微粉体脉冲输送的微特性实验[J]. 侯丽雅,王振琪,章维一,杨眉,林峰.  光学精密工程. 2011(05)
[5]中国铬铁矿床的再研究及找矿前景[J]. 杨经绥,巴登珠,徐向珍,李兆丽.  中国地质. 2010(04)
[6]自动参比流动注射分析法测定铬粉中的Fe（Ⅲ）的研究[J]. 王照丽,张新申,蒋小萍,罗娅君.  皮革科学与工程. 2004(02)
[7]三价铬电镀研究进展[J]. 李家柱,林安.  材料保护. 2003(03)
[8]纳米铬粉的制备研究[J]. 程起林,赵斌,古宏晨.  高等学校化学学报. 2000(02)
[9]金属铬粉表面含氧量的测定[J]. 傅肃嘉,许克强.  浙江冶金. 1995(02)
[10]金属铬粉表面含氧量的测定[J]. 傅肃嘉,许克强.  浙江冶金. 1995 (02)



本文编号：3695768