硫化镍阳极电解精炼生产技术操作（一）

    1）电解液成分
    用于硫化镍电解的电解液须有足够高的镍离子浓度和很低的杂质离子浓度；为了避免阳极钝化,还必须含有氯化盐类。因此，采用硫化镍电解工艺的工厂都采用含有硫酸盐和氯化物的混合电解液。
在硫化镍阳极电解过程中，选择合适的电解液组成是非常重要的。不的电解液组成,不仅影响产品的化学成分和物理规格，同时还影响阳极和阴极电位，影响电耗及各种试剂消耗等指标。

   （1）镍离子
    镍的析出黾位与电解液中镍离子浓度有关。在电解液中镍是主金属,为了得到纯产品电镍不仅要求电解液中的杂质含量低于规定范围,而且对主金属离子浓度也有一定要求,因为根据法拉第定律,当电流密度一定时,单位时间内通过的电量是一定的，所以析出的金属量也是一定的。若镍离子浓度太低，在阴极表面由于镍离子贫化，将足使氢气析出，使得阴极区局部电解液PH急剧上升,镍发生水解形成碱式盐,严重影响产品质量。当然过高的镍离子浓度也是不经济和不必要的，镍离子浓度与电流密度之间的关系可依下面的经验公式粗略计算：

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    式中    D_k—极限电流密度，A/m2；
            C—电解液含镍离子浓度，g/L。
    在电解过程中,提高阴极液镍离子浓度或阴极液循环速度是提高阴极区镍离子浓度的有效办法。生产中一般控制离子浓度在70～75g/L。
   （2）氯离子
    电解液中氯离子的存在对整个电解过程来讲是有利的。首先氯离子可以降低电解液电阻,提高溶液的导电性，使得槽电压降低，电耗减少。例如,在60℃的NiSO₄-NiCl₂水溶液体系中,溶液的比电导随着NiCl₂的加入成比例地增大。而浓度为2mol/L的NiCl₂溶液的电导比同浓度的NiSO₄溶液的电导高2.5倍。
    其次氯离子可以减轻以至消除电极的钝化现象。因为氯离子能吸附在电极与溶液之间的界面上,从而改变了电极表面双电层结构，降低电板反应的活化能，使电极过程容易进行l从面加快阴阳极反应速度。
    氯离子还可以使镍离子的析出反应比氢离子容易，从而减少氢气的析出，改善了电镍质量。
    由于NiCl₂熔解度比NiSO₄大得多,因而可以提高溶液中镍离子浓度,从而提高电流密度强化生产,保证电镍质量，为提高电流效率创造了条件。在考虑贵金属回收率的前提下，采用高氯离子或纯氯化物电解液是有利的。一般控制氯离子在50～90g/L。
    (3)钠离子
    在硫化镍电解液的净化过程中，特别是采用化学沉淀法时，由于采用碳酸钠作中和剂，还有的工厂采用硫化钠除铜，因此，会将钠离子带入电解液中，并且随着电解过程的进行，钠离子逐渐积累。
    有资料认为,电解液蝇的Na⁺和Cl^-虽然都只带有一个电荷,但由于它们在电解液中的迁移速率大,且在电解液中有较高的浓度,因此，Na^-和Cl^-一样,都分别负载着通过电解液的30%的电流。在电解过程中,钠离子能够提高电解液的导电性,降低溶液的电阻,使电耗降低。但钠离子浓度过高会增大溶液的粘度和隔膜袋的阻力,影响过滤性能，极易产生结晶，堵塞管道和阀门，影响正常生产。
    为了维持溶液体系的钠离子平衡，在生产上常抽取一部分溶液制作NiCO₃，在进行液固分离时钠离子留存于液相之中，通过外排而达到排钠的目的。因此，Na⁺浓度高于45g/L。
   （4）电解液PH值
    如前所述，当溶液PH值低时，氢的析出电位较正，氢优先于镍在阴极上析出m使电流效率降低，并在电镍表面上形成大量气孔；当PH值较高时，在阴极表面上Ni+发生Ni(OH)₂沉淀，因而得不到致密的阴极镍。一般阴极液的PH值控制在4.6～5.0之间。
   （5）硼酸
    硼酸(H₃BO₃₎并不是三元酸，而是一元酸，属于一种弱酸。H₃BO₃在溶液中只电离成H⁺和BO^3-₃两种离子,如果电解液中PH值下降(即酸度增加)时m则过多的H⁺就发生下列反应：3H⁺+BO₃^3-→H₃BO₃从而降低了溶液中H+浓度,使PH值尽可能维持原来数值不，如果溶液中PH上升(即酸度降代)时，则进行如下反应：H₃BO₃→3H⁺+BO₃^3-,H⁺+OH^-→H₂O，从而降低了OH^-浓度，使PH值尽可能保持不变。[next]
    在电解过程中为了提高产品质量，常往电解液中加入硼酸作缓冲剂。加入硼酸后,可使阴极表面电解液的PH值在一定程度下维持稳定，这说有可能减少镍的水解和碱式盐的生成，有利于电流效率的提高。另外，硼酸的存在还可以减小阴极电解镍的脆性，使电解镍表面平整光滑。为了保持电解液的PH=4.6～5.2，H₃BO₃的加入量一般为5～20g/L。
   （6）杂质离子
    Cu、Pb的电位比Ni正、Fe、Co的电位虽比Ni负但其超电压比Ni小，因此它们有可能和Ni共同放电析出，影响电镍质量。考虑到生产上深度净化的难度及其生产成本,一般以控制不影响电镍化学成分合格为准。
英雄模某镍厂曾根据电解镍产品的等级不同,对1号镍和0号镍（按原先的GB6516—86规定的标准）所要求的阴极液成分有不同的要求,见下表。硫化镍阳极电解精炼生产技术操作重要条件控制不影响电镍化学成分合格为准。

   （7）有机物
    有机物的来源是多方面的，如机油、有机萃取剂等。当电解液中有机物超过一定值时,对电解过程是不利的。首先，由于有机物的存在会使阴极表面成为疏水性,从而在阴极上析出的氢气泡牢固地滞留在阴极表面上，影响镍的正常沉积，造成阴极表面长气孔，影响电镍的外观质量。另外,有机物的存在会导致沉积物内应力增大,严重时使沉积物变车载斗黑并发生碎裂。所以必须尽量防止有机物进入电解系统。一般控制电解液中有机物含量低于1g/L。
    2）电解液循环
    隔膜电解溶液循环方式是阴极液以一定的速度流入阴极室，经电解沉积后的贫化液，则通过隔膜渗入阳极液送往净化工序进行除杂处理。
    电解液循环的目的是：①不断向阴极室内补充镍离子，以满足电解沉积对镍离子的要求；②促使阴极室内溶液流动，增大离子扩散速度，降低浓差极化。
    电解液伯循环速度与电流密度、电解液含镍离子浓度和电解液的温度等因素有关。
    在电解液含镍离子浓度及温度不变的条件下，电流密度越大,要求电解液的循环速度越大。因此在不同的电流密度及不同的溶液成分条件下,电流密度越大，电解液循环量应适当调整。电解液循环量过小,影响电镍质量；循环量过大,则加大材料消耗，成本上升。因此,阴极液循环速度一般控制为380～420mL/（袋.min）。亦可用单位时间内通过的电流强度来计算循环量，以m/L（A.h）表示。