硫化镍电解的产物及主要技术经济指标（二）

    1、电流效率
    1）计算电流效率的依据
   （1）法拉第律
    以同一电量去分解电解液中各种化合物时,分解物的质量与其化学当量成正比。即以96500C(库仑)的电量通过各种不同的电解质溶液时，在电极上将获得1克当量任何物质，而与物质的本性无关。96500C电量称为法拉一席话单位，用F表示，即
                                  1F=96500C=26.8A.h
    因此，当以1法拉第单位的电量通过电解液时，在阴极上有1克当量的金属或氢气析出,而在阳极上有1克当量的金属溶解或有1克当量的氧气析出。
   （2）电化当量
    通入单位电量所获得的产物的质量称为电化当量，在工业上通常采用每安培.小时(A.h)析出的千克(kg)数来表示电化当量：

    式中，n为金属原子价态数。
    因此，法拉第定律可用析出物质的数量与电流强度和时间的关系来表示为：
                                        G=qIt
    式中  G—析出（沉积）物的质量，kg；
    Q—析出（沉积）物的电化当量，kg/(A.h)；
    I—电流强度，A；
    t—通电时间，h。
    根据金属的原子量及原子化合价数，可计算出各种金属（元素）的电化当量，如镍的q值为1.0954×10^-3（kg.A^-1.h^-1）；钴原子量稍大于镍，其q值为1.1000×10^-3（kg.A^-1.h^-1）。
    2）电流效率的计算公式及电流效率的影响因素
    在生产实际中，电解过程析出物质的数量往往与按法拉第定律计算的不一致。例如,在镍电解精炼中，当通过电解槽的电量为1000A.h时，但在阴极上沉积的镍量却小于1.0954kg。实践证明，这并不是法拉第定律本身不严谨,而是在电解过程中,出现其他不期望发生的反应，即副反应（如离子放电等）或电解槽漏电等原因。

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式中  I—通过电解槽的电流强度，A；
      N—电解槽个数；
      t—电解通电时间，h；
      G—在通电时间内N个电解槽的阴极实际析出产物量，kg；
      q—电化当量，10^-3×kg.A^-1.h^-1。
    例如，某厂硫化镍电解槽384个，电流强度为13000A,阴极周期5d，实际产出电解镍643t。求电流效率。
    解：已知G=643×10³kg，I=13000A，N=384个，t=5×24h，q=1.0954×10^-3kg/（A.h），      
    在工业生产上，实际析出的镍产量总是小于理论析出量，硫化镍电解精炼电流效泫一般为95%～98%。电流效率小于100%的原因有：
   （1）短路。由于极板放置不正，阴极表面爆皮和边缘部结粒以有阴极穿破隔膜袋等而引起的阴,阳极短路。
   （2）漏电。由于电解槽与电解槽之间、电解槽与地面、导电板电路系统以及溶液循环系统等绝缘不良而使电流流入大地，造成漏电。
   （3）阴极上发生氢析出等副反应。
    在生产上要提高电流效率，必须采用较高的电解液温度、较高的电流密度和较高PH值的电解液,加强车间管理，防止短路、断路和漏电，加强设备绝缘等等。
    3）阳极电流效率
    镍电解精炼的阳极电流效率,对电解造液工艺有直接影响。对可溶性阳极电解，阳极电流效率是指某一种金属从阳极上溶解的实际量与相同条件下按法拉第定律计算应该从阳极上溶解的理论量之比值(以百分数表示)。硫化镍阳极由二次镍精矿熔铸所得，杂质金属含量高，导致多种杂质阳极溶解副反应的发生，因而造成阳极电流效率低于阴极电流效率，使电解液中镍离子贫化，故需要电解造液补充镍离子。
    由于可见，电流效率实际上是表示电解过程,对法拉第定律偏差程度的一种量度。通常电流效率小于100%，究其原因是因为理论计算时假设“阴极（或阳极）只发生确定某种原子价的金属离子(对于Ni²⁺离子，n=2)的析出（或溶解）而没有其他类物质的析出（或溶解）”。实际电解条件是除了主金属析出（或溶解）反应外还可能有其他副反应而析出（或溶解）另外一些物质，相应也消耗了一部分电量。