铋矿浆电解硫的阳极氧化

矿浆电解工艺的一个显著优点是，硫化矿在矿浆电解过程中，矿物中的硫以元素硫的形态产出，并可提取回收。所产元素硫便于贮存和运辐，解决了火法冶炼SO₂污染和硫酸产量过剩，硫酸运输和销售难的问题。

辉铋矿矿浆电解时元素硫的产出过程是矿浆电解阳极氧化过程的一个重要方面，王成彦、邱定蕃等测绘了S⁰与H₂S在石墨阳极上的极化曲线。

试验条件：333K、NH₄Cl为200g∕L、H^＋为1g∕L、搅拌转速600min^－1、扫描速度1mV∕s，测得的阳极极化曲线见图1。

图1  S及H₂S的阳极化曲线

1－NaCl（200g∕L）＋H^＋（1g∕L）；

2－NaCl（200g∕L）＋H^＋（1g∕L）＋S（L∶S＝10∶1）；

3－NaCl（200g∕L）＋H^＋（1g∕L）＋Na₂S（0.01mol∕L）；

由图1可以看出，线1与线2基本重合，说明元素硫在阳极上基本不被氧化，而线3有明显的阳极电流，说明有S^2－的氧化反应在阳极发生，由于是在酸性体系中进行的研究，可以认为该反应是Na₂S酸溶产生的H₂S在阳极上的氧化反应：

由该图还可以看出，在阳极电流密度大于7mA／cm²（70A／m²）时，阳极将发生析氧反应。因此，在实际的矿浆电解条件下（阳极电流密度为15～25mA∕cm²），H₂S在阳极上的氧化反应并不是主要的。阳极反应主要是Fe^2＋的氧化反应。

由于动力学的原因，Fe^3＋对S⁰的氧化很缓慢，说明元素硫在矿浆电解的条件下较稳定。有关的研究工作电表明，在水溶液中元素硫氧化为SO₄^2－、HSO₄^－的过程极为缓慢。这就是矿浆电解过程能获得较高的元素硫产出率的原因。