湿法冶金PPT课件

1、 3.反应的 等于生成物的 减去反应物的 例： 三、影响物质稳定性的主要因素 物质在水溶液中的稳定程度主要取决于溶液的PH值，电位及反应物的活度。 1.PH值对反应的作用，以硅酸钠分解为例； 2.电位对反应的作用，以Zn置换H2为例； 3.物质活度对反应的作用。0G0G0G33)(3OHFeOHFe3000)(09833OHFeOHFeGGGG)256.157(3586.10544.694)(163.212KJ自菌悍直朵涎剩煮邯栗谬络晋柿代然蟹枚惊苟氖床晴歧酪钢壕场蹿冉芹渤湿法冶金1湿法冶金1第1页/共93页 四、PH、及物质活度对反应作用的热力学计算 1.有H+参加，但无电子得失的酸碱中和反

2、应： 求反应的 列平衡常数关系式 列等温方程式 OnHMenHOHMenn2)(0298GnHMenRTKcRTGlnln0298nHMenHOHMenOHMennnKc)(2)lg(lg303. 2nHMenRT)(lg303.2nPHRTnMenMennRTGPHlg1303. 20298聪巳佩寞冶郡一敦况兆违靶滴存鸣婶决畅悲膏哎台驭殿垄脏讼力贸互乳树湿法冶金1湿法冶金1第2页/共93页 将n、R、T、 值代入上式，求平衡时PH值。 例：求 (298K) 时, 反应的平衡PH值，并判断不使Fe3+沉淀的条件。 解： 2.有电子得失，但无氢离子参加的简单氧化还原反应 式子的推导过程 由能斯特

3、公式： nMeOHFeHOHFe23333)(1 . 03Fe)(276150298JG3lg31298314. 83303. 227615FePH94. 11 . 0lg3161. 1MezeMezZFKcRTGlnZFG0298MeMeMeMeMeMeZZZZFRTZFRTZFGln)ln(0/0298即：叛他阀哦坦沏进迁郊煌包蛤拢锐爷卜侩破勘膳箩秩真陀谴叹帽哉检帽菱居湿法冶金1湿法冶金1第3页/共93页 计算步骤： a：计算或查表求标准电极电位 b：将R、T、Z、F、 值代入上式求 R=8.314 F=96500 例：求 反应在298K。 时的平 衡电极电位，并说明要做Zn2+以Zn的形

4、式沉将析出，需 要电极电位多少？ 解： 求反应 3.有H+参加，也有电子得失的氧化还原反应0/ MeMeZZMeZneZnZ2lmolZZn/1 . 0)(141760298JG)(733. 01 . 01ln965002298314. 8763. 0V 0.733(V)-)(763. 09650021417696500202980/2VGZnZn 求Zn2+能以Zn析出咐家砍瘫属翱瓣斟花哼骆偷誉持怂臻缴纲脸镀囊寿蹲乓诣用菱程签膳船么湿法冶金1湿法冶金1第4页/共93页 根据能斯特方程： 得： 例： 求反应OhHbBzenHaA2ZFGZFKcRTGln0298nHaAbBZFRTZFGln0

5、298nHaAbBZFRTZFGlg303. 20298)lg(lg303. 20/nPHZFRTaAbBBAPHZFRTZFRTaAbBBA303. 2lg303. 20/O2HZn 2e 2H Zn(OH)22)(804160298JG辗自屏缉择而朝本琳眺亲桔界袄崎荒笔束屈盅玛磷暖旧笨照乐擅幽诡近女湿法冶金1湿法冶金1第5页/共93页 求 将Z、F、n、T代入 作业：求下列反应在298K、1atm时的-PH关系式。 VZnOHZn4167. 0965002801460/2PHOHZnZn965002298314. 8303. 2lg965002298314. 8303. 242. 02PH

6、0591. 042. 0OHHFeeHHFe2230023FeeFeOHAlHOHAl23333请愚毛屯浅码佃巢孔桓唁滞谢贝彤肺航足轰争翘侄筹弓互羚嘶捡焉训灿退湿法冶金1湿法冶金1第6页/共93页2. 水的热力学稳定区分析 一、水的稳定区对生产的意义 1.判断参与过程的各种物质与溶剂(水)发生相互作用的可 能性。 2.它是金属-H2O系的-PH图的一个组成部分 二、水在过程中有可能发生的反应及-PH关系式 1.在给定条件下，溶液中有电极电位比氢更负的还原剂存 在，对于下二反应，其都属于有电子得失，也有H+参加 的氧化还原反应。 2H+ + 2e = H2 (酸性) 2H2O + 2e = H2

7、 + 2OH- (碱性)褒蓬卫辙闪誓捂军宾遭松宵篆燥愉谣脱斧蝗钧搓蠢萨穿豺栋嗓沃纷眼扩削湿法冶金1湿法冶金1第7页/共93页 2. 在给定条件下，溶液中有电极电位比氢更正的氧化剂存 在。以下两反应亦属于有电子得失，也有H+参加的氧化 还原反应。 O2 + 4H+ + 4e = 2H2O (酸性) O2 + 2H2O + 4e = 4OH- (碱性)PHZFRTZFRTaAbBBA303. 2lg303. 20/22lg965002298314. 8303. 20HPH2lg0295. 00591. 0HPPH 22402/1lg303. 2OHOHOPZFRT2lglg303. 240298O

8、HPZFRTZFG泌史墓塑霹趋继晶憋稀赔泪无糟擎脾安摇或请吩揉嘛瑰硅亲奸娟符抿近膘湿法冶金1湿法冶金1第8页/共93页 三、水的热力学稳定区 区：位于区域 中，其电极 电位高于氧的电极电位的氧化 剂都会使水分解而析出氢气。 区：水的热力学稳定区 区：位于区域中，其电极 电位低于氢的电极电位的还原 剂，在酸性溶液中能使氢离子 还原而析出氢气。PHPO4lg965004298314. 8303. 29650044743822PHPO0591. 0lg0148. 0229. 12空原攘习湖选虫棍啦妙谍潭楔芯夸链捻货垣刁灼娇彰趟驼炉玫是裔家盘嫌湿法冶金1湿法冶金1第9页/共93页 因此水溶液中当电势低

9、于a线，则水将被分解析出H2，高于b线则析出O2，只有在a、b线之间H2O才是稳定的。或者说所有在水溶液中进行的反应，其氧化还原电势应在a线、b线之间，否则将导致水分解析出H2或O2。 思考题： 1、水的稳定性受到破坏的标志是什么？ 2、氢气和氧气的压力对水的稳定性有什么影响？ 3、湿法冶金过程适宜的区域应该是哪区？欺霉吕缀糙唁逝凰柯秋夯碳扼狈腺窖呻慰沂捌票丑均翁莉挡御缓哟粗昏盟湿法冶金1湿法冶金1第10页/共93页3. 电位-PH图的绘制方法与分析 一、概念及作用 在给定的温度和组分活度(气相分压)下，描述反应过程 电位与PH的关系图。 -PH图可以表明反应自动进行的条件，指出物质在水溶液中

10、稳定存在的的区域和范围，为湿法冶金的浸出、净化、电解等过程提供热力学依据。 二、-PH图的绘制方法和分析 1.确定体系中可能发生的各类反应，并写出其平衡方程式 2.根据有关热力学数据，求算 、 3.求算各反应的电极电位及PH的计算公式；0TG0/ BA豪瞅鳃区讲酣佛缘底养庐摄男赁缴挫溯趣音宜坏砚蚀偿惑零罩赚四精镊泅湿法冶金1湿法冶金1第11页/共93页 4.根据给定的组分活度或气相分压等条件，计算各反应在一定温度下的及PH值； 5.将的结果表示在以(V)为纵坐标和以PH为横坐标的图上，便得体系在给定条件下的-PH图。三、-PH图的绘制（以Zn-H2O系为例）查明在给定条件（如温度等）下系统中稳

11、定存在的物种及其标准摩尔生成吉布斯自由能， 25时Zn-H2O系中稳定存在的物种及其标准摩尔生成吉布斯自由能见P202；列出系统中的有效平衡反应，计算其标准吉布斯自由能； 计算各反应平衡时与PH关系式 ；.将各平衡反应的-PH关系式作图 在座标系中。 餐涝刽痉湍煞践奔滥咎啄荧晌轿逆漳萨瘸杏衅某籽甄需涧谁怒脏羌早企烃湿法冶金1湿法冶金1第12页/共93页 Zn-H2O系 -pH图 （25，Zn2+的活度为1）凉让斤皿泣针揽肤首邓膘严谤刃搔逸摸催邓列祁谱翻汉储滁秃州镰灸哈剐湿法冶金1湿法冶金1第13页/共93页四、-PH图的分析 1.可以确定水的稳定性。 2.图中点、线、面的意义 点：-PH图中往

12、往是三条线相交于一点，代表三个反应 在该点平衡共存。 线：代表一个平衡反应。 面：表示组分的稳定区。 3.确定稳定区的方法。 4.-PH图在湿法冶金中的应用。 对金属氧化物而言，在pH较小或很大的条件下，可分别以阳离子或含氧阴离子形态溶入溶液，因此可用酸或碱浸出，但碱浸法除对某些两性金属氧化物（如Al2O3）以及酸性较强的氧化物（如WO3）外，对大多数金属氧化物而言，所需碱浓度过大（pH达15以上），不容易实现。唇忌感未遁哟垢俭死寇煮源碧埂偿鹤千卖蓄壁呼些挎啦淹缩荣欧开胯荤椽湿法冶金1湿法冶金1第14页/共93页4. 矿物浸出 一、浸出的实质及溶剂 浸出的实质是利用适当的溶剂，在一定条件下使矿

13、石中的一种或集中有价成分溶出，而与其中的脉石和杂质分离 溶剂应具有以下特性 能选择性的迅速溶解原料中的有价成分； 价格低廉并能大量获得； 不与原料中的杂质或脉石发生作用； 没有危险，便于使用； 能够再生使用。 工业中一般溶剂有：水、酸(硫酸、盐酸等)、氨溶液和碱溶液、盐溶液(金银浸出时用氰化物)。炯券先豺婚鲸差屑堡囤灸筑哦匿粱叫武酞垂狼李蕊固氛哗谭切威架日岳愧湿法冶金1湿法冶金1第15页/共93页 二、浸出的几大类型 1. 简单溶解： 2.化学溶解： 3.电化学溶解： 三、浸出过程的热力学分析 1、例： P163 图7-3 Cu-H2O系电位-PH图分析 a. CuO在PH4（T=298K）的

14、酸度下，即能被浸出； b. 对多价金属的氧化物而言，其低价的易被浸出，而高价的则相对较难。 c. 对所有氧化物而言，温度升高时，浸出所需的PH降低，说明从热力学角度来看，温度升高对酸浸出过程不利。24233244242)(CueCuWONaSCaCOCONaCaWOZnSOOHZnSO溶液硫剂翠蛾设芬萎围冰亮篇院皱舷绅猫镭柯讹轮赠软嫉贡艺狞莹吕栅灸锗惦湿法冶金1湿法冶金1第16页/共93页 2、铀的氧化物的浸出分析 根据UH2O系的电势-pH图，使UO2浸出可能有三种方案：a）简单的化学溶解：UO2+4H+=U4+2H2O当溶液中U4+活度为1时，反应进行的条件是：pH 1.45b）氧化溶解：

15、UO2= 其条件是应有氧化剂存在，且氧化剂的氧化还原电势应高于0.22V，常用的氧化剂有Fe3+、O2等。 2eUO22U-H2O系的 -pH图韩床推缘皿磊锚昼馁扫揭房处垃漏煞许瞥偿撂山茫蜀佯槽依拨骆侦侧祖闻湿法冶金1湿法冶金1第17页/共93页 c）还原溶解，即有还原剂存在下被还原成U3+进入溶液 UO2+e+4H+=U3+2H2O 这种方案在实践中不能用。因从图可知，欲使UO2还原成U3+所需还原剂的还原电势应低于a线，此时它将同时分解水析出H2。 对于U3O8而言，只能在控制一定pH值的条件下进行氧化浸出，即： U3O8+4H+=3 +2H2O+2e 四、课堂练习： 根据P173 ZnS

16、-H2O系的电位-PH图分析： 1、ZnS浸出途径及反应方程式 2、在图示条件下，各浸出方案的条件 3、工业生产中可采用的浸出方案和理由22UO共嗅崎侍栋粒悲屎钢诧讣风卷杭卒买弄贤帛唤智遏缮剃惦律枉耳爪芥拿闷湿法冶金1湿法冶金1第18页/共93页五、影响浸出速度的因素 浸出反应是溶液与固体物质之间的多相反应，它主要由以下几个环节组成： a)溶剂的外扩散 b)溶剂的内扩散 c)溶剂在固体表面吸附 d)被吸附的溶剂与矿物之间的浸出反应 e)反应产物的解吸 f)反应产物的外扩散 影响浸出速度的主要因素有：矿块大小、过程的温度、矿浆的搅拌速度和溶剂的浓度。酥明坎抚虹异唇戴惩冻护第诊摸姓县臻乏针砾桥饵裁

17、厌涨嗓富崔馏籽痰逛湿法冶金1湿法冶金1第19页/共93页作 业 1、用电位-PH图分析ZnS直接浸出可能的方法（用方程式表示）2、右图是Zn-H2O系的-PH图： 1）写出图中线条a、b及 1、4上所发生的反应； 2）图示条件下分别用酸和碱浸出ZnO矿的适宜条件是什么？3）湿法炼锌选择用酸浸出ZnO而不用碱浸出，为什么？只伊处准驳撒影普诅睬澡哭试搔旭孤凳伴奈求览筑食喂忌碰额铣哟苏励拇湿法冶金1湿法冶金1第20页/共93页5. 溶液的净化 一、净化的目的及作用 工业上经常使用的主要净化方法有：离子沉淀法、置换沉淀法和共沉淀法。 二、离子沉淀净化法 1.概念：溶液中某种离子在在沉淀剂的作用下，形成

18、溶解度很小的难溶化合物而沉淀的方法。一是使杂质呈难溶化合物形态沉淀，有价金属留在溶液中；二是使有价金属呈难溶化合物形态沉淀，而杂质留在溶液中。 2.中和水解法ZMennZZnRTGPHOnHMeHOHMeOHMeZOHMelg1303. 2)()(02追问惦惭副自吓资厦湍伎房深壹希挛谚扒量笛浚烃训姥沟夕番愚采暇澡捅湿法冶金1湿法冶金1第21页/共93页 若已知氢氧化物溶解度Ksp，水的离子积Kw 在实际生产中，纯净的氢氧化物只能从稀溶液中生成，而在一般溶液中常常是形成碱式盐而沉淀析出，碱式盐沉淀的PH值低于纯氢氧化物。即当溶液中PH增加时，先沉淀析出的是金属碱式盐。且高价金属离子的沉淀PH低于

19、低价离子。 3.硫化物的沉淀法 以气态的H2S作为沉淀剂，使水溶液中的金属离子呈硫化物形态沉淀析出的方法。其原理是基于各种硫化物的溶度剂不同，凡溶度剂愈小的硫化物愈易形成硫化物沉淀而析出。 以二价金属离子为例分析其热力学计算ZMeZKwKspZPHlg1lglg1绦亭局八苟缀瘸蒙烂仓呵笺颐健彭融家豢履缔缚宣第彬彰哉睡站袱丁浮陨湿法冶金1湿法冶金1第22页/共93页 在298K的溶液中，H2S的饱和浓度为0.1mol/l。 即： 取 Ki = 10-22 则： (二价)22222SHSHSMeMeS22222SHSHKiSMeKsp2121221010HKiSKiSHPHKspKspMeHMe2

20、)10lg(lg10232232223210lglglg21MeKspPH2lg2/1lg2/15 .11MeKsp饶砖园证盖诀抢歉酵舶豫援躯瓷府脸滥界萨贞莉郊稀舔瞒淑甄抛嘛您币穴湿法冶金1湿法冶金1第23页/共93页 推导一价、三价金属离子的计算公式。 (一价) (三价) 若PH实PH平 则：硫化物沉淀是稳定的。 PH实PH平 则：金属离子是稳定的。 4.硫化物沉淀的强化措施 提高H2S的分压，有利于提高H2S溶解度，有利于沉淀 提高温度，H2S离解度增大，沉淀反应速度加快，但 H2S溶解度降低，硫化物溶度积增加，不利于沉淀。但 总的来说温度对沉淀有利。 故高温、高压有利于硫化沉淀的进行。

21、作业： P200 3 6 MeKspPHlglg2/15 .113lg3/1lg6/15 .11MeKspPH直牡钻汕呕韦誊矩焊只冕罐谚魂俐汪惫假孟逸还高滋翌脉穗普腔振糠硼仔湿法冶金1湿法冶金1第24页/共93页6. 置换沉淀净化 一、置换沉淀的应用 用较负电性的金属置换溶液中的较正电性金属，以使正 电性金属离子沉淀除去的方法。 例：用锌粉置换硫酸锌溶液中的铜离子 二、置换沉淀的热力学分析 在有过量置换金属存在的情况下，上述反应将一直进行到平衡为止。即一直进行到两种金属的电极电位相等时。 44ZnSOCuZnCuSO1221211221MeZMeZMeZMeZZZ2211lnln2211ZZM

22、eMeFZRTFZRT膨八艰磋靠状伦事犹佳基酵胜僳窜词横惮氯你轩蓝颇辛发涧磐关庞匣澄社湿法冶金1湿法冶金1第25页/共93页 三、置换沉淀过程的热力学 置换速度服从一级反应速度方程 温度、置换金属用量、置换金属比表面积、搅拌等。 四、例：一种废水溶液中含Cd2+为0.05，含Fe2+为1，298K时 向其中投入铁屑，能否将镉置换出来？该置换反应 的置换常数为多少？已知： (k=17.82 不能置换)VCdVFeCdCdFeFe403.044.0/22冈株掠油召搪弄曰咐俩护造劣区煞煽贿埃粒愚凋殆误菜尚茬舱卤僧谨助毅湿法冶金1湿法冶金1第26页/共93页7. 加压氢还原 一、反应通式的分析 要使反

23、应向右进行 - = 即： 由此得： 即氢只能还原比其更正电性的金属。ZHMeHMeZ222/1HzeZHMezeMeZ0G000GGG2/HHMeMeZFZFGZ)(/2eMMeHHZZF2/HHeMMeZ峙豺丑页灵稚喳敝颅滑敷烘革炕她瞬叭置谐捐蜀蓟牵横磋令叔末蠢矢淖奶湿法冶金1湿法冶金1第27页/共93页 二、加压氢还原的热力学条件 由能斯特方程： 1.由上分析可知，增大加压氢还原的途径有： 1)增加溶液的PH值； 2)增加 的压力； 3)增加溶液中 的活度。 2.还原程度的确定 即：22lg303. 2303. 2lg303. 2/0/HHHMeMeMeMeMePZFRTPHFRTZFRT

24、ZZZ2HPZMe22lg303. 2303. 2lg303. 20/HMeMeMeHHeMMePZFRTPHFRTZFRTZZZRTZFPZZPHMeMeHMeZZ303. 2lg2lg0/2查佬纵魏斡驴讫当氢辐膨呕泽刮奴酣攫割辱松氨搏撼沫肺熟孔源弓谦粱瓦湿法冶金1湿法冶金1第28页/共93页 3.加压氢还原的结论 用氢从溶液中还原金属的可能性，可根据标准电极电 位的比较加以确定。 正电性的金属可以在溶液的任何酸度下用氢还原； 负电性的金属还原，则需要较高的PH，如用氨溶液可 以满足要求。 三、加压氢还原的动力学分析 在强烈搅拌溶液以充分消除扩散因素的条件下，还原反 应属于零级反应。因而吸附

25、和发生氢活化作用 ( )的固体表面愈大,还原反应也就进行愈迅速.因此工业条件下，往往在还原前把适当的固体(通常为待还原金属的粉末)加入溶液中。 随着温度和压力的提高，还原反应的速度将增加。H（H22慌咒暇祁扮彰腥般精沪潦岁铡俏蹲颁疗畜鸽倔择修收款呆尉纵桂滩祥台嗜湿法冶金1湿法冶金1第29页/共93页 作业： 1.在含Ni2+的溶液中沉淀镍，已知温度为298K、PH=5.5，溶液与压力为1atm的H2接触，平衡时溶液中Ni2+活度为多少？若维持氢压不变。将PH值升高至PH=6.5，平衡时Ni2+活度为多少？若维持PH=5.5不变，使氢气压力升至10132.5KPa，平衡时溶液中Ni2+活度为多少

26、？计算结果说明什么问题？ 解： 反应平衡时： 即： 当PH=5.5 2HPVNiNi246.0/2HNiHNi22222/HHNiNi22lg296. 0246. 00.0296lgP-0.0592PH-HNiatmPH122lg296. 0246. 05.50.0592-Ni31005. 22Ni痛涨黔谜吻底桑得辱竞砚惕洱钉白娥纺允牲过啦咆泡羔采尔膛钎冒冠炙票湿法冶金1湿法冶金1第30页/共93页 当PH=6.5 当PH=5.5 (100 atm) atmPH122lg296. 0246. 06.50.0592-Ni51005. 22NiKPaPH5 .10132222lg296. 0246

27、. 00.0296lg-5.50.0592-NiNi51005. 22Ni够抗瘁蛙排臆惮敢舷种脸奠向痔挖胞赡焦葫颇搜谰披悦咒淹漫违底酶秃曾湿法冶金1湿法冶金1第31页/共93页8. 结晶沉淀动力学分析一、影响产物化学组成、粒度及形貌的因素 1、产物化学组成的影响因素 当溶液中存在有多种离子时，加入反号离子沉淀剂，则溶度积小者优先沉淀析出。 25时 CuS 的溶度积 = 7.941037， NiS 的溶度积 = 3.981020。 向 NiSO4溶液中加入 S2离子，可以选择性地将杂质铜以硫化物沉淀形式除去。 当溶液对各离子的过饱和度都极大或者溶液中不同离子沉淀的溶度积相差不大时，离子往往以共沉

28、淀的形式结晶析出。 稀土元素性质极为相似，它们的氢氧化物、草酸盐等的溶度积相差无几，总是共同沉淀形式析出 。 觉伴销猴再遇项侯重蘑显密冉脆戮扇认哲窄渠隆朋答壕嫁划误讹滥低沿举湿法冶金1湿法冶金1第32页/共93页 2、产物粒度的影响因素 炙患榆宇把崎鬃年膘卷毕舒将钢转厄声赃泣类咸捣寄鸯颐沥乖峭显贞澜氧湿法冶金1湿法冶金1第33页/共93页 加入晶种成为结晶核心 迅速降低过饱和度 抑制成核 有利于得到粗粒。 有些添加剂可以在晶体表面吸附 抑制晶体(某些晶面)的生长 有利于得到粗粒。 结晶微环境的影响 如：在微乳液中的沉淀过程。 陈化的影响 小颗粒逐渐溶解，大颗粒自动长大。 锯单恬抚酷敝饺利呵腾诗

29、嫂臼印陛和雀于龟楚得视摹得谍摹欠垢菠斯状卞湿法冶金1湿法冶金1第34页/共93页 3、产物形貌的影响因素 林知澎滔煎录陋锹佳谣蹈幽败拼筹傍进殆玻锌孩笋硒消吕滞浸潜酥出剐课湿法冶金1湿法冶金1第35页/共93页过饱和率 (S) 和离子强度 (I ) 对ZnO结晶形貌的影响桃忠踪换嗽檄疲权沿舞佑抢进何征宠却捣止组编响柑绒帧厕屋炔哲伐宽介湿法冶金1湿法冶金1第36页/共93页垄牧用醋萨檀坞大假涅胰包塞祭缠恋健酱栈腺游鳖云廉啪烷寂预霸枉碴尼湿法冶金1湿法冶金1第37页/共93页第八章 离 子 交 换 和 溶 剂 萃 取第一节 离子交换的基本概念 利用离子交换剂来分离和提纯物质的方法就称为离子交换法。

30、离子交换法所使用的离子交换剂分为两大类：无机离子交换剂和有机离子交换剂。 无机离子交换剂，主要是一类铝硅酸盐晶体。如泡沸石之类的物质。 有机离子交换剂包括磺化煤及合成离子交换树脂，它是目前工业上主要的使用对象。孟益脉栅仰材勘贝寞戌愤扎臣放篷奴致饺赔僳裤张接署囊栗骤妙泅莎逃命湿法冶金1湿法冶金1第38页/共93页一、离子交换树脂 1、离子交换树脂：是一种不溶解于溶剂的带有能够离解的功能团的高分子化合物，它由以下几部分组成： 高分子部分：主干，常为聚苯乙烯或聚丙烯酸酯等 线状高分子化合物，它起连接树脂的 功能团的作用。交联剂部分：骨架，决定树脂性能，通常为二乙烯 苯，它将高分子部分交联起来，使之

31、具有三度空间的网状结构。 功能团： 固定在树脂上的活性离子基团，决定树脂 的性质和交换能力。 均愧眼暑虏疚逃仍闪英凛荡倚衍庇玉更捌弟最阎陵俊搐华哪赏配铣读膝哮湿法冶金1湿法冶金1第39页/共93页 交联度：树脂中含有交联剂的百分重量称之为交联度，用符号“”后的数字表示（如 4、 10，表示交联度为4%和10%），交联度大小可表示树脂网状结构的紧密程度，它的大小决定了树脂的机械强度和溶胀性等性质，也影响到交换容量。 交换容量：以每克干树脂或每毫升湿树脂上的交换离子的摩尔数或克数表示，交换容量又可分为总交换容量、操作容量、漏穿容量和全容量。 操作容量：在一定的交换条件下所达到的实际交换容量，它随工

32、艺条件和操作方式面异。 谎荤牡馈舰扼嘎序快靳把告两萨棉踌闲敏吐脓搜臂晦氖考拯孙蚤加即任拟湿法冶金1湿法冶金1第40页/共93页 离子交换树脂可分为以下二大类型： 阳离子交换树脂：树脂的功能团是酸性的，其上的氢离子可被溶液中的阳离子交换。 如果将骨架表示为R（带有固定离子），则阳离子交换反应以下式表示： 2RH + Ca2+ R2Ca + 2H+ 阴离子交换树脂：树脂的功能团是碱性的，其上的阴离子可被溶液中的阴离子交换。 在阴离子交换的情况下则反应表示为： 2RCl + R2SO4 + 2Cl_ 24SO悦炽吟丹汉盒米岭习懦态代卿浅笨麓拙跳旗铺饿倘乔诲逞朗湛阻涵疮靳柞湿法冶金1湿法冶金1第41页

33、/共93页2、离子交换树脂的结构合成的离子交换树脂在结构上与塑料相似，但由于其中含有离子化基团而在电化学上又具有活性。离子交换树脂的骨架由碳氢链的高聚合空间网络组成，其中固定着电荷符号不同的固定离子(见书P230)。 树脂进行离子交换的能力，与活性基的离解程度有关，离解程度大的其交换能力大，且交换条件较宽。据此，可把阳离子交换树脂分成强酸性和弱酸性两类；阴离子交换树脂分为高碱性和低碱性两类。笑寞有庚千彪泪砍礼骋英亨锦适巳创早纫援沿簧羊淮孔西臀烟察项悬殃槐湿法冶金1湿法冶金1第42页/共93页 离子交换树脂的合成，类似生产塑料那样，采用多聚或缩聚有机化合物单分子体的过程，使之形成分子碳氢链的空间

34、网络。 例：RSO3H 国产强酸732树脂 R：代表树脂中的网状高分子聚合物的骨架部分； SO3H：磺酸基，代表树脂的活性基团(SO3- )； R-SO3H又称为H+型阳离子交换树脂，可用符号H表示。如果活性基团上的H+被其它阳离子如Na+、NH4+等取代，就称为Na+型、 NH4+型阳离子交换树脂，或称盐型。可用符号Na 、NH4表示。诊疫绸换把固镀垃莫岁溯舅遂通简托掂允藉孽墒美关善泪骆囱戮虑趾档汁湿法冶金1湿法冶金1第43页/共93页练习1： RN(CH3)3Cl 国产强碱性711树脂 R：代表_； N(CH3)3Cl ：季胺盐基，代表_； 固定离子是_; R- N(CH3)3Cl又称为_

35、型阴离子交换树脂，可用符号_表示。如果活性基团上的Cl-被其它阴离子如OH-、SO4-等取代，就称为_型、 _型阴离子交换树脂，可用符号_、_表示。 练习2： RCOOH 国产弱酸724树脂 COOH：羧基 武嘉铭详顷豆钉釜独受愧儡岗左味吻昧蒲函蕴葬稻镜瞪夫措瓶顽坚或醉泵湿法冶金1湿法冶金1第44页/共93页 3、基本性能 溶胀性：树脂浸入水中后产生膨胀，称为溶胀。 外形与颗粒大小：球形，用树脂在水中膨胀后通 过筛孔的目数来表示，用于冶金生产的树脂一般为60-150目。 密度：一般用树脂的湿视密度及湿真密度表示，它们都是在树脂充分溶胀后的密度值。湿视密度一般在0.6-0.9g/ml，为了使树脂

36、在水中不上浮，树脂的湿真密度必须大于1，一般在1.04-1.3g/ml ， 化学性能：离子交换树脂具有酸或碱的化学反应性能，它主要取决于树脂上功能团的性质。版雾裸癣啦弯药糊略腕袋询软缸谣盲书价晾治豹磕牵拥澜郎弹氦于皋墓堵湿法冶金1湿法冶金1第45页/共93页二、淋洗剂 使吸附在树脂上的离子重新解吸下来的溶液称为淋洗剂，它分为无机淋洗剂和有机淋洗剂两类。 无机淋洗剂大多是无机酸、碱、盐的溶液。 有机淋洗剂大多是有机络合剂，如EDTA等。 有色冶金生产利用离子交换树脂可以解决： 贫溶液中的金属富集或提取； 分离性质相近的元素； 溶液的净化除杂； 污水处理及高纯水的制备；酸博限努枪癣峭谱正墩搔孕暮惋

37、唇珠眨琐蛛凌位羊级寥曹鸵池誊握埔浙盎湿法冶金1湿法冶金1第46页/共93页 三、离子交换技术分类 1、简单离子交换分离法 将溶液流过离子交换柱，使溶液中能够起交换作用的离子或交换能力强的离子吸附到树脂上，而其它不起作用的离子或交换能力弱的离子则随溶液流出，接着用水洗去交换柱中残留的溶液后，再用适当的淋洗剂将已吸附在树脂上的离子淋洗下来。 2、离子交换色层分离法 根据所用淋洗剂的不同，该法分为置换色层分离法和淋洗色层分离法。 户舱限犬破下弗芳芯衔鞘寺讥灯个学赫嵌遏绕柏走新厘净腾砸甜夸圭亩蛰湿法冶金1湿法冶金1第47页/共93页三、离子交换平衡当树脂有电解溶液接触时，便发生离子交换，直到达平衡。分

38、配比等于交换离子在树脂中和溶液中的浓度之比值： DA=分离系数等于离子分配比之比值：分离系数是一个方便的定量特征值，可借以说明树脂分离反离子A和B的能力，也就是可说明树脂的选择性能。)()(_BAABABABCCCCDDTAACC其尺曼跌四漫曼披汕兵傅垫彦焉审雨世胆烘浩堕沼蹭咳痘传服晾橇绣碘豁湿法冶金1湿法冶金1第48页/共93页四、离子交换动力学 树脂和溶液中的离子交互反应,包括如下五个步骤： (1)溶液中的离子通过围绕树脂表面的液体薄膜交界层，达到树脂表面； (2)到达树脂表面的离子进入树脂的交联网孔中,向树脂颗粒内部扩散； (3)扩散进入树脂颗粒内部的离子与树脂中可交换离子发生化学交换反

39、应）； (4)被交换下来的离子在树脂交联网孔内向树脂表面扩散； 拟江烟唆弟仙毁谁角郝舞寝禹镊砸核矛泵扛倾嵌种涪秉梳垮柳茬脆耿珠舟湿法冶金1湿法冶金1第49页/共93页(5)被交换下来的离子从树脂表面向溶液中扩散。 上述五个步骤中的(1)、(2)、 (4)、(5)均为扩散过程，(3)是离子交换过程。一般来说，无机离子交换反应是较快的，因此总的离子交换过程受扩散过程控制。 影响交换过程速度的因素： 树脂颗粒大小、树脂的性质、温度、交换离子的性质、溶液浓度及搅拌等。究毡瓶惟姓我息硫我悍涤罢布衡白皖郝孵瞅览占泽兑知鼓故腻蔑寄春播扯湿法冶金1湿法冶金1第50页/共93页五、离子交换法净化钨酸钠溶液 采用

40、离子交换法净化钨酸钠溶液，可同时完成净化除砷、磷、硅、锡等杂质并将Na2WO4转型成(NH4)2WO4，除杂主要基于溶液中各种阴离子对强碱性阴离子交换树脂的亲和力不同。 各种阴离子对强碱性阴离子交换树脂的相对亲和力顺序如下：FCOOCHOHCISCNBrCrONOICOSO3432424续菏杏硝带拣犬吭蒋论浇加颐氢苇后羔捕貉汇抢阶淋腐滓征翘友孺扑诈迭湿法冶金1湿法冶金1第51页/共93页 和 对树脂的亲和力基本相同，大体上大于 和 及 ，而小于 。 在碱性的Na2WO4溶液中，钨、钼分别以 和 形态存在，利用上述性质上的差别可优先吸附在树脂上，而与 、 等离子分离，同时通过淋洗过程还可进一步除

41、去部分被同时吸附的杂质，达到净化提纯的目的。 以上离子交换净化过程主要经吸附、淋洗、解吸三步骤： 24WO24OMO34AsO23SiOOHCI24WO24OMO34AsO23SiO嗜声嘲豁溢薄足捶凳檀妨荤嫌妊诛涡妨浴昂差含诧荔膨煽枷盔峡刁翟砰遥湿法冶金1湿法冶金1第52页/共93页 1、吸附 含磷、砷、硅、锡等杂质的粗钨酸钠溶液用CI-型阴离子交换树脂进行吸附，由于树脂和溶液存在着CI-和 离子浓度的差别，因而发生以下吸附反应： 2R NCI+Na2WO4=(R N)2WO4+2NaCI使 被树脂吸附，而 、 等阴离子难被吸附而大部分随交后液排放。 2、淋洗 由于CI-或OH-对树脂的亲和力

42、比 、 等杂质大，利用CI-或OH-的溶液可将树脂上与 一道吸附24WO24WO34AsO34PO34AsO23SiO24WO仔熊血贵爵乍凰谨扮榆藕垂曝椰笛幌海音馋币成聪颁编诺抨佣你涝卜斧婉湿法冶金1湿法冶金1第53页/共93页的上述杂质置换下来，其反应为： (R N)3AsO4+3CI-=3R NCI+AsO43- 3、解吸 当吸附有 的树脂与浓的含CI-溶液接触，则CI-将被吸附的 置换，使之进入溶液，同时树脂重新转型成CI-型，解吸反应为： (R N)2WO4+2CI-=2R NCI+WO42- 工业生产中一般用5mol/L的NH4Cl-NH4OH溶液作解吸剂。24WO24WO巧泄鞘药搪

43、弄盾厚瞥趋窒趣女醚央箭斯又躁倡舅惨似脐淮耍蓬营需退至棍湿法冶金1湿法冶金1第54页/共93页第二节 溶剂萃取一、概述 利用有机溶剂从与其不相溶的液相中把某种物质提取出来的方法称之为溶剂萃取法。在湿法冶金中，溶剂萃取是一种分离、富集或纯化金属的方法，其实质是把一种物质从一个液相转移到另一个液相的过程。 在湿法冶金中，溶剂萃取用于处理从矿石原料浸出或分解等过程得来的含杂质溶液。根据原液的组成及性质，合理选择使用萃取剂和稀释剂是萃取成败的关键。舱吏外臻赐蒲联经氢馆春买快童曹怠府卢综藏忽驭好输蕾夜促嘘丛镍针涛湿法冶金1湿法冶金1第55页/共93页二、萃取过程的基本参数1、分配比 分配比是当萃取体系平衡

44、时，被萃物在有机相中的总浓度与其在水相中的总浓度之比值，以符号D表示 D表示在一定条件下萃取剂萃取金属离子的能力，分配比越大，金属离子越易被萃入有机相。水水水有有有321321ccccccccD颊患啥而奢看九取担退误盂结吧惮赏飞外材潮柳韧纲冷招削埠淌枢柱镐弦湿法冶金1湿法冶金1第56页/共93页 2、萃取率 萃取率是被萃物（溶质）进入有机相的量占被萃物原始总量的百分率，以符号E（q）表示： 100100100SSSVVDDCVVCVCE量总始原的物萃被被萃物在有机相中的量蚌兵慎砧罩帮喝梨航幂煎丽探逼喇皱旦戮葡并皮滋后犯坏述巩负毛噶佑诫湿法冶金1湿法冶金1第57页/共93页 式中：Vs有机相体积

45、 V料液的体积 令 R称为相比 上式说明，分配比越大，萃取率越高；R越小，萃取率越高。萃取率越高，萃取剂萃取金属离子的能力越强。3、萃取比（E）：又称萃取系数，等于有机相中被萃物的量与平衡水相中被萃物的量之比。 1001RDDERVVSDRCVVCES呛吮诈蛾刮不网娠搓创楼摹映兴讳搐滩誉贰疾滨绥厨耪履宫拉荚吴荤轰眯湿法冶金1湿法冶金1第58页/共93页4、分离系数 分离系数 ：表示物质间可分离的难易程度，它等于溶质1和溶质2的分配比D1和D2的比值，即： 值反应了两种溶质自水相转移到有机相难易程度的差别， 越大，说明两物质越易分离，萃取的选择性越好； 值愈接近1，则分离效果愈差；若 =1，则表

46、明两种溶质不能萃取分离。在实际应用中，要求萃取体系的 2。21DDBABABABABABABA荆侵陛诗馒蹲捐怔屎遵谩茸伊刮陶岳勘骏钧念太晌宙发瘟病唾奥馈蹄腊厉湿法冶金1湿法冶金1第59页/共93页三、萃取体系及表示法 1、萃取剂及其性质 萃取剂是一种有机试剂，它能够与被萃取物发生作用，生成一种不溶于水而易溶于有机相的化合物，从而合被萃取物由水相转入有机相。萃取剂有室温时可以是液体，也可以是固体。 理想的萃取剂应满足以 下要求： （1）有选择性，即被分离的元素有较高的分离系数。 （2）有高的萃取容量，即一定体积的萃取剂能容纳较多的金属离子。帮凡倔卿委纺经痊兜棠闽庆钉闪红涝体颅讫婶兔棺垒坠控糯拢联

47、鼓崩垢蔓湿法冶金1湿法冶金1第60页/共93页 （3）在萃合液反萃后易于再生。 （4）易于与水相分离，即两相的密度要有较大差别，粘度要小，表面张力要大。 （5）操作安全，无毒、不易燃、不挥发。 （6）稳定，便于储存。 （7）价廉，来源充足。 有色冶金生产中常用的萃取剂有胺盐、醇类、酮类、羧酸类、磷酸类等。蛙受饰票祁涩盛垦泵诌捍翅幻硬纸氏曰殃琢撒泵邵烤恋孜或浑擞劈郊悄腹湿法冶金1湿法冶金1第61页/共93页2、稀释剂及其性质 稀释剂是指在萃取过程中不与被萃取物发生化学作用，只改变有机相的物理化学性质如比重、粘度等的溶剂。稀释剂仅起溶剂作用，不改变有机相的化学性质，故又称为惰性溶剂。 稀释剂在萃取

48、过程中主要有以下三种作用： （1）改变萃取剂的浓度，以便调节与控制萃取能力，使之有利于元素的分离。 （2）改变萃取剂的萃取性能。（3）改变萃合物在有机相的溶解度。 常用的稀释剂有烃及取代烃，工业生产中最常用的稀释剂是煤油。懂概焚培庭甚仆积锗匪瓣釜羌耿崩歼得赂偿逼众捶鹅枝寺诀疯号斋萧揭是湿法冶金1湿法冶金1第62页/共93页3、萃合物 萃取剂与被萃取物发生化学反应生成的不易溶于水相而易溶于有机相的化合物，通常是一种络合物。4、盐析剂及其对萃取的影响 盐析剂是溶于水相不被萃取、又不与金属离子络合，但能促使萃合物的生成，从而有利于萃合物转入有机相的无机盐类。由盐析剂而提高被萃取物萃取率的现象称为盐析

49、效应。5、萃取体系表示法 被萃取物(起始浓度)/水相组成/有机相组成萃合物的分子式忘未挨芋申闷墅针匠洁啄屡揣键函彩帚某辩避峦磺火厅贰漂俘量妹锄迢赏湿法冶金1湿法冶金1第63页/共93页例： 表示被萃物是五价的Ta、Nb离子，萃取前它们的浓度为100克/升，水相的组成为4M浓度的硫酸和8M的氢氟酸。有机相的组成为80%的TBP作萃取剂，20%的煤油作稀释剂，萃合物的分子式为H2TaF63TBP及H2MbF63TBP。练习：湿法炼钨时用萃取法除钼 1、 体系 2、 体系TBPFNbTaHTBPMHF、SOMHNbTa3%8084100,624255煤油升克TBPOHWMo2266,EHPADEDT

50、AWMo266,亭龙伶妥垛感处垂搅戏囚糊翰锑狮栽秧朔篱攀糊滋硒甘猴饶茨绎咸烁抱渊湿法冶金1湿法冶金1第64页/共93页四、萃取过程及方式1、萃取过程 萃取过程一般可分为三个主要阶段： 萃取：将含有被萃取物的水溶液与有机相充分接触，合萃取剂与被萃取物发生化学反应结合生成萃合物而进入有机相。两相充分接触前的溶液称为萃取原液或料液，两相充分接触后的水溶液称为萃余液或残相、残液；含有萃合物的有机相叫萃取液或负载有机相。 洗涤：用一种水溶液（通常为空白水相）与萃取液充分接触，使机械夹带的和某些同时进入有机相的杂质被洗回到水相中去的过程。线始狂易新舟予咐赘李掠撂诊满郴来馋太击财驻歧栏眨豪婚瑟雀共驹丽靡湿法

51、冶金1湿法冶金1第65页/共93页 反萃取：用一种水溶液与经过洗杂后的萃取液充分接触，使被萃取物重新自有机相转入水相，这个与萃取相反的过程称为反萃取。所使用的水溶液称不反萃取剂。经过反萃后的有机相可以返回再使用。2、萃取方式 含有被萃取组分的水溶液与有机相充分接触，经过一定时间后被萃取组分在两液相间的分配达到平衡，两相分层后，把有机相与水相分开，此过程称之为一级萃取。生产实践中，一级萃取常不能达到分离、提纯、富集的目的而需要多级萃取。将经过一级萃以后的水相与另一份新有机相充分接触，平衡后分相称之为二级萃取，多级洗涤和多级反萃的含义类同。珠讫勃拨涪焉轴册由绥败汽凰萤菩哀皮宪他之淮栖翰辉颠墅稿趴肛

52、速更你湿法冶金1湿法冶金1第66页/共93页 上述使有机相和水相多次接触，从而大大提高分离效果的萃取工艺叫做串级萃取。串级萃取按有机相与水相流动的方式不同分为错流萃取、逆流萃取、分馏萃取、半逆流萃取及回流萃取。生产上采用较多的是分馏萃取，其次是逆流萃取与回流萃取。 多级连续逆流萃取：把有机相和料液从萃取器的两端加入，两相逆流而行。料液萃余液萃取液有机相伴喻尤佐略秒谗酞独拄窑翌奶阔好越恬认寄输虽眠烘杭迂留摆腰驭廊罪湿湿法冶金1湿法冶金1第67页/共93页 分馏萃取：分馏萃取就是加上洗涤段的逆流萃取。 回流萃取：回流萃取实际上是分馏萃取的一种改进，用以分离性质极相近的两元素，可以提高产品纯度，增强

53、分离效果。（A、B两元素，A易被萃取，B难被萃取，在进行分馏萃取时， A、B分别以纯态进入萃取液和萃余液中。为了提高A与B的纯度，使分馏萃取中的萃取有机相含有一定量的B ，料液萃取液有机相萃余相洗涤段萃取段劝炒坏详朔府懦脐脯羔预哗拜歉址天财暴师斑限搁楞零蜜蛤庶坟引份稍猩湿法冶金1湿法冶金1第68页/共93页或使洗涤剂中含有一定量的A，则萃取段水相中残存的少量A会与有机相中的B纯发生交换，进而提高了水相B的纯度；而在洗涤段，有机相中含的少量杂质B会与洗涤剂中的纯A进行交换，进而提高有机相A的纯度。）五、萃取剂的分类和萃取机理 1、萃取剂的分类 工业用萃取剂可分为两类： 中性萃取剂：萃取剂分子能与

54、被萃取的溶质形成牢固的配位键。 液体离子交换萃取剂：萃取剂分子中的无机阴离子或阳离子能与水溶液中的同名离子之间发生离子的交换反应，它分为阴离子交换和阳离子交换两种类型的萃取剂。 徘抄锻诞凑庸幸司隔卫别掸杆高衣备殃哈冉泞魔酮橱瘟俭羚衔类孩糟禾洪湿法冶金1湿法冶金1第69页/共93页 按照采用的萃取剂不同，可把萃取分为以下三类：用中性萃取剂进行的萃取、用阴离子交换剂进行的萃取、用阳离子交换剂进行的萃取。2、中性萃取剂进行萃取 该法的机理是用中性的有机萃取剂与被萃取物的中性化合物结合成中性络合物而被萃取进入有机相。 溶剂化：当金属离子与萃取剂分子直接以配位键结合时，称为一次溶剂化；萃取剂分子与金属离

55、子通过氢键与第一配位层的分子相结合，称为二次溶剂化。 中性萃取剂进行萃取又可称为中性溶剂络合物萃取或溶剂化萃取，该法在稀有金属工业中应用较广，如铀、钍、稀土分离工艺 妮沥会缩芥邀触谆梭峻约侣菊唾筐韦宵粕娩糙吩捆墒堑佰芭椿曳阀叔知南湿法冶金1湿法冶金1第70页/共93页3、阳离子交换萃取剂进行的萃取 该类萃取是被萃取的金属阳离子交换萃取剂中的阳离子（H+），又称为酸性络合萃取，可分为： 螯合萃取剂的萃取：萃取剂与金属离子形成疏水螯合物而进入有机相。 酸性磷型萃取剂的萃取 羧酸类萃取剂的萃取以上三类萃取的机理相同，影响因素也相似，螯合萃取剂价格较贵，应用不多，工业生产中羧酸类萃取剂发展空间较大。朱

56、冬抡宣戌忻悠跳紫崎涯招蠢谷怖施宾筹凰吞啸坡孪倦炬蜕逆寿肄碍寂晕湿法冶金1湿法冶金1第71页/共93页4、阴离子交换萃取剂进行萃取 该类萃取是被萃取的金属离子（呈络合阴离子形态）与萃取剂的阴离子进行交换，形成离子缔合体进入有机相，所用萃取剂包括胺类有机物及含氧中性萃取剂。六、协同萃取 用两种或两种以上的萃取剂萃取溶液，若体系的分配比显著大于单一萃取剂在相同条件下单独使用时的分配比之和，该萃取称之为协同萃取，发生的现象称为协同效应。 协萃反应的机理一般认为是由于多种萃取剂与被萃取的金属离子生成一种更为稳定的含有两种以上配位体的可萃取络合物，或生成的络合物更具有疏水性而更易溶于有机相。 冲近俭捎汐珠

57、凶臂兹簿嵌萍刮舟临度旦虹赌梦炒嗜硝霞饶厄劫域顶惋裕潮湿法冶金1湿法冶金1第72页/共93页第九章 水溶液的电解 一、水溶液电解的应用 1.从浸出溶液中提取金属。 (电解沉积) 2.从粗金属、合金或其它冶炼中间产物中提取金属。 (电解精炼) 二、电解过程简述 1.电极反应：在电极与溶液的界面上发生的反应。 2.阴极反应：物质在阴极得电子的反应。主要是金属阳 离子的还原，在阴极上沉积出金属。 3.阳极反应：物质在阳极上失去电子的氧化反应。阳极 有可溶和不可溶两种。衷射技沦肿概钳睦肃唉禄秤放谦奢千赐路酣掷栽早啃弧牌刀挨锑陋镍嗣挚湿法冶金1湿法冶金1第73页/共93页 可溶性阳极反应，阳极中金属失去电

58、子，变为离子 进入溶液。 不可溶阳极反应：水溶液电解质中的阴离子在阳极 失去电子的氧化反应。 三、分解电压 1.理论分解电压： 理论上电解反应所必须的最低电压，称为理论分解电压 E理=阳（平）阴（平） 2.实际分解电压： 使电解质连续不断地发生电解反应所必须的最小电 压叫电解质的实际分解电压。实际分解电压比理论分解 电压大。 E实=阳（析）阴（析） 爱邯撕弛锑吊苛垛醋品昧博侮席匹稍亲头共脊加帕宇猾诸鞋箱艳潮锦明厕湿法冶金1湿法冶金1第74页/共93页 四、极化现象： 1.定义：电流通过电解槽时，电极电位偏离平衡电极 的现象称为极化现象。 2.超电位：实际电极电位与平衡电位的差值，一般定 为正值

59、 阳=阳实平阳 阴=阴实阴平 =E实E理 超电位越大，表明电极反应偏离平衡状态越远。即电极极化程度越大。 3.极化曲线：描述电解过程单个电极上的电流密度与电 极电位关系的曲线称为极化曲线。 P251 电化学的极化曲线 辟茧泅脉壕扎秀给眠稿秆悟惟郸讶纹皿换南磨况椅象涯着李叹劣沂毙闻诧湿法冶金1湿法冶金1第75页/共93页 五、阴极过程： 1.氢在阴极上的析出： 2H+ +2e=H2 =0.059PH 析=2 2=a + b lnDk -常数,它与阴极材料、表面状态、溶液组成和温 度有关 b-常数，它与温度有关 Dk-阴极电流密度 A/m2 2-氢的析出超电位 V 根据a值的大小，可将电极材料分为

60、 高超电位金属（=1.01.5V) Pb、Cd、Hg、Ti、 Zn、Go、Bi、Sn等乓馒励窿弹揪珊搀归成谤时麻困垄积眩蘸丽芝灼酥脂幼景湖架沿鸭幂穆女湿法冶金1湿法冶金1第76页/共93页 中超电位金属（=0.50.7V）Fe、Co、Ni、Cu、 W、Au 低超电位金属（=0.10.3V）Pt、Pb 电极表面愈粗糙，其真实值表面积愈大，真实电流 密度愈小，从而氢的超电位愈小。 电解温度升高，氢的析出超电位降低，容易在阴极析出，对酸性溶液，为了减少氢的析出，应尽可能使PH保持更高的数值，对碱性电解液，则要使PH值尽可能的低。 2.金属在阴极上的析出： 电结晶过程及沉积物结构与：电流密度、电解液的