[發(fā)明專利]堿性溶液體系下電沉積鋅方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200710099413.X | 申請日： | 2007-05-18 |
| 公開（公告）號： | CN101307464A | 公開（公告）日： | 2008-11-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 周利民;周躍民;劉偉春;王菁迅;王艷境;王羽潔 | 申請（專利權(quán)）人： | 周利民;周躍民;劉偉春;王菁迅;王艷境;王羽潔 |
| 主分類號： | C25C1/16 | 分類號： | C25C1/16 |
| 代理公司： | 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 朱麗華 |
| 地址： | 100041北京市石景山區(qū)廣寧*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 堿性 溶液 體系 沉積 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及堿性溶液體系下電沉積鋅方法。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)電沉積法煉鋅，是用稀硫酸浸出鋅礦焙燒后的氧化鋅，氧化鋅進(jìn)入稀硫酸溶液后再以電解沉積法將氧化鋅電解為鋅，當(dāng)用稀硫酸浸出鋅礦焙燒后的氧化鋅時反應(yīng)如下：
ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O
浸出的混合溶液經(jīng)去除雜質(zhì)后進(jìn)行電解，以鋁板為陰極，鉛板或鉛銀合金板為陽極，電解反應(yīng)如下：
ZnSO4+H2O＝Zn+H2SO4+1/2O2
在陰極析出鋅，在陽極析出O2并產(chǎn)生H2SO4，將陰極析出鋅剝離熔鑄成錠。這種濕法煉鋅可直接得到純度較高的鋅且生產(chǎn)效率高，但電能消耗大。此方法適合由鋅礦煉鋅。
在我國越來越高環(huán)保的要求和大力提倡的循環(huán)經(jīng)濟(jì)以及對礦產(chǎn)資源的合理利用的前提下，對于廢棄堿性含鋅電池(如：堿錳電池、鋅空氣金屬燃料電池等)中鋅資源的再生利用已經(jīng)引起了國家的高度重視，顯然這部分資源的再生利用不太適合采用傳統(tǒng)的酸性環(huán)境下的濕法煉鋅工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種堿性溶液體系的電沉積鋅方法，其可實(shí)現(xiàn)廢棄堿性含鋅電池中鋅資源的再生利用及鋅空氣金屬燃料電池中鋅負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的電解還原和循環(huán)利用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種堿性溶液體系的電沉積鋅方法，其方法步驟如下：
1)用6mol/L～10mol/L的氫氧化鉀溶液溶解堿性電池負(fù)極材料鋅和鋅的氧化物，配制成每升20g～30g氧化鋅的飽和溶液；
2)放入電解槽中，采用電沉積法析鋅粉，電沉積參數(shù)：槽壓2.0V～3.5V，電流密度60mA/cm2～200mA/cm2，溫度+40℃～+60℃，飽和溶液循環(huán)流動速度40L/h～80L/h，極距50mm～80mm；
3)收集析出的鋅粉，收集頻率為每30分鐘～60分鐘收集一次；
4)得到電沉積鋅粉顆粒2μm～12μm。
本發(fā)明堿性溶液體系的電沉積鋅方法適用于廢棄堿性含鋅電池中鋅資源的再生利用及鋅空氣金屬燃料電池中鋅負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的電解還原和循環(huán)利用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1、本發(fā)明堿性溶液體系的電沉積鋅方法可以把堿性含鋅電池(如：堿錳電池、鋅空氣金屬燃料電池等)中鋅負(fù)極材料直接二次還原利用。
2、可大大降低電解過程中電能消耗，節(jié)省了鋅空氣金屬燃料電池的使用成本。
3、本發(fā)明堿性溶液體系的電沉積鋅方法得到的鋅粉為海綿狀活性鋅粉，操作簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
4、堿性含鋅電池(如：堿錳電池、鋅空氣金屬燃料電池等)中鋅負(fù)極材料循環(huán)使用可以減少污染，提高有色金屬材料鋅的利用率。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明用于堿性溶液體系的電沉積鋅方法，其具體方法步驟如下：
1)收集原料，將堿性電池負(fù)極材料鋅和鋅的氧化物集中備好放入容器中，加入6mol/L～10mol/L的氫氧化鉀溶液溶解，測試，達(dá)到配制液為每升含20g～30g氧化鋅的飽和溶液；
2)放入電沉積槽中，采用電沉積法析鋅粉，選定電沉積參數(shù)：槽壓2.0V～3.5V，電流密度60mA/cm2～200mA/cm2，溫度+40℃～+60℃，飽和溶液循環(huán)流動速度40L/h～80L/h，極距50mm～80mm；
3)鋅粉不斷析出，收集，收集頻率為每30分鐘～60分鐘收集一次；
4)將收集到電沉積鋅粉顆粒(顆粒應(yīng)為2μm～12μm)封裝。
本發(fā)明堿性溶液體系的電沉積鋅方法所采用的電沉積槽，正極采用不銹鋼板，負(fù)極為合金板。不銹鋼為不溶性陽極，由于氫在合金板的析出電位較高，有利于鋅的析出，可減少電能消耗。
本發(fā)明堿性溶液體系的電沉積鋅方法工藝流程為：
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明
實(shí)施例1：
1、用3L，8mol/L濃度的氫氧化鉀溶液與550g的鋅膏原料反應(yīng)，得到飽和溶液；
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