[科普中国]-锑电解精炼

锑电解精炼(electrarefining of antimony)是指粗锑阳极在电解质溶液中于直流电的作用下溶解，在阴极析出纯锑的锑精炼方法，在工业生产中，多用来精炼含贵金属的粗锑，回收贵金属。也用来处理含杂质较多的粗锑和含锑残渣。粗锑阳极在氟化氢、氟化锑和硫酸混合液中，于直流电作用下失去电子成为离子进入溶液，同时锑离子向阴极迁移，在铜阴极上获得电子，还原成金属锑，粗锑中杂质或进入溶液，或残留在阳极泥中而与锑分离。

简介锑电解精炼(electrarefining of antimony)是指粗锑阳极在电解质溶液中于直流电的作用下溶解，在阴极析出纯锑的锑精炼方法，在工业生产中，多用来精炼含贵金属的粗锑，回收贵金属。也用来处理含杂质较多的粗锑和含锑残渣1。

原理粗锑阳极在氟化氢、氟化锑和硫酸混合液中，于直流电作用下失去电子成为离子进入溶液，同时锑离子向阴极迁移，在铜阴极上获得电子，还原成金属锑，粗锑中杂质或进入溶液，或残留在阳极泥中而与锑分离。这些杂质按其标准电极电位的正负及其绝对值，可分为三类，其电解行为：电位比锑更正的杂质贵金属和硫等，在粗锑电解时实际上不溶解而全部沉积在阳极泥中，电位与锑接近的杂质铜、砷、秘，大部或全部转入溶液。和锑一起在阴极上析出，电位比锑更负的杂质锡、铅、铁、镍，电解行为较复杂，其中大部分锡被氧化，以H2SnF4形态转入溶液。绝大部分镍生成硫酸镍进入电解液，当其离子浓度达40g/L时，便结晶析出。铁以硫酸亚铁形态进入电解液，积累到一定浓度时，便结晶析出于阳极泥中。铅生成硫酸铅，从阳极上脱落进入阳极泥2。

工艺包括电解液制备、电解和取出阴极锑。电解液制备是将氧化锑加到323K的硫酸溶液中，搅拌成糊状，随后将温度降至318K时加入氢氟酸，发生生成SbF2的反应。

然后再加水稀释至电解作业要求的含Sb3+80-100g/L、SO2-4350-400g/L、F（游离）>20g/L，继续搅拌24h后、将溶液泵入电解循环系统进行电解，电解条件为室温，电流密度100-110A/m2，槽电压0.5-0.8V，异极表面极间距75mm。电解作业周期5-7d，阳极残极率控制在15%-20%，电解完毕更换阳极，取出阴极敲取锑，清除阳极泥3。

展望从20世纪50年代起，世界一些国家开始研究粗锑的熔盐电解精炼，以KCl和NaCl混合盐作电解质，熔融粗锑作阳极或阴极，不溶金属或石墨作导电电极，在973-1073K高温下电解，杂质元素从粗锑熔体中迁移出来，获得纯锑。与水溶液电解精炼相比，熔盐电解精炼具有周期短、直收率高(达95% )、电流密度大(达10000A/lm2)、生产能力大、电耗小(电解过程中只是杂质迁移)，且能在密闭条件下连续作业等优点。如能解决高温作业的电解槽结构和电解熔盐的循环问题，粗锑熔盐电解精炼则是一种很有发展前途的方法2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学