[科普中国]-悬浮电解

悬浮电解(suspension electrolysis)是指使用悬浮电极的电解提取方法。悬浮电极不同于常规的板状电极，它是一些流动的悬浮固体顺拉.通过位电电线或极板的传递而获得电荷，电化学反应就在这些固体粒子表面进行。

简介悬浮电解(suspension electrolysis)是指使用悬浮电极的电解提取方法。悬浮电极不同于常规的板状电极，它是一些流动的悬浮固体顺拉.通过位电电线或极板的传递而获得电荷，电化学反应就在这些固体粒子表面进行1。

发展历程为强化电解过程，实现工艺过程的连续化以及处理稀溶液，1968年日本和英国分别开发了悬浮电解法。英国开发的主要是金属粒子悬浮电解，日本是从金属粒子悬浮电解发展到硫化物粒子悬浮电解。与常规板状电极电解相比，悬浮电解的优点有：总的电极表面大，因而采用的电流强度也大；搅拌剧烈有利于消除浓差极化，增大扩散电流，并能有效从稀溶液回收金属;电解作业可以连续化。悬浮电解在有色冶金中尚处于开发阶段。其发展前景在很大的程度上取决于能否获得适用的隔膜和能否有效降低电解过程的电耗2。

金属拉子悬浮电解主要有三方面应用：

(1)从高浓度溶液生产金属。曾分别对主要含铜、铅、锌、镍、钴溶液进行过500A和1000A扩大振动槽的连续电解试验，提铜的结果显示，当槽压5~6V，溶液含铜从10g/L降到1~2g/L时，电流效率为94%~100%；流态化槽电解试验常用的是30cm ×40cm电解槽，铜粒420~600μm，流态化层厚0.8~2.0cm ；更大规格的电解槽为1m×1m，电流1000A，在200A/m2高电流密度下可将含铜3g/L溶液降到5μg/L，铜粒由350μm长大到1200μm。

(2)从低浓度溶液中回收金属。一般用于处理含铜0.1~0.5g/L的废水。电解处理后废水含铜在0.1g/L以下，但溶液含偏降到百万分之几数量级时电流效率便会明显下降。

(3)金属粉制取。通过悬浮电解生产满足粉末冶金要求的金属粉粒2。

硫化物粒子惫浮电解主要用于阳极氧化和硫化物直接电解。

(1）阳极氧化。使用含铁低的高品位原料，获得高的阳极电流效率。如白金属(70%Cu)，高镇锍(70%Ni)、锌精矿(61%Zn)悬浮电解，试验得到的阳极电流效率分别为118%、90 %、94%。

(2)硫化物直接电解。硫化物直接悬浮电解的电解槽用隔膜将阳极室和阴极室分开，硫化物在阳极室氧化，生成的金属离子Me2+在阴极室内被还原成金属。也有硫化物先经浸出处理除去元素硫和杂质后，再进行悬浮电解的。含铁高的铜、镍精矿有时采用在惫浮电解提取钢或镍后，再进行悬浮电解回收铁的所谓Cymet法，铅精矿直接悬浮电解采用氯化物电解液，电解槽内用阴离子交换膜。阳极反应为：

PhS+ 2Cl=PbCl2(结晶)+S+2e

阳极浆送摇床，粗PbCl2与轻质的元素S0分开。粗PbCl2经再结晶精制后入阴极室被还原成金属铅，阴极反应为：

PbCl2+2e=Pb+2Cl

经摇床处理和过滤后所得滤液，经脱银、铁处理后返回造浆(图1)1。

电解槽有流态化电解槽(图2a)，振动电解槽和搅拌电解槽(图2b)等。其中被广泛研究的是流态化电解栖。图2中隔膜左边部分的固体粒子为悬浮电极3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学