直接電沉積介紹

一：工作原理

傳統(tǒng)電解法是利用直流電進行溶液的氧化還原過程，金屬離子可以在陰極上直接還原，由高價金屬還原為低價金屬。

常規(guī)的電沉積法需要在慢慢循環(huán)的或靜止的電解液池中含有正負極。金屬離子定向移動在陰極上富集。

使用直接電沉積法，電解液用更高流速快速通過正負極，回收效率得到提高。具體情況是：

1、每個電積池由6或8英寸的不銹鋼或PVC管構成。對6英寸長的電積池，每個陰極的面積是0.5 m2；8英寸長的是1 m2。陽極穿過電積池的。管的內(nèi)表面是陰極。

2、電積池有兩種：一種生產(chǎn)的是金屬板，另一種生產(chǎn)的是金屬粉末。生產(chǎn)金屬粉末的電積池中，陽極直徑更大并且電極間距更小。

3、為了電沉積，可滑動的起始層（通常由不銹鋼制成）插在電積池里面。當電流通過陽極和陰極之間時，被回收的金屬被沉積在這“可移動的/可再用的"起始層上。

4、電解液從底部通過循環(huán)泵抽提流過電積管。在電積管的陽極和陰極之間通電，金屬在陰極上開始形成金屬板，或生成金屬粉末。

二、直接電沉積法控制條件：

1、電極材料：直接電沉積設備為直徑在150～300mm的一對同心管所組成的筒套，內(nèi)心管是鈦甚噴涂有銥(Ir)和銠(Ru)等金屬層，內(nèi)心管為陽極；外圍管則是由不銹鋼片倦成為陰極。

2、筒電壓：極板間距影響電能消耗和電積時間，間距大，則電積時間長、耗電量大。間距太小時雖然電極效率高，但安裝和維修都不方便。

3、電流密度：電流密度即單儉極板面積上通過的電流數(shù)量，單位以A/(0.1m)2 表示。電沉積液的濃度大時，可適當提高電流密度：濃度小時，則要適當降低電流密度。電流密度與電積時間成反比關系。

4、PH值：實踐證明，PH值低雖對電積有利，但對形成氫氧化物上沉淀不利，合適的PH通過試驗來確定。

5、空氣攪拌：攪拌的作用是促進離子對流和擴散，減少電極附近濃差極化現(xiàn)象，并起到清潔電極的作用，防止沉淀物在電積筒中沉降。通常采用壓縮空氣攪拌。

收集金屬

通過全自動化的沖刷法，金屬粉末可從電積池中自動地獲得。

當富集液通過時，金屬沉積在陰極上，當金屬沉積到一定厚度時抽出不銹鋼圓筒，再取出金屬板，將抽出的不銹鋼圓筒再次裝入管式電池中循環(huán)使用。

三：工業(yè)廢水中鎳的高效回收

許多含鎳廢水和副產(chǎn)品流中可以回收金屬鎳出售，包括：

ü化學鍍鎳

ü處理污泥

ü硝酸鎳分解液（硝酸回收也可能）

ü鎳—銅硫酸酸浸液

ü污水處理中的低品位鎳流

ü黑酸精煉廠中的硫酸鎳

ü廢水中的碳酸鎳或鎳氫氧化物

ü氯化鎳電鍍液

結合離子交換和直接電積技術，鎳可以選擇性地從大部分溶液和污泥中除去，并通過電積獲得高純金屬鎳，不需要額外精煉即可出售或再利用。直接電沉積廠的包裝是定制的，適合流液的成分和體積，并且存在硝酸時可以回收或再利用。由于結合了回收鎳和其它值錢金屬（如銅），回收硝酸（如果存在），顯著減少副產(chǎn)物和/或廢物處理成本等的價值，投資回報一般是快速的。

工藝的優(yōu)點：

ü沒有污泥產(chǎn)生

ü實現(xiàn)對鎳和銅陰極的全部價值

ü沒有對低品位鎳污泥或廢水的運輸成本

ü分離鎳、銅（和其他金屬）為純金屬制品銷售

ü可以處理大量體積的溶液

ü在許多情況下，/全回收選項可以提供

ü可以提供適合容量和金屬含量要求的模塊化設計

三：電沉積技術

創(chuàng)造價值

提升價值

減少技術風險

拓寬工藝選擇

直接電沉積創(chuàng)造價值

在效能上的根本性提高，使得我們的客戶利用直接電沉積 技術回收以前不能回收或處理的廢水中的有價值的金屬成為可能。技術上的重大經(jīng)營和資本成本的效益已經(jīng)改變了金屬項目開發(fā)的經(jīng)濟規(guī)模--創(chuàng)造了以前不曾有過的活力。

直接電沉積提升價值

通過一個簡單的單步工藝回收金屬，電氣冶金和直接電沉積技術為客戶提升價值。與傳統(tǒng)方法相比，我們提供：

＞在金屬回收工藝中減少資本成本

＞用一個簡化的流程減少經(jīng)營成本

＞加速資本回報

＞提高了產(chǎn)品的純度

在電沉積工藝上—從電解溶液中回收金屬。通過技術創(chuàng)新、智能工程和使用現(xiàn)代材料，公司開發(fā)了自主知識產(chǎn)權的直接電沉積設備，大幅度提高效率，降低成本和擴展了潛在的用途，遠遠超過了它的傳統(tǒng)設備。

拓寬工藝選擇

由于其固有的簡單性和效率，直接電沉積技術在金屬回收領域允許更直接的和靈活的選擇，通過:

＞處理低金屬濃度流的能力

＞比傳統(tǒng)電解池更高的生產(chǎn)率

＞金屬濃度在一個較寬的范圍都有效率

＞溶液中對污染物具有較高的耐受性

＞提取各種金屬的能力

＞選擇性電沉積金屬的能力

＞整體上更高純度的產(chǎn)品

＞生產(chǎn)金屬陰極或粉末

降低技術風險

直接電沉積技術是：

＞簡單的操作

＞以最小的移動部件構建

＞維護容易和便宜

＞模塊化和便攜式

＞易于擴展或搬遷

＞不使用試劑或化學品

＞一體化流程

直接電沉積更安全環(huán)保

在傳統(tǒng)的金屬電極期間（如鋅，銅），在電極上產(chǎn)生氧氣的氣泡。當這些氣泡到達表面時破裂，釋放出酸霧，可影響操作人員的身體健康，環(huán)境和工廠的基礎設施。

國際癌癥研究機構(IARC)，在歐洲的一個受人尊敬的國際科學組織，將硫酸煙霧歸類為可致人癌癥的物質(zhì)。具體來說，IARC得出的結論是：“有足夠的證據(jù)表明，職業(yè)性接觸含硫酸的強無機酸霧氣會致癌。"此外，美國政府工業(yè)衛(wèi)生會(ACGIH)已經(jīng)連續(xù)幾年將硫酸酸霧列為“對人致癌可疑物質(zhì)"。

作為一種固有的設計特點，直接電沉積提供消除釋放了酸霧的場所。直接電沉積技術捕捉所有可能產(chǎn)生的氣體，并使它們可用于收集和安全處置或再利用。直接電沉積的這一功能顯著地改善了工作環(huán)境。

直接電沉積廠是一個全封閉式的溶液管理系統(tǒng)，在這其中，氣體的通路是嚴格控制的，無需額外的控制，如表面活性劑或泡沫層。

多年的連續(xù)創(chuàng)新和項目開發(fā)工作使我們在電氣冶金中的電沉積領域具有高度專業(yè)化的專業(yè)知識。我們的技術人員熟悉各種金屬回收的技術和問題。通過這個技術基礎，提供：

應用：

＞從濾液中用一個單一的步驟回收銀、黃金或其他貴重金屬

＞從礦山濾液或廢水中直接回收高質(zhì)量的銅

＞用高電流密度電沉積回收金屬

＞從礦石濾液中回收鎳或鈷

＞從制備鋅或鎳的工藝流程中回收銅

＞從工業(yè)廢料中回收鋅

＞從煉油廠排出液中回收銅、鋅或貴重金屬

＞從酸浸液中回收銅

＞從電鍍廢水中回收堿金屬或貴金屬

＞從廢水中回收重金屬，使得重金屬在廢水中的濃度達到可以忽略不計的水平

直接電沉積工作過程

電沉積是用電解的方法從溶液中回收金屬的一個過程。把兩個電極插入溶液中并在電路中通電流，結果是金屬離子遷移并鍍在負電極上（陰極）——從而提供一個有效的分離技術。

這個過程被廣泛用于在礦山精煉行業(yè)中回收和純化金屬，如銅，鋅，鎳，鈷和貴金屬。

當電解池開始電鍍，離子遷移到陰極表面，金屬離子在靠近電極的溶液中形成一個“消耗區(qū)"(離子不再在原處—它們已經(jīng)移到了陰極表面)。這導致在陰極發(fā)生額外消耗電流的'競爭'反應（例如氫的減少）。凈結果就是，除非溶液中目標金屬的濃度高，否則電解過程的效率將大大低于理論的可能值。

解決限制因素在于，在一個特定量的目標液中，獲得高‘頻率’的金屬離子（高濃度的目標金屬）——實現(xiàn)它往往是一個昂貴的過程，有時是不實際的。

直接電沉積可以用一個非常簡單和有效的方式解決這個問題

直接電沉積設備的高性能是通過電積液通過陽極上的小孔噴射向陰極表面，讓金屬離子更直接和有效的方式到達陰極。直接電沉積很高的物質(zhì)傳輸能力來自對電沉積容器和對目標溶液運行方法的根本性的重新設計。直接電沉積池最本質(zhì)的區(qū)別是由一對同心管構成，而不是平面的電極。組件的端口安裝塑料蓋，形成一個封閉的空間，目標溶液可以通過循環(huán)泵從陽速噴射到陰極，使電積液在小流量和低壓力下有效的混合，持續(xù)供應金屬離子到陰極

我公司的直接電沉積設備已獲得發(fā)明（號: .5），形成模塊化設計的核心并由廈門金星源膜科技有限公司提供。該技術可以建立個性化的設計——在幾乎任何配置上的專門應用。目前可以提供兩個標準模型：

可生產(chǎn)金屬管電沉積設備

電流密度達到1000 a/m2以上（安培/平方米）

產(chǎn)品是一種高質(zhì)量的固態(tài)陰極管

串行或并行安排直徑150 mm---300 mm電沉積筒

的移動部分是一個流程泵

可生產(chǎn)金屬粉末電沉積設備

電流密度達到2000 a/m2以上

產(chǎn)品是容易脫離的金屬粉末

收獲過程自動化

提供完整的PLC控制

串行或并行安排直徑200 mm---300 mm電沉積筒

四：從酸浸液中回收高純銅

從酸浸液中得到的電沉積陰極純度一般>99.99%

?你正在為用傳統(tǒng)電積法技術維持有效的酸浸條件而掙扎嗎？

?你發(fā)現(xiàn)從污水中制備硫酸銅在經(jīng)濟上是困難的嗎？

?你正在支付大量的處理和補充費用，你的銅正失去它的價值嗎？

使用電沉積技術你可以：

?容易維持你的酸浸液銅離子濃度在1000ppm之下

?回收溶解在溶液中的銅作高純度陰極(>99.99%)

?回收那些在其他方面當作污水處理的酸。

?大大降低你的經(jīng)營成本

?降低你的工藝風險和提供更安全的工作環(huán)境

費用降低印證價值增強

使用電沉積設備的經(jīng)營成本大大低于制備相當?shù)牧蛩徙~的設備，以致于用電沉積設備替換現(xiàn)有的制硫酸銅的設備的回報周期在18-36個月之間。

創(chuàng)造價值

有一個可靠的酸洗過程對你的整個生產(chǎn)企業(yè)的表現(xiàn)是至關重要的，因為在確保高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)方面，它是一個核心組成部分。運行這樣一個過程的相關費用也影響你的成本底線，直接電沉積可以幫助你扭轉這種影響，同時提供一個清潔和安全工作環(huán)境。

直接電沉積技術的許多地方將提高你酸浸過程的整體技術和經(jīng)濟性能，他們包括：

?持續(xù)控制銅離子濃度在3000ppm以下

?回收酸

?減少污水

?降低經(jīng)營成本

?生產(chǎn)高純度的陰極銅(>99.99%)

?減少酸的消耗，裝卸和運輸

?提高安全性

?沒有鉛污染

?無需定時更換陰極

?占用空間相對更小

?在一個較寬的濃度范圍都有效

?模塊化設計，即插即用哲學

五：高效回收礦山廢水中的銅

用直接電沉積技術進行銅的回收具有雙重效益：高效除去了礦山廢水中的銅并得到了高品質(zhì)的商業(yè)陰極銅，補償了對礦點污水的處理成本。許多礦點在偏遠地區(qū)，伴隨著的是試劑和能耗的高成本。直接電沉積模塊化系統(tǒng)提供在交貨現(xiàn)場數(shù)周內(nèi)可快速安裝并運作。

直接電沉積銅回收裝置可自動工作生產(chǎn)陰極銅，不需要長距離運輸濃縮液或污泥而只得到銅成分的利益。直接電沉積聯(lián)合裝置可簡單回收在含鐵（鐵和亞鐵）和含酸溶液中的銅(到達20g/L).

用離子交換法一旦溶液中的銅離子除去到很低濃度，溶液就可按傳統(tǒng)污水處理技術進行處理，并使用少得多石灰和產(chǎn)生更少的污泥。銅從離子交換柱中解吸，用直接電沉積直接電沉積技術回收形成可直接銷售的陰極銅。

在用一個緊湊型自動化的裝置商業(yè)化處理高濃度鐵和酸溶液中所含的少量銅時。和沉淀技術相比，主要優(yōu)勢是能夠產(chǎn)生一個高價值的產(chǎn)品，限度地減少運輸費用和收入的。

模塊是獨立的，安裝和操作簡單，啟動快速，操作自動化。流量均勻分布在電解池中的方式促進了高效率和選擇性回收銅，生產(chǎn)出高質(zhì)量的銅。

工藝優(yōu)點：

?潛在回報少于一年

?從廢物流中除去銅到< 1="">

?全自動系統(tǒng)產(chǎn)生倫敦金屬交易所等級的銅

?封閉系統(tǒng)-沒有油煙或酸霧

?模塊化設計提供了快速運行—快速安裝和啟動

?運輸純銅到市場—不是濃縮液或污泥

?處理波動的能力—在銅和其他溶液中的污染物之間

?有能力處理高濃度酸（高達30克/升）和高濃度三價鐵（高達20克/升）

?適合關閉的礦山和看所的堆浸

?電能僅需低運行的成本–沒有添加試劑

?沒有熔化或熔化的。