直接电沉积介绍

一：工作原理

传统电解法是利用直流电进行溶液的氧化还原过程，金属离子可以在阴极上直接还原，由高价金属还原为低价金属。

常规的电沉积法需要在慢慢循环的或静止的电解液池中含有正负极。金属离子定向移动在阴极上富集。

使用直接电沉积法，电解液用更高流速快速通过正负极，回收效率得到提高。具体情况是：

1、每个电积池由6或8英寸的不锈钢或PVC管构成。对6英寸长的电积池，每个阴极的面积是0.5 m2；8英寸长的是1 m2。阳极穿过电积池的中央。管的内表面是阴极。

2、电积池有两种：一种生产的是金属板，另一种生产的是金属粉末。生产金属粉末的电积池中，阳极直径更大并且电极间距更小。

3、为了电沉积，可滑动的起始层（通常由不锈钢制成）插在电积池里面。当电流通过阳极和阴极之间时，被回收的金属被沉积在这“可移动的/可再用的”起始层上。

4、电解液从底部通过循环泵抽提流过电积管。在电积管的阳极和阴极之间通电，金属在阴极上开始形成金属板，或生成金属粉末。

二、直接电沉积法控制条件：

1、电极材料：直接电沉积设备为直径在150～300mm的一对同心管所组成的筒套，内心管是钛甚喷涂有铱(Ir)和铑(Ru)等金属层，内心管为阳极；外围管则是由不锈钢片倦成为阴极。

2、筒电压：极板间距影响电能消耗和电积时间，间距大，则电积时间长、耗电量大。间距太小时虽然电极效率高，但安装和维修都不方便。

3、电流密度：电流密度即单俭极板面积上通过的电流数量，单位以A/(0.1m)2 表示。电沉积液的浓度大时，可适当提高电流密度：浓度小时，则要适当降低电流密度。电流密度与电积时间成反比关系。

4、PH值：实践证明，PH值低虽对电积有利，但对形成氢氧化物上沉淀不利，合适的PH通过试验来确定。

5、空气搅拌：搅拌的作用是促进离子对流和扩散，减少电极附近浓差极化现象，并起到清洁电极的作用，防止沉淀物在电积筒中沉降。通常采用压缩空气搅拌。

收集金属

通过全自动化的冲刷法，金属粉末可从电积池中自动地获得。

当富集液通过时，金属沉积在阴极上，当金属沉积到一定厚度时抽出不锈钢圆筒，再取出金属板，将抽出的不锈钢圆筒再次装入管式电池中循环使用。

三：工业废水中镍的高效回收

许多含镍废水和副产品流中可以回收金属镍出售，包括：

ü化学镀镍

ü处理污泥

ü硝酸镍分解液（硝酸回收也可能）

ü镍—铜硫酸酸浸液

ü污水处理中的低品位镍流

ü黑酸精炼厂中的硫酸镍

ü废水中的碳酸镍或镍氢氧化物

ü氯化镍电镀液

结合离子交换和直接电积技术，镍可以选择性地从大部分溶液和污泥中除去，并通过电积获得高纯金属镍，不需要额外精炼即可出售或再利用。直接电沉积厂的包装是定制的，适合流液的成分和体积，并且存在硝酸时可以回收或再利用。由于结合了回收镍和其它值钱金属（如铜），回收硝酸（如果存在），显著减少副产物和/或废物处理成本等的价值，投资回报一般是快速的。

工艺的优点：

ü没有污泥产生

ü实现对镍和铜阴极的全部价值

ü没有对低品位镍污泥或废水的运输成本

ü分离镍、铜（和其他金属）为纯金属制品销售

ü可以处理大量体积的溶液

ü在许多情况下，零排放/全回收选项可以提供

ü可以提供适合容量和金属含量要求的模块化设计

三：电沉积技术

创造价值

提升价值

减少技术风险

拓宽工艺选择

直接电沉积创造价值

在效能上的根本性提高，使得我们的客户利用直接电沉积 技术回收以前不能回收或处理的废水中的有价值的金属成为可能。技术上的重大经营和资本成本的效益已经改变了金属项目开发的经济规模--创造了以前不曾有过的活力。

直接电沉积提升价值

通过一个简单的单步工艺回收金属，电气冶金和直接电沉积技术为客户提升价值。与传统方法相比，我们提供：

＞在金属回收工艺中减少资本成本

＞用一个简化的流程减少经营成本

＞加速资本回报

＞提高了产品的纯度

在电沉积工艺上—从电解溶液中回收金属。通过技术创新、智能工程和使用现代材料，公司开发了自主知识产权的直接电沉积设备，大幅度提高效率，降低成本和扩展了潜在的用途，远远超过了它的传统设备。

拓宽工艺选择

由于其固有的简单性和效率，直接电沉积技术在金属回收领域允许更直接的和灵活的选择，通过:

＞处理低金属浓度流的能力

＞比传统电解池更高的生产率

＞金属浓度在一个较宽的范围都有效率

＞溶液中对污染物具有较高的耐受性

＞提取各种金属的能力

＞选择性电沉积金属的能力

＞整体上更高纯度的产品

＞生产金属阴极或粉末

降低技术风险

直接电沉积技术是：

＞简单的操作

＞以最小的移动部件构建

＞维护容易和便宜

＞模块化和便携式

＞易于扩展或搬迁

＞不使用试剂或化学品

＞一体化流程

直接电沉积更安全环保

在传统的金属电极期间（如锌，铜），在电极上产生氧气的气泡。当这些气泡到达表面时破裂，释放出酸雾，可影响操作人员的身体健康，环境和工厂的基础设施。

国际癌症研究机构(IARC)，在欧洲的一个受人尊敬的国际科学组织，将硫酸烟雾归类为可致人癌症的物质。具体来说，IARC得出的结论是：“有足够的证据表明，职业性接触含硫酸的强无机酸雾气会致癌。”此外，美国政府工业卫生会(ACGIH)已经连续几年将硫酸酸雾列为“对人致癌可疑物质”。

作为一种固有的设计特点，直接电沉积提供彻底消除释放了酸雾的场所。直接电沉积技术捕捉所有可能产生的气体，并使它们可用于收集和安全处置或再利用。直接电沉积的这一功能显著地改善了工作环境。

直接电沉积厂是一个全封闭式的溶液管理系统，在这其中，气体的通路是严格控制的，无需额外的控制，如表面活性剂或泡沫层。

多年的连续创新和项目开发工作使我们在电气冶金中的电沉积领域具有高度专业化的专业知识。我们的技术人员熟悉各种金属回收的技术和问题。通过这个技术基础，提供：

应用：

＞从氰化物滤液中用一个单一的步骤回收银、黄金或其他贵重金属

＞从矿山滤液或废水中直接回收高质量的铜

＞用高电流密度电沉积回收金属

＞从矿石滤液中回收镍或钴

＞从制备锌或镍的工艺流程中回收铜

＞从工业废料中回收锌

＞从炼油厂排出液中回收铜、锌或贵重金属

＞从酸浸液中回收铜

＞从电镀废水中回收碱金属或贵金属

＞从废水中回收重金属，使得重金属在废水中的浓度达到可以忽略不计的水平

直接电沉积工作过程

电沉积是用电解的方法从溶液中回收金属的一个过程。把两个电极插入溶液中并在电路中通电流，结果是金属离子迁移并镀在负电极上（阴极）——从而提供一个有效的分离技术。

这个过程被广泛用于在矿山精炼行业中回收和纯化金属，如铜，锌，镍，钴和贵金属。

当电解池开始电镀，离子迁移到阴极表面，金属离子在靠近电极的溶液中形成一个“消耗区”(离子不再在原处—它们已经移到了阴极表面)。这导致在阴极发生额外消耗电流的'竞争'反应（例如氢的减少）。净结果就是，除非溶液中目标金属的浓度高，否则电解过程的效率将大大低于理论的可能值。

解决限制因素在于，在一个特定量的目标液中，获得高‘频率’的金属离子（高浓度的目标金属）——实现它往往是一个昂贵的过程，有时是不实际的。

直接电沉积可以用一个非常简单和有效的方式解决这个问题

直接电沉积设备的高性能是通过电积液通过阳极上的小孔喷射向阴极表面，让金属离子更直接和有效的方式到达阴极。直接电沉积很高的物质传输能力来自对电沉积容器和对目标溶液运行方法的根本性的重新设计。直接电沉积池最本质的区别是由一对同心管构成，而不是平面的电极。组件的端口安装塑料盖，形成一个封闭的空间，目标溶液可以通过循环泵从阳极高速喷射到阴极，使电积液在小流量和低压力下有效的混合，持续供应金属离子到阴极

我公司的直接电沉积设备已获得发明专利（专利号: 201410443287.5），形成模块化设计的核心并由厦门金星源膜科技有限公司提供。该技术可以建立个性化的设计——在几乎任何配置上的专门应用。目前可以提供两个标准模型：

可生产金属管电沉积设备

电流密度达到1000 a/m2以上（安培/平方米）

产品是一种高质量的固态阴极管

串行或并行安排直径150 mm---300 mm电沉积筒

唯一的移动部分是一个流程泵

可生产金属粉末电沉积设备

电流密度达到2000 a/m2以上

产品是容易脱离的金属粉末

收获过程完全自动化

提供完整的PLC控制

串行或并行安排直径200 mm---300 mm电沉积筒

四：从酸浸液中回收高纯铜

从酸浸液中得到的电沉积阴极纯度一般>99.99%

✓你正在为用传统电积法技术维持有效的酸浸条件而挣扎吗？

✓你发现从污水中制备硫酸铜在经济上是困难的吗？

✓你正在支付大量的处理和补充费用，你的铜正失去它的价值吗？

使用电沉积技术你可以：

✓容易维持你的酸浸液铜离子浓度在1000ppm之下

✓回收溶解在溶液中的铜作高纯度阴极(>99.99%)

✓回收那些在其他方面当作污水处理的酸。

✓大大降低你的经营成本

✓降低你的工艺风险和提供更安全的工作环境

费用降低印证价值增强

使用电沉积设备的经营成本大大低于制备相当的硫酸铜的设备，以致于用电沉积设备替换现有的制硫酸铜的设备的回报周期在18-36个月之间。

创造价值

有一个可靠的酸洗过程对你的整个生产企业的表现是至关重要的，因为在确保高质量的产品生产方面，它是一个核心组成部分。运行这样一个过程的相关费用也影响你的成本底线，直接电沉积可以帮助你扭转这种影响，同时提供一个清洁和安全工作环境。

直接电沉积技术的许多地方将提高你酸浸过程的整体技术和经济性能，他们包括：

•持续控制铜离子浓度在3000ppm以下

•回收酸

•减少污水

•降低经营成本

•生产高纯度的阴极铜(>99.99%)

•减少酸的消耗，装卸和运输

•提高安全性

•没有铅污染

•无需定时更换阴极

•占用空间相对更小

•在一个较宽的浓度范围都有效

•模块化设计，即插即用哲学

五：高效回收矿山废水中的铜

用直接电沉积技术进行铜的回收具有双重效益：高效除去了矿山废水中的铜并得到了高品质的商业阴极铜，补偿了对矿点污水的处理成本。许多矿点在偏远地区，伴随着的是试剂和能耗的高成本。直接电沉积模块化系统提供在交货现场数周内可快速安装并运作。

直接电沉积铜回收装置可自动工作生产阴极铜，不需要长距离运输浓缩液或污泥而只得到铜成分的利益。直接电沉积联合装置可简单回收在含铁（铁和亚铁）和含酸溶液中的铜(到达20g/L).

用离子交换法一旦溶液中的铜离子除去到很低浓度，溶液就可按传统污水处理技术进行处理，并使用少得多石灰和产生更少的污泥。铜从离子交换柱中解吸，用直接电沉积直接电沉积技术回收形成可直接销售的阴极铜。

在用一个紧凑型自动化的装置商业化处理高浓度铁和酸溶液中所含的少量铜时。和沉淀技术相比，主要优势是能够产生一个高价值的产品，最大限度地减少运输费用和收入的最大化。

模块是独立的，安装和操作简单，启动快速，操作完全自动化。流量均匀分布在电解池中的方式促进了高效率和选择性回收铜，生产出高质量的铜。

工艺优点：

✓潜在回报少于一年

✓从废物流中除去铜到< 1 ppm

✓全自动系统产生伦敦金属交易所等级的铜

✓封闭系统-没有油烟或酸雾

✓模块化设计提供了快速运行—快速安装和启动

✓运输纯铜到市场—不是浓缩液或污泥

✓处理波动的能力—在铜和其他溶液中的污染物之间

✓有能力处理高浓度酸（高达30克/升）和高浓度三价铁（高达20克/升）

✓适合关闭的矿山和看所的堆浸

✓电能仅需低运行的成本–没有添加试剂

✓没有熔化或熔化的。