銀電解精煉工藝探析

李 超

（青海西豫有色金屬有限公司，青海 格爾木 816000）

從銀電解工藝角度來說，其作為氧化還原反應(yīng)中的一種。其中，陽極金屬銀逐漸喪失電子經(jīng)過氧化后轉(zhuǎn)變成正銀離子（Ag+），之后轉(zhuǎn)入到溶液中，并在溶液中正陽離子在電場的作用下，朝著陰極方向運(yùn)作，在達(dá)到陰極以后電子將會(huì)還原成金屬銀。從本質(zhì)角度來說，銀電解主要是將銀由陽極轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子，之后在陰極還原下形成金屬銀的過程。

1 影響電解銀生產(chǎn)的因素

（1）陽極板質(zhì)量。電解銀粉質(zhì)量一般需要在陽極板質(zhì)量的作用下得以保障。在此過程中需要注意，如果雜質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國家標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)讓處理液周期得到縮減。通常情況下，銀金合計(jì)應(yīng)該大于99.5%、鉍小于0.02%、銅小于0.08%、鐵小于0.01%、鉛小于0.05%、鋅小于0.01%；總雜質(zhì)小于0.24%[1]。

（2）陰極板要求。因?yàn)閿嚯娀蛘叨搪芬院?，將?huì)出現(xiàn)反電解反應(yīng)，為了避免陽極板中雜質(zhì)進(jìn)入到電解液中，陰極板一般采用鈦板等材料。

2 電解液

（1）成份。通常來說，電解液溶劑中，含有AgNO3、HNO3等水溶液，其中，含銀量為120g/L左右，硝酸5g/L左右，其它雜質(zhì)，如鉍小于0.6(g/L)、銅小于2.5(g/L)、鎘小于0.03(g/L)[2]。在電解液反應(yīng)一段時(shí)間以后，因?yàn)槭艿礁鞣N雜質(zhì)金屬影響，并且雜質(zhì)金屬在超出上述標(biāo)準(zhǔn)以后，需要利用凈液除雜方式進(jìn)行處理，從而保證電解過程中電解液滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。在電解液中，游離的HNO3起到的作用在于提高電解液中導(dǎo)電性能，但是如果濃度比較高，則會(huì)導(dǎo)致陰極發(fā)生銀化學(xué)溶解現(xiàn)象，同時(shí)釋放大量氮化物，給周圍環(huán)境帶來影響。與此同時(shí)，如果H+濃度升高，將會(huì)發(fā)生放電反應(yīng)，減少陽極板電流效率，并且也會(huì)讓貴金屬量得到提升，讓鉑、鈀在電解液中不斷溶解。為了避免該現(xiàn)象出現(xiàn)，確保電解液導(dǎo)電性，需要在電解液中適當(dāng)添加KNO3、NaNO3。

在電解液中，銀含量將會(huì)根據(jù)電流密度和樣機(jī)品位情況進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)電流密度比較高的情況下，銀離子濃度也會(huì)升高，從而確保陰極區(qū)適宜的銀離子濃度反之將會(huì)發(fā)生濃差極化現(xiàn)象，H+在陰極中放電析出。如果陽極品位比較小，雜質(zhì)含量高，銀離子濃度也會(huì)隨之升高，反之，電流密度小，或者陽極品位高，雜質(zhì)低，銀離子濃度隨之降低。如果過高，則會(huì)導(dǎo)致電解液電阻升高，槽電壓也不斷上升，導(dǎo)致析出的銀發(fā)生物理反應(yīng)，影響銀提純效果。

（2）電解液溫度。在電解液溫度控制時(shí)，一般將其控制在40℃左右，當(dāng)電解液電阻偏高時(shí)，電能消耗量比較高。溫度升高，酸霧越大，勞動(dòng)環(huán)境不理想，加快電解反應(yīng)速度。銀電解液不宜加熱處理，其溫度需要根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)情況設(shè)定，通過轉(zhuǎn)變電解液循環(huán)效率，實(shí)現(xiàn)電解液溫度調(diào)節(jié)控制。

（3）電解液循環(huán)量。循環(huán)量往往是根據(jù)陰極析出情況和電解液溫度情況進(jìn)行控制，如果溫度比較高，或者析出狀況不理想，則會(huì)加快循環(huán)效率，通常需要以5h為單位進(jìn)行溶液更換，根據(jù)溶液總量情況明確循環(huán)效率。

（4）陰極電流密度。銀電解提煉中的電流密度應(yīng)盡可能提升，通過提升產(chǎn)量或者減少貴金屬量，電流密度控制，如果電流密度比較高，析出的銀粉將會(huì)附著在陰極中，給電解銀化學(xué)效率和質(zhì)量帶來直接影響。電流密度高低將會(huì)受到陽極質(zhì)量影響。在陽極品位比較高的情況下，需要選擇高的電流密度。同極中心距銀電解提煉陰極上析出的銀呈現(xiàn)出針狀結(jié)晶體，為了避免發(fā)生短路現(xiàn)象，同極中心之間距離比較大，但是極距離比較大，則會(huì)使得槽電壓不斷升高，增加電能損耗。所以，在不給正常操作帶來影響的基礎(chǔ)上，需要縮短極間距離，從而減少槽電壓，降低電能消耗。

（5）銀電解中的殘極處理。通常情況下，直立電極銀電解在電解過程中，殘極率相對偏高，所以，返熔料比較多，操作工藝比較繁瑣。在銀電解殘極處理過程中，需要通過構(gòu)建一個(gè)水平結(jié)構(gòu)電解槽，對直立電極電解槽產(chǎn)生的殘極進(jìn)行處理，該結(jié)構(gòu)的槽可以應(yīng)用到精煉電解中。該方式即便可以讓殘極直接進(jìn)行銷毀處理，但是因?yàn)樵谌莘e利用率和設(shè)備投資中效果遠(yuǎn)不如直立式電極槽，所以在應(yīng)用上將會(huì)受到限制。通過使用鎳電鍍中鈦籃，可以將其轉(zhuǎn)移到銀電解中，實(shí)現(xiàn)陽極殘頭的消除，并獲取理想效果，讓直立式電極槽不會(huì)產(chǎn)生大量殘極。在應(yīng)用鈦籃中需要注意的是：因?yàn)殁伒膶?dǎo)電性比較差，導(dǎo)電率僅僅是銅的3.1，所以，在制作鈦籃過程中，需要具有充足的導(dǎo)電接觸面。在實(shí)際制作過程中，掛鈦籃的槽內(nèi)電壓要高于沒有掛鈦籃的槽內(nèi)電壓；鈦籃需要集中存放在串聯(lián)電路中，不可分散放置在各個(gè)電解槽中，更不可將其防止在并聯(lián)電路中；鈦籃適合進(jìn)行陽極殘頭處理。陽極殘頭需要放置在鈦籃中，不可出現(xiàn)架空存放狀況。鈦籃中陽極泥需要進(jìn)行清理；套在鈦籃外的陽極袋不可與鈦籃直接接觸，尤其是袋底需要和鈦籃底部之間保持一定距離，安全距離控制在10cm左右。

3 技術(shù)指標(biāo)

（1）電解銀粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在電解銀粉中，含有的化學(xué)成分有Ag大于99.99%、Bi小于0.001%、Cu小于0.0015%、Fe小于0.0007%、雜質(zhì)總計(jì)小于0.0046%。在成品銀中，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在于：Ag大于99.99%、Bi小于0.0017%、Cu小于0.002%、Fe小于0.0007%[3]。

（2）回收率。在電解車間中，因?yàn)槎ㄆ谛枰勉y粉水溶液進(jìn)行造液和補(bǔ)充電解槽中蒸發(fā)的水溶機(jī)，因?yàn)椴粫?huì)出現(xiàn)流失，因此在理論上不會(huì)發(fā)生銀離子損失狀況。除了鉛作業(yè)每年需要操作24個(gè)周期，并且每個(gè)周期濾渣需要低于1kg銀含量，需要設(shè)每年處理渣含銀量為24kg，需要采用氨肼還原方法，回收率高達(dá)95%以上，損失量為1.2 kg。在貴液作業(yè)過程中，每次處理400 kg銀，每年需要處理8次，則每年處理銀的數(shù)量為3.2 t。如果回收率是98%，損失量是64 kg。如果設(shè)每年生產(chǎn)總量為72 t，電解銀損失率是0.1%，如果其他損失率不超過0.15%，則回收率是99.85%。如果采用火法化陽極板方式，損耗率是0.05%，熔化成品板是0.1，總回收率是99.70%。在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，電流效率是96%，槽電壓是2.5V，電耗是7220kW.h/t、電解回收率99%、銀精煉回收率99.7%[4]。

4 結(jié)語

總而言之，和傳統(tǒng)提純工藝比較，電解精煉方式在操作上比較簡單，并且生產(chǎn)環(huán)境良好，不會(huì)給周圍生態(tài)環(huán)境造成太大影響，安全性比較高。除此之外，電解精煉可以滿足國家要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對電解液雜質(zhì)情況的控制，除雜操作作為電解精煉中重要內(nèi)容，更是減少銀金屬損耗的關(guān)鍵，需要得到高度重視。