氯离子对钯银阳极的影响分析研究及如何避免
有色金属(如Zn, Cu, Co, Ni 和Mn)的湿法冶金电沉积工序普遍采用硫酸电解液, 铅基合金由于在高浓度硫酸溶液和高电流密度的工作条件下稳定性好, 被广泛用作析氧阳极. 铅基合金阳极在服役初期可以形成一层保护性的氧化膜层. 该膜层可以大大减缓合金基底的进一步氧化腐蚀, 因此阳极具有较好的稳定性和耐腐蚀性研究表明, 铅基合金阳极的耐腐蚀性受氧化膜层的结构和成分的影响, 而氧化膜层的结构和组成从本质上又由铅基合金的微观金相结构和电解液的性质决定.为了改善铅基阳极的性能, 可以调控其微观金相结构和控制电解液的成分. 针对调控铅基合金的微观结构, 主要有三种途径: 一是优化合金元素的种类和含量; 二是控制合金浇铸过程的冷却制度; 三是机械加工和热处理. 对于控制电解液成分, 可以添加一些有益的金属离子(如Mn2 +和Co2+, 同时还要尽量减少F−等对铅基阳极电化学性能有害的离子.Zn电解工业中, 电解液中普遍含有500 mg/L左右的Cl-. 随着矿物成分的日益复杂和工业循环溶液中Cl-的积累, 有些电解液Cl-浓度甚至可以达到1000 mg/L[11]. 因此, 国内外越来越重视Cl-对电解过程中铅基阳极性能的影响. Fraunhofer[12]发现Cl-会与Pb2+沉淀生成PbCl2, 在更高的电位下PbCl2会被氧化成PbO2, 而且Cl2可能与O2一起析出. Ivanov 等[13]综述了Cl-对Pb 及铅合金阳极性能的影响, 其中报道了当Cl-浓度为100 mg/L 时, Pb-Ag阳极的腐蚀与无Cl-电解液中的腐蚀相当, 而纯Pb 阳极即便在含低浓度Cl-的电解液中也会剧烈腐蚀. 500 mg/L 的Cl-则可以明显加剧Pb-Ag 阳极的腐蚀. Hampson 等发现Cl-会降低膜层中SO42-的稳定性, 降低氧化膜层的质量并抑制钝化过程, 同时Cl-可以降低析氧过电位. Liu 等[10]也认为Cl-会降低膜层的保护性能, 加速膜层的溶解. Cifuents 等[15]则发现, 在Cu电沉积过程中, Cl-浓度低于100 mg/L时, Cl-可以减少Pb的失重和腐蚀. Tunnicliffe 等也报道了Cl-可以减少Pb-Ag 阳极的腐蚀, 其原因是服役过程中生成的AgCl2可以包围氧化膜层, 提高膜层的耐腐蚀性能. 因此,Cl−对铅合金阳极有利还是有害目前还无定论, 需要进一步研究.