电解精炼银是为了产出纯度较高的电解银。通过电解,可使粗银阳极板中的贱金属杂质、金及铂族金属分离。
银电解,多采用莫比乌斯(Moerinyc)直立电极电解槽,在硝酸银介质中进行。由于银呈粒状结晶析出,故阴极银呈树枝状生长速度很快,电解过程中容易脱落。为了防止阴极树枝状银产生短路,电解过程中需要安装搅拌棒(同时可起搅拌电解液的作用),并常用刮刀将它刮落。从阴极脱落的银粒直接沉入电解槽底。为了保证槽底电解银的质量,粗银阳极就必须装入隔膜袋中,以免阳极泥和残极落入槽底污染电解银粉。
银电解的阴极板,最好用纯银板,也有使用不锈钢板和铝板的。由于阴极银呈颗粒状析出,易于刮下,故阴极板可以长期使用,而不损坏。
供作电解用的银原料,可以是各种小纯的银。为了保证产品质量和电解作业的正常进行,一般要求阳极板中含铜小于5%,金银总量在95%以上,其中金含量不超过三分之一。如含金过高,可按比例配入粗银熔铸成阳极,以免阳极钝化。
银的电解规模通常不大。一方面,是在硝酸银电解液中进行电解时,银的电化当量较大,产量较高;另一方面,银的产量总比其他重金属少得多。电解槽的结构一般用钢筋混凝士槽或木槽,内衬软塑料。也多有用硬塑料槽的。电解槽的大小和数量,按生产量的大小来设计。如我国某铜冶炼厂用内径0.75m×0.8m×深0.85m的电解槽,每槽装阴极6片(有效面积0.37m×0.7m),有阳极5排(10块),面积电流250~350A∕m2,其平均电流强度为0.37×0.7×(6-1)×2×300=777A,已知银的电化当量为4.027g∕(A·h),如按实际电流强度700A,每年纯生产时间10月,由10槽串联电解,则每年电解银的理论产量为:
日本六家炼铜厂银电解的技术经济指标(一个月的平均数)如下表。
表 日本某些铜冶炼厂的银电解技术经济指标
项目 | 工厂 | ||||||||||
小坂 | 日立 | 日光 | 竹原 | 新居浜 | 佐贺关 | ||||||
银阳极板总重∕kg | 10211 | 6576 | 7115 | 14996 | 7939 | 8688 | |||||
单块阳极板重∕kg | 13.4 | 9.0 | 46.4 | 44.0 | 20.6 | 22.5 | |||||
产电解银量∕kg | 8884 | 6110 | 5642 | 13803 | 6713 | 8283 | |||||
每吨电银 | 硝酸∕kg | 279 | 75 | 105 | 153 | 500 | 170 | ||||
人工∕个 | 11 | 8 | 7 | 6 | 16 | 13 | |||||
消耗 | 电∕(kW·h) | 513 | 435 | 505 | 340 | 790 | 865 | ||||
残极率∕% | 6.6 | 7.1 | 12.5 | 5.6 | 7.0 | ||||||
电解条件 | 电解液组分 | Ag∕g·L-1 | 35 | 50 | 78.3 | 100 | 80.0 | 55 | |||
HNO3∕g·L-1 | 15.0 | 6.5 | 8.9 | 10 | 2.5 | 6.0 | |||||
Cu∕g·L-1 | 4.6 | 9.7 | 16.4 | 2.5 | 10.0 | ||||||
Pb∕g·L-1 | 2.6 | 0.04 | 1.8 | 0.3 | |||||||
Bi∕g·L-1 | 0.01 | 0.2 | |||||||||
液温 | 最高∕℃ | 46 | 48 | 55 | 45 | 45 | 50 | ||||
平均∕℃ | 34 | 24 | 40 | 41 | 25 | 40 | |||||
电流强度∕A | 580 | 264 | 700 | 580 | 310 | 390 | |||||
槽电压∕V | 1.9 | 3.0 | 1.8 | 3.4 | 2.2 | 4.0 | |||||
面积电流 | 母线∕A·mm-2 | 2.32 | 2.03 | 1.15 | 0.98 | 0.75 | 1.30 | ||||
阳极∕A·m-2 | 341 | 489 | 259 | 303 | 397 | 498 | |||||
阴极∕A·m-2 | 273 | 371 | 251 | 253 | 392 | 444 | |||||
同极中心距∕mm | 120 | 75 | 100 | 140 | 75 | 90 | |||||
电流效率∕% | 94.9 | 95.75 | 87.01 | 95.0 | 92.0 | 96.10 |