東莞陰極處理的實驗原理與裝置處理

　　東莞陰極處理的實驗原理及裝置：

一、實驗原理
擴(kuò)展陰極法是一種新型的電化學(xué)反應(yīng)處理法，它是在平行板電解槽的兩極之間填充與去除金屬離子同元素的純金屬絲或金屬粒，并使之與陰極相連，在電解時充當(dāng)陰極并一起發(fā)失電化學(xué)反應(yīng)。它與常規(guī)電解法相比有以下的優(yōu)點：
①增大了陰極的表面積，使得陰極的電流密度大大降低，操作電流大為提高，同時降低了銅析出的超電壓。
②改善了物質(zhì)的傳質(zhì)效果，縮短了Cu2+的遷移距離，降低了操作電壓。
③改善了電解液的電導(dǎo)率，提高了處理效率。
當(dāng)電流通過裝有酸性含銅廢水的電解槽時，在陰極上電極電位較高者優(yōu)先發(fā)生還原反應(yīng)，因而陰極反應(yīng)以銅的析出為主：在陽極上電極電位較低者優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)，當(dāng)電解液中含有硫酸時，陽極反應(yīng)以水的電解氧化為主，當(dāng)電解液中含有鹽酸時，則以氯氣的析出為主。
實驗裝置
由電解槽、電極板、銅絲網(wǎng)、隔離網(wǎng)和直流電源5部分組成、其中電解槽采用焊接PVC板矩形結(jié)構(gòu)；電極板為兩個相同尺寸的平行電極，陰極為銅電極并用鋼絲擴(kuò)展，陽極采用石墨電極；銅絲網(wǎng)與陰極相連，陽極外有隔離網(wǎng)。
二、實驗結(jié)果
研究對象為酸性含銅電鍍廢水，pH=1.5左右，ρ(Cu2+)=902.5mg/L。
取酸性含銅廢水500mL，置于電解槽中進(jìn)行電解回收，變換各操作參數(shù)，考察對銅回收的影響，并與常規(guī)板式電極電解法相比較。 
銅的去除率與電解時間的關(guān)系對比
隨著電解時間的延長，Cu2+的去除率均增加。由法拉第電解定律可知，物質(zhì)的去除量與電解時間成正比，但采用擴(kuò)展陰極法，Cu2+的去除率增加得快，而常規(guī)電解法，Cu2+的去除率增加緩慢。這反映出兩種電解工藝的電流效率有所不同，雖然在電解過程中，施加的操作電流保持恒定，但由于擴(kuò)展陰極法的銅析出電流效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)板式電極，因而在相同的電解時間內(nèi)，擴(kuò)展陰極法的去除率高于常規(guī)電解。