銻電解精煉(electrorefiningofantimony)

粗銻陽極在電解質溶液中于直流電的作用下溶解，在陰極析出純銻的銻精煉方法。在工業生產中，多用來精煉含貴金屬的粗銻，回收貴金屬，也用來處理含雜質較多的粗銻和含銻殘渣。

原理粗銻陽極在氟化氫、氟化銻和硫酸混合液中，于直流電作用下失去電子成為離子進入溶液，陽極反應為：

Sb-3e→Sb³⁺

同時銻離子向陰極遷移，在銅陰極上獲得電子，還原成金屬銻，陰極反應為：

Sb³⁺+3e→Sb

粗銻中雜質或進入溶液，或殘留在陽極泥中而與銻分離。這些雜質按其標準電極電位的正負及其絕對值，可分為三類，其電解行為：電位比銻更正的雜質貴金屬和硫等，在粗銻電解時實際上不溶解而全部沉積在陽極泥中；電位與銻接近的雜質銅、砷、鉍，大部或全部轉入溶液，和銻一起在陰極上析出；電位比銻更負的雜質錫、鉛、鐵、鎳，電解行為較復雜，其中大部分錫被氧化，以H₂SnF₄形態轉入溶液。絕大部分鎳生成硫酸鎳進入電解液，當其離子濃度達40g／L，時，便結晶析出。鐵以硫酸亞鐵形態進入電解液，積累到一定濃度時，便結晶析出于陽極泥中。鉛生成硫酸鉛，從陽極上脫落進入陽極泥。

工藝包括電解液制備、電解和取出陰極銻。電解液制備是將氧化銻加到323K的硫酸溶液中，攪拌成糊狀，隨后將溫度降至318K時加入氫氟酸，發生生成SbF₃的反應：

6HF+Sb₂O₃==2SbF₃+3H₂O

然后再加水稀釋至電解作業要求的含Sb³⁺80～100g／L、SO₄^2-350～400g／L、F(游離)>20g／L，繼續攪拌24h后，將溶液泵入電解循環系統進行電解。電解條件為室溫，電流密度100～110A／m²，槽電壓0.5～0.8V，異極表面極間距75mm。電解作業周期5～7d，陽極殘極率控制在15％～20％。電解完畢更換陽極，取出陰極敲取銻，清除陽極泥。

影響電解過程的因素主要有五方面。(1)電解液中氟離子濃度：氟含量偏低時，槽電壓升高，陽極電流效率下降，電解過程中槽電壓波動較大；游離氟離子濃度控制在20g／L以上時，電解過程較穩定，槽電壓低，且不受陽極表面狀況的影響。(2)電解液中硫酸根離子的濃度：根據電解液的導電性要求和鎳、鉛雜質對硫酸根的消耗，一般以含硫酸根離子360～400g／L為宜；硫酸根濃度過高，電解液密度增加，分層現象嚴重，對陽極泥的沉降不利，而且會加重對設備的腐蝕。(3)銻離子的濃度：電解液中銻離子濃度在80～100g／L范圍內，陰極銻結晶致密，平整光滑，電解作業正常；銻離子濃度過高，槽電壓升高；銻離子濃度低于30g／L時，陰極銻疏松，易脫落沉于槽底，混入陽極泥。(4)陰陽極間距：間距小，槽電壓低；但電解含金粗銻時，為了減少含金陽極泥在陰極上的吸附量，一般采用的陰陽極的間距不小于75mm。(5)電流密度：電流密度低，陽極泥含銻高，電流效率低，生產率低，陽極泥產出率高；電流密度高，陽極泥含銻低，電流效率高，槽電壓升高，直流電耗有所增加，陽極泥產出率低；綜合考慮電流密度的影響，一般采用100～110A／m²。

電解槽用聚氯乙烯或聚丙烯塑料制成，容積2m×0.9m×0.6m。陽極為粗銻，重20～30kg；陰極為紫銅板，每面的有效面積0.318m²。每槽裝陽極14塊，陰極13塊，八個并聯電解槽組成電解系列。電解液從槽底流入。用硅整流設備向電解槽供電。

展望從20世紀60年代起，世界一些國家開始研究粗銻的熔鹽電解精煉，以KCl和NaCl昆合鹽作電解質，熔融粗銻作陽極或陰極，不溶金屬或石墨作導電電極，在973～1073K高溫下電解，雜質元素從粗銻熔體中遷移出來，獲得純銻。與水溶液電解精煉相比，熔鹽電解精煉具有周期短、直收率高(達95％)、電流密度大(達10000A／m²)、生產能力大、電耗小(電解過程中只是雜質遷移)，且能在密閉條件下連續作業等優點。如能解決高溫作業的電解槽結構和電解熔鹽的循環問題，粗銻熔鹽電解精煉則是一種很有發展前途的方法．