電解鉻

電解鉻是指火法冶金煉製的粗鉻金屬作為陽極進行電解，通過選擇性的陽極溶解與陰極沉積，來生產高純金屬鉻。金屬鉻及鉻的化合物在化工、耐火材料和金屬材料等領域中有著廣泛的套用。鉻加入鋼中可改變鋼的特性，提高鋼的韌性。

基本介紹

• 中文名：電解鉻
• 外文名：Electrolytic chromium
• 學科：冶金工程
• 領域：鋼鐵
• 原理：火法冶金煉製的粗鉻金屬進行電解
• 作用：可改變鋼的特性，提高鋼的韌性

簡介

金屬鉻及鉻的化合物在化工、耐火材料和金屬材料等領域中有著廣泛的套用。鉻加入鋼中可改變鋼的特性，提高鋼的韌性。

目前，生產高純金屬鉻的主要方法是依靠電解法，而在電解法生產工藝中，六價鉻和三價鉻的水溶液電解，由於鉻的析出電位比氫低，在陰極上沉積鉻的同時，伴有析氫反應，大大降低了鉻沉積的電流效率，而熔鹽電解法則能很好的克服這種弊端。以下介紹了熔鹽電解製備金屬鉻的方法，即以火法冶金煉製的粗鉻金屬作為陽極進行電解，通過選擇性的陽極溶解與陰極沉積，來生產高純金屬鉻，分析了熔鹽電解金屬鉻過程中原料、熔鹽電解質、電解電壓、電解溫度等影響因素。

鉻電解精煉的生產過程及原料選擇

1. 生產過程

熔鹽電解鉻主要生產工藝過程如圖1 所示。

2. 原料選擇

（1） 粗鉻

鉻電解精煉所用原料有多種，常見的為粗鉻、三氯化鉻等，但從實際生產得知，三氯化鉻為原料，操作繁鎖，過程不易控制，且產品質量也不容易保證，所以熔鹽電解鉻生產原料選為爐外法金屬鉻，即粗鉻，它是通過Cr2O3鋁熱法還原得到的金屬鉻，Cr≥98%，粗鉻為可溶性陽極。

（2）電解質

有好幾種電解質體系都可以做熔鹽電解鉻的電解質，在實際生產中，用的是分析純氯化鉀和分析純無水氯化鋰，其組成為KCl∶LiCl=54∶46( w /%) ，該體系具有工作溫度低、導電率高、黏度低、析出的金屬顆粒緻密等優點。

鉻電解精煉的影響因素

影響鉻電解精煉的因素很多，下面分析幾種主要對電解金屬鉻品質的影響因素。

1. 原料

原料金屬鉻的純度是影響鉻電解精煉效果的主要因素，如果原料純度不夠會影響產品熔鹽電解鉻的質量，品位高的原料得到的電解鉻產品中鉻含量相對較高，原料品位不同時，得到的產品鉻含量趨勢: 當原料品位較高時，電解得到的金屬鉻成分明顯升高，且隨著電解周期的延長，產品鉻含量有逐漸上升趨勢。可見，原料品位是產品成分提升的主要影響因素。鉻原料品位99 級電解金屬鉻優於鉻原料品位98 級，其電解金屬鉻含鉻量達到99.4%以上。

2. 電解質濃度

電解質的濃度對電解產品有一定的影響。主要表現在產品的外觀及產品成分上。電解質濃度由6%到18%之間。

當電解質濃度增加到8%～18% 時，電解產品無固定形狀，且產品較糙，稍用力壓即成一扁平狀，無金屬光澤及硬度。電解質濃度低到6%～7% 時，電解產品成樹枝狀或松塔狀，產品較亮，有金屬光澤及硬度，且產品鉻含量均在99%以上。

3. 電解電壓

電解電壓的升高可使電解產品由細絲狀逐漸轉變為棒狀和枝狀，且有金屬光澤和硬度。當電解電壓控制在0.40～0.45 V，產品外觀形狀穩定，且產品中氧含量在0.04%～0.09% 之間，相對較低。

4. 電解溫度

同一周期，隨著電解溫度的升高產品產量相對有增加，當電解溫度由620 ℃上升到800 ℃時，產品外觀形狀明顯變好，由原來的草灰狀變為有光澤的針狀料，產品產量由原來的120 g 增加到570 g，但當電解溫度過高，提高到850 ℃時，棒上幾乎無產品。當電解溫度維持在700～800 ℃時，不僅產品外觀形狀穩定，且產品質量及成分也相對穩定。

結語

1. 以鋁熱法生產的金屬鉻為原料進行熔鹽電解精鍊金屬鉻工藝可行，電解出金屬鉻產品質量穩定。

2. 鉻原料品位越高，電解鉻產品鉻含量越高，選用鉻原料品位99 級電解出金屬鉻品質較佳。

3. 電解質的濃度控制在6%～7%、電解電壓在0.4～0.45 V、電解溫度維持在700～800 ℃時，電解金屬鉻產品形狀及質量最好。