周 键，王三反，宋小三，张学敏



双膜三室电解槽中电沉积钴的离子传输

周 键1, 2，王三反1, 2，宋小三1, 2，张学敏1, 2

(1. 兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州 730070；2. 兰州交通大学寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心，兰州 730070)

针对传统氯化钴电沉积工艺阳极产氯的缺陷，采用双膜三室电解槽进行电沉积钴。通过测定各隔室中的电解液成分变化深入研究电沉积过程的离子传输行为。结果表明：在电场与浓度梯度作用下，阴极液的氯离子与阳极液的氢离子可经电迁移与扩散进入中隔室形成盐酸，盐酸浓度可达1 mol/L；并同时阻止阳极析氯，实现产酸抑氯同步化。

钴；电沉积；离子交换膜电解槽；离子传输

金属钴因具有熔点高、稳定性良好的特点，通常作为制造耐热合金、防腐合金、磁性合金、硬质合金和钴盐等的重要原料[1−4]，广泛用于机械制造、航空航天、化学、军事、陶瓷等工业。因此，钴是一种战略性金属。

制备金属钴的常用方法是不溶阳极法[5]，即电化学阴极还原法，也是钴湿法冶炼的最后一步。具体地说是采用高浓度的含钴溶液作为电解液，惰性电极作为阳极，钴种板作为阴极；在通电过程中，阳极不发生溶解反应；钴离子向阴极迁移，发生电化学还原反应，沉积于阴极表面，从而得到高纯金属钴。依据电解液类型不同，可分为硫酸体系[6−8]和氯化体系[9−11]。相比于硫酸体系，氯化体系的导电性更高；钴沉积过电位、阳极过电位更低；以及有机萃取时，镍钴更易于分离[9, 12]。……