7.5 钴的电解
钴、镍电解形式具有多样性，是镍、钴冶金的一大特点。生产电解钴的流程大致可以分成两种，一种是采用化学沉淀法提纯除杂两段镍、钴分离火法煅烧还原熔炼成粗钴阳极经电解精炼得到电解钴；另一种是采用萃取除杂穿心电容
镍、钴分离制得氯化钴溶液进行不溶阳极电沉积得到电解钴。 7.5.1 钴的电解沉积
在用不溶阳极电解工艺从水溶液中提取金属（简称电积）中由于钴的原料和湿法冶金所采用的浸出、净化工艺不同，从含钴溶液中电解沉积钴常用硫酸盐电解质会哦氯化物电解质两种溶液体系。氯化物电解的电流密度较大，生产效率高，电解液比电阻小，导电性能好，槽电压较低，电能消耗较少。目前，多数工厂采用溶液作为电解液生产电钴。表7-12所示为氯化钴和硫酸钴电解液成分实例。硫酸盐与氯化物电解质电解钴的比较，如表7-12所列。 钴电解是在酸性溶液中进行的，各物质的电离反应如下：
正、负离子在电场作用下分别 向两极移动，在电极--溶液界面上发生电极反应。led尾灯
7.5.1.1 钴电极沉积过程中的电极反应
视力保护器
钴电积的阴极是钛板作阴极在种板槽电解制得的始极片。在阴极上主要发生钴离子放电反应，析出金属钴：
钴是负电性金属，，较氢的标准电极电位负。尽管氢离子在钴阴极上放电也成为可能，其反应为：
电解过程中应控制溶液中的自动充电电动车浓度。钴电积采用接近中性的电解液酸度，并添加硼酸作缓冲剂，以稳定溶液值，保证优先在阴极析出。在电化序中，钴和镍的电位相近、性质相似，阴极过程的行为基本相同。电位比钴正的杂质铜、镍、砷等，可随钴一起在阴极析出；而当电位比钴较负的铁、锰、锌等的浓度不高时，对电钴的质量基本无影响，但含量高时也将会污染阴极。电积过程的金属来源于浸出--净化后液，电解液预先经过深度净化除杂，在生产中也可不采用隔膜电解。
B 阳极反应
电积过程采用不溶阳极，阳极材料本身并不发生电化学溶解反应。不溶阳极的电极反应主要是电解液中的阴离子或阴离子基团等负电荷离子发生放电反应。
钴电积常用的阳极为高纯石墨和表层涂钌的钛板阳极。石墨阳极中的碳在电积过程中有少量粉化散落，使阴极含碳。目前多采用涂钌钛板阳极。对于硫酸盐水溶液电积，也可用铅银阳极。
（1）硫酸盐体系的阳极反应。溶液中存在氢氧根离子和硫酸根离子可能被氧化，伴随析出氧气：
由于的放电电位低于的放电电位，阳极主要反应时离子放电析出氧气。离子放电也可写成：
（2）氯化物体系的阳极反应。在氯化物水溶液中，可能发生的反应为：
氯化物水溶液电积的过程在阳极主要是析出，因为离子虽然比离子的放电电位低，但实际电积过程中，氧在阳极析出时的超电位比析出的超电位大得多。阳极释放的采用阳极加罩密封，经导管抽入吸收塔，供氯化浸出或制备。
C 钴电积过程的总反应
（1）对于硫酸钴溶液电积
总的化学反应：
（2）对于氯化钴溶液电积
总的化学反应：
由上可见，电积过程的阴极反应与粗金属电解精炼的阴极反应相同，而阳极反应析出氧气或。对于硫酸盐溶液电积，在析出氧的同时还再生硫酸，因此，电积过程生产的含的废电解液或可返浸出过程作浸出剂。
7.5.1.2 从氯化物溶液中电解沉积钴的主要设备
钴电积设备与镍电积设备大体一致。加拿大鹰桥镍公司采用的氯化钴水溶液电解沉积槽（见图7-14）由混凝土制成，内衬聚酯塑料，其尺寸为，不溶阳极为涂钌钛板。每个阳极用可渗透电解液的隔膜袋套住，阳极袋上部设排气罩，并安装有集流管。阳极反应产生的和阳极液，通过阳极罩支管汇总到沿电解槽长方向布置的汇流总管内，一起抽至阳极液脱氯塔。纯净的氯化物溶液从电解槽一端流入，依靠设在电解槽另一端电解液出口的溢流堰高度来控制电解槽内的液面高度，由于抽吸的作用，阳极液面与阴极液维持一定的液面高度差，以避免泄漏。
7.5.1.3 钴电解沉积主要技术条件的控制
钴与镍一样属于负电性金属，为了避免氢和杂质金属与钴一起在阴极析出而影响电流效率和电钴质量，对电解液成分及其杂质含量、电解液温度、电流密度、电解液循环都应有严格要求。
电解液中钴离子浓度高有利于生成致密的阴极沉积物，可提高电流密度，防止氢离子放电。使用氯化物电解液时钴离子浓度比硫酸盐电解液高，但钴浓度过大，阴极析出物呈暗海绵状。一般应控制浓度为。
生产1号电钴时，若电解液中浓度高于，电钴铜含量达不到的标准；若电解液中浓度高于，电钴铜含量达不到的标准；若电解液中浓度高于，电钴铜含量达不到的标准。因此，生产优质电钴时，钴电解液必须进行深度净化。
适当控制酸度对于减少氢的析出是很重要的。在镍、钴上氢的析出过电势较低，属于中等过电势金属，镍、钴和氢的析出电势相差较小。因此，镍、钴电解过程中常有少量氢气析出，不仅使电流效率降低，而且影响产品质量。因为镍、钴能吸收氢气，电解钴所吸收的氢可达其体积的35倍。为了防止和减轻氢的析出，工业上常采用弱酸性溶液进行电解。同时，为了维护电解液在适当的酸度范围内，在电解液中需要加入少量的硼酸作为缓冲剂。生产实践表明，电解液酸度低，则电流效率高；但pH值过高将会引起钴盐的水解，促使阴极钝化，并影响电钴质量。硫酸盐体系常添加硼酸来稳定电解液酸度。对于氯化物体系，应控制pH值为4~4.5；对于硫酸盐体系，应控制pH为3~5。
水粉盒
提高电解液温度有利于降低溶液电阻和槽电压，减轻阴极钝化现象，减少阴极爆裂、分层，改善沉积物质量，钠盐结晶现象也有所减轻。但温度过高，氢易析出，会浪费蒸汽，降低电解液酸度，从而出现碱式盐沉淀，使电解液蒸发加剧，恶化了劳动条件；温度过低则会促使阴极钴发黑，电钴表面爆裂。一般工厂控制电解液温度为。温度波动会造成电钴发生卷边或产生网状结构。
在氯化物体系中，电流密度一般控制在之间，而硫酸盐体系则控制在左右。电解液循环速度取决于循环方式和电流密度。如某厂电解液循环速度为，而另一厂为，这时，电解进液与出液中的钴离子浓度相差，进液。
我国电积法生产电钴技术条件实例，见表7-14。
7.5.2 钴的电解精炼
钴冶金中，粗钴阳极电解精炼的电解液多采用硫酸盐或氯化物体系。由于钴电解的阴极过程本身脱出杂质的能力有限，而粗钴金属中杂质元素在硫酸盐体系中进入溶液中的种类较
多，因此，钴电解精炼不同于铜、铅、锌、锡等金属，阴极液必须先经过净化处理，以控制杂质元素的含量。同时，在工艺中采用隔膜电解槽，使阴极液和阳极液分开，这种电解槽的构造较为复杂。通常，阳极液和造液槽产出的溶液一起送去净化，净化方法及程序根据杂质含量而定。
以镍电解液净化过程产出的钴渣为原料，首先将钴渣浆化，加入适量的硫酸，并通入二氧化硫进行还原溶解。待溶解完全后，进行黄钠铁矾法除铁，除铁后液加入次氯酸钠进行一次沉钴，产生一次氢氧化钴。一次氢氧化钴的镍含量高，，必须经过淘洗后进行二次溶解和二次沉钴；二次氢氧化钴中，，。
二次氢氧化钴经反射炉焙烧和电炉还原熔炼，浇注成阳极板。在氯化物介质中，通过可溶阳极电解精炼产出电解钴。钴电解阳极液净化，采用硫化钠除铜和通入氧化中和除铁，某厂钴车间采用粗钴阳极板隔膜电解的方法生产电钴。经过净化的纯净阴极液流入隔膜内，使隔膜内的液面始终高于阳极液的液面，保持一定的液面差。这样，阳极液不能进入隔膜内，从而保证了隔膜内阴极液的化学成分达到产出合格阴极钴的要求。
7.5.2.1 粗钴阳极板的制备
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