过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (3): 303-313.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225155
杨欢1, 雷尔泰1, 杨云桃1, 陈永利1, 唐智鹏2, 杨家俊1, 周雪娇1*
Huan YANG1, Ertai LEI1, Yuntao YANG1, Yongli CHEN1, Zhipeng TANG2, Jiajun YANG1, Xuejiao ZHOU1*
摘要: 本研究基于硫酸盐电解液体系,采用铁板作为阳极,系统考察了电解时间(5~180 min)、电解温度(20~80℃)、Fe2+质量浓度(20~100 g/L)、电流密度(400~1200 A/m2)及阴极材料(钛、铜、铝、镍、铁)等对电解铁形貌、纯度及电流效率的影响。结果表明,钛阴极可显著抑制杂质引入,在电解温度80℃、Fe2+浓度60 g/L、电流密度1000 A/m2、电解时间30 min的优化条件下,可制得形貌优异、易于剥离的电解铁产品。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)与溶样法分析表明,经多参数协同调控,所得产物主要物相为纯铁,呈现晶界清晰、颗粒排布紧密、孔隙极少的阶状形貌;点扫最高纯度可达99.97wt%,溶样法测得铁纯度为99.94wt%。经计算,优化条件下电流效率高达97%以上,电解直流电耗约为4.35 kWh/kg-Fe。该工艺有望为电解铁工业化生产提供兼具成本效益与性能优势的技术路径。