[发明专利]一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法

权利要求书

1.一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、可溶性阳极的制备

将铁的金属氧化物与碳按照摩尔比1:1～1:4混合，然后于600℃～800℃环境下烧结4h～12h，制得可溶性阳极；

S2、电解沉积

将可溶性阳极和不锈钢材质的阴极插入熔盐中，外加电源进行恒电流电解，在此过程中可溶性阳极中的铁氧化物在电场作用下，其中的氧离子与碳结合生成一氧化碳或二氧化碳排出，其中的低价铁离子进入熔盐中，并在阴极基体上进行沉积形成沉积物；

S3、产品处理

将带有沉积产物的阴极从熔盐中取出、冷却，并去除阴极沾附的熔盐，然后将阴极与剩余的阴极沉积物分离，最后清洗剩余的阴极沉积物，留取沉淀物，得金属铁。

2.根据权利要求1所述的一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，在进行步骤S2之前，要完成熔盐预处理，所述熔盐预处理包括以下步骤：

S111、将NaCl和CaCl₂按摩尔比0.8:1～1.2:1混合后，置于洁净、干燥的容器中，在真空环境中150℃-250℃干燥8h-12h；

S112、取出NaCl和CaCl₂的混合物，置于300℃-400℃环境中保温2-4h，随后升温至700℃-900℃，在此过程中NaCl和CaCl₂的混合物形成熔盐；

S113、利用铁和石墨棒分别作为工作电极和对电极进行恒电压电解，当电流稳定时，停止电解，至此完成熔盐预处理。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，在进行步骤S2之前，要完成阴极的预处理，所述阴极的预处理包括以下步骤：

S121、将不锈钢材质的阴极放入除锈剂中进行酸洗去除铁锈；

S122、将洗好的不锈钢材质的阴极进行打孔，然后依次用400、1000、2000目砂纸将其打磨，再用去离子水和无水乙醇清洗，最后放置于烘箱中在80℃-150℃条件下干燥12-48h。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，所述步骤S2的整个过程在密封的反应器中进行，反应器内持续通入氩气对其进行气氛保护。

5.根据权利要求3所述的一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，所述步骤S2的整个过程在密封的反应器中进行，反应器内持续通入氩气对其进行气氛保护。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，所述步骤S3中，冷却过程在氩气保护下进行；

所述步骤S3中，得到金属铁之前还要对所述沉淀物进行干燥处理。

7.根据权利要求3所述的一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，所述步骤S3中，冷却过程在氩气保护下进行；

所述步骤S3中，得到金属铁之前还要对所述沉淀物进行干燥处理。

8.根据权利要求4所述的一种利用可溶性阳极电解制备金属铁的方法，其特征在于，所述步骤S3中，冷却过程在氩气保护下进行；

所述步骤S3中，得到金属铁之前还要对所述沉淀物进行干燥处理。