锌电解沉积资料

1、优选文档优选文档PAGEPAGE5优选文档PAGE锌电解聚积工艺现状及发展方向中南大学株洲冶炼企业工程硕士班王海波一、锌电积过程的理论基础锌电解液的主要成分是硫酸锌、硫酸和水，当通以直流电时带正电荷的离子移向阴极，带负电荷的离子移旭日极，并分别在阴、阳极上放电。阴极主要反应：Zn22e=Zn阳极主要反应：2OH2e=0.5O2H2O（或H2O2e=0.5O22）电极过程总反应：ZnSO4H2O=ZnH2SO40.5O2二、锌电解液成分及锌电积生产过程（一）锌电解液锌电解液除主要成分硫酸锌、硫酸和水外，还存在少量杂质金属的硫酸盐及部分阴离子（主要为氯离子和氟离子）。目前锌电解液中锌的浓度一般颠簸

2、在4060gL范围内，而硫酸浓度则趋于逐渐提升，已从110140gL提升到170200gL。对于杂质的含量各厂也有不同样要求。加拿大一家锌厂在进行改造时曾做过检查，为了适应电流密度大幅度提升，对电解液中杂质含量（mgL）要求更严格：Cd0.3，CO0.3，Sb0.03，Ge0.03，Fe10，CL50100，F10，Mn1.8gL（二）锌电积生产过程硫酸锌溶液的电积过程是将已经净化好的硫酸锌溶液（新液）以必然比率同废电解液混合后连续不停地从电解槽的进液端送入电解槽内。铅银合金板（含银量约1%）阳极和压延铝板阴极，并联交叉悬挂于槽内，通以直流电，在阴极析出金属锌（称阴极锌或析出锌），在阳极则放出

3、氧气。随着电积过程的不停进行电解液含锌量逐渐减少，而硫酸含量则逐渐增加，为保证电积条件的牢固，必定不停地补充新液以保持电解液成分牢固不变。电积一准时间后，提出阴极板，剥下压延铝板上的析出锌片送往熔铸工序。三、锌电解生产的操作过程（一）装出槽及槽上操作1、停工（停车）及动工（开车）这里所指的停工和动工作业是指计划停产检修前和检修后的工作。因此，在停工前就要为动工做好必要的准备工作，以保证动工的顺利进行。（1）停工（停车）停工包括准备、出槽压减电流、阴阳极板办理和电解槽的清理。停工前准备工作第一要压缩系统溶液体积，保证一个系列的电解槽能够倒空。准备好充分的新阳极以便更换不能够连续使用的阳极板。准备

4、好充分的导向架、绝缘条，以便在掏槽过程中对已损坏的导向架进行更换。出槽在停工前先取出槽内部分阴极板，并相应压减电流。一般先取出一吊阴极（1824片），槽内留有1824片阴极，并将锌片剥下，减少的阴极板排放整齐备用。减板收电流工作达成后方可停止循环并断开电源，尔后赶忙取出全部阴极板。阴阳极板办理在阴极板全部取出后，将阴极锌片全部剥下，阴极板排放整齐备用。将全部的阳极板逐片吊出，除掉板面上粘附的阳极泥，平展、擦干净导电头，更换不良极板，待电解槽清理工作达成后再装回电解槽。电解槽的清理拔出电解槽的底塞，将槽内阳极泥放出，并完整将电解槽内壁及导向架上粘附的阳极泥及结晶物清理干净，用水冲洗备用。最后将槽

5、间导电极擦洗干净，并将清理干净的阳极装入清理干净的电解槽中。（2）动工（开车）动工包括准备、灌液检漏、装阴极板和通电镀膜。准备工作第一对全部阴极板进行平展，冲洗研磨，并把导电头洗漱干净，尔后进行槽面备板工作，每槽备足1824片阴极并整齐放置在槽面上。灌液检漏一个系列检修和掏槽结束后，对另一系列的电解废液及该系列储蓄的新液进行质量检查，证明合格后再均匀补入电解槽内，并进行检漏，对漏液的溜槽、管线、电解槽及分配槽进行办理。装阴极板待补液及检漏工作结束后，将放置在槽面的阴极板迅速装入电解槽内。通电镀膜阴极板装好后即可送电，电流逐渐增大，使阴极电流密度达4005002m，经24，待阴极板上镀有一层锌后

6、，即可进行阳极镀膜，降低电流密度到4060m2。阳极镀膜是在低温、低电流密度的电解条件下，使阳极产出的氧气与铅阳极表面反应，生成一层二氧化铅膜，从而保护阳极不被硫酸溶液腐化。镀膜的技术条件：电解液含酸（H2SO4）2530gL，温度2030，时间24。镀膜时期可中止循环电解液，今后陆续高升电流，使之达到正常生产规定的电流密度，并加大循环量，待析出锌达到必然厚度后便出槽剥锌。2、槽上操作保证较大的电解液循环流量，且各槽流量均一，是获得好的技术经济指标的条件之一。大循环流量对于除掉锌离子贫化拥有重要意义，而且对槽温控制带来便利。电积锌生产中要保持电解液中必然的锌、酸含量，在实质过程中，经过化验解析

7、电解废液中的锌、酸含量，计算酸锌比作为控制依据，酸锌比一般控制在3.04.0之间。含酸偏高而含锌偏低时应加大新液增加量，反之应减小新液量。目前，某厂正在试用电解液锌、酸含量计算机自动检测仪来取代人工化验，以便实现酸锌比的平稳控制。电解槽温是主要的技术控制条件之一。一般用酒精温度计在槽内直接测定。槽温一般控制在3642之间。当个别槽温高时，应检查该槽流量可否偏小，也许极板可否接触短路及有否烧板现象。若宽泛温度高，应检查冷却塔可否正常，混杂液比率可否合适，并检查电解液的质量等。3、出装槽操作及极板的办理锌电积出装槽操作是指在作业时期内（一般出装槽周期为24），将阴极提出剥离析出锌，再把阴极铝板装入

8、槽的过程。由于是不停电作业，故阴极提出是分批进行的。某厂电解车间装槽是每槽分两次。每次出一半阴极板，即车间行车吊一次，而且是间隔一块提出。当第一吊装槽后，仔细检查导电，保证导电优异后方可提出第二吊，以防断电。出装槽要做到迅速正确，不错牙，极板不倾斜，不接触阳极，导电头要烫洗（或擦洗）干净，使导电优异。极板要仔细办理，使其正直不带锌。对板上带有的污垢物要用刷板机清刷干净。导电头及导电板保持光明，对发黑的必定及时清理或更换。对阳极板也要如期清刷表面上的阳极泥，以减少阴、阳极接触短路并防范局部电流密度增大，阳极溶解，以致污染电解液。某厂办理阳极周期一般为3040天，操作方式有两种，一是停产掏槽时全部

9、拔出阳极进行清理，二是在生产过程中逐槽逐片进行清理。清理时力求不损坏阳极表面的氧化膜。（二）剥锌剥锌的主要任务是将析出锌从阴极铝板上剥离下来，送往熔铸工序铸成锌锭。出槽时须仔细观察析出锌表面情况，对包边板或接触点作好标记，出槽后及时办理。对包边板的绝缘条要及时更换。剥锌困难时，在出槽前15mIn可分槽加入酒石酸锑钾，其量以保持槽内电解液含锑达到0.12mgL为宜。剥锌后应将铝板平展清刷，达到重装电解槽的要求。目前国内均为人工剥锌，劳动强度较大。（三）电解液的循环和冷却现代锌电积生产车间供液多采用大循环制，即从电解槽溢流出的废电解液先齐聚于废液溜槽，再流入循环槽及废液槽，一部分废液（循环槽内的废

10、电解液）与新液混杂，其体积比为5251，混杂后送至冷却系统冷却，尔后经过供液溜槽分配给电解槽，一小部分废液（废液槽内的废电解液）返回浸出车间作溶剂。电积锌过程中，在直流电作用下会产生电热效应，使电解液温度逐渐高升，甚至高出电解过程所规定的赞同温度（3545），为保证电解过程所需的正常温度条件必定对电解液进行冷却。电解液经冷却系统冷却，温度下降，且由于水分蒸发，溶液浓缩，使溶液中的硫酸钙、硫酸镁以白色透明的针状结晶析出，牢固地齐聚在管道、溜槽、冷却系统等设施内壁，形成结构致密的结晶物，影响电解液的正常循环及冷却收效。由于在酸性溶液中硫酸钙的溶解度在29时为最低，因此，电解液冷却后的温度一般控制为

11、3335。（四）酸雾的产生与电解车间的通风电解过程中释出大量的氧气和少量的氢气，它们逸出时会带出电解液而形成酸雾，刺激人的呼吸道与皮肤，腐化人的牙齿，对人体健康带来危害，对厂房及设施也均有腐化作用，特别是采用高电流密度生产更加严重。因此，要求电解厂房内空气含酸雾微粒最高不能够高出0.02mgL，硫酸锌（ZnSO4）最高不高出0.04mgL。为了减少其危害，一般工厂都采用措施加强厂房通风，降低槽上操作人员所在点的酸雾含量。其他，在出槽时期往槽内加入皂根粉，使之形成泡沫层，控制酸雾的逸出，这一措施也是十分有效的，但简单产生“放炮”现象，给工人操作带来不便。对厂房和设施也应采用防腐措施，以延长其使用

12、寿命。（五）锌电积过程的故障及办理1、锌烧板的原因及办理在电解过程中，阴极析出的金属锌因生产故障或生产技术条件控制不当而重新溶解的现象称之为烧板。在锌电积时，由于操作不细，造成铜导电接头的污染物掉入槽内，或增加酒石酸锑钾过分，使个别槽内的电解液含铜、锑高升造成烧板；其他，由于循环液进入量过小，槽温高升，使槽内电解液含锌过低，硫酸含量过高，均会产生阴极返溶。办理方法是加大循环量，将含杂质高的溶液更换出来，这样可降低槽温，提升槽内锌含量、减少返液。特别严重时还需要马上更换槽内的全部极板。2、宽泛烧板宽泛烧板多是由于供应的新液含杂质高出赞同含量，应马上加强净化液的解析和操作，以提升净化液质量，严重时

13、还需检查原料，加强浸出操作，加强净化水清除杂质，合适增加浸出液加铁量等。同时应合适调整电解条件，如加大循环量、降低槽平易溶液酸度（即提升含锌量）也可起到必然的缓解作用。3、电解槽突然停电突然停电一般多属事故停电。若短时间内能够恢复，且设施（泵）还可以够运转时，应向槽内加大新液量，以降低酸度减少阴极锌溶解。若短时间内不能够恢复，应组织力量赶忙将电解槽内的阴极全部取出，使其处于停产状态。特别要注意的是，停电后，电解厂房内严禁明火，防范电解槽面析出的氢气爆炸与着火。另一种情况是低压停电（即运转设施停电），首先应降低电解槽电流，电解液可用备用电源进行循环；若长时间不能够恢复生产时，还需从槽内取出部分阴

14、极板，以防因其他岗位缺电，供不上新液而停产。4、电解液停止循环电解液停止循环即对电解槽停止供液，这必然会造成电解温度和酸度高升，杂质危害加剧，恶化现场条件，电流效率降低并影响析出锌质量。停止循环的可能原因：一是由于供液系统设施出故障或需临时检修泵和供、排液溜槽；二是低压电停电；三是新液供不应求或废电解液排不出去。这些多属计划内的原因，预先应加大循环量，提升电解液含锌量，降低电解槽供电电流，合适降低电流密度，以适应停止循环的需要，但连续时间不能够过长。5、电解槽严重漏液正常生产过程中，当个别电解槽发生严重漏液时，对付漏液电解槽所在的一组电解槽进行横电（短路），以便对漏液电解槽进行合适的办理。第一用钢丝刷子擦亮窄路导电板和宽型导电板的接触面，将短路导电板起初排列好，用吊具吊到该槽组的两端，短路导电板与槽间导电板之间须垫绝缘磁砖。通知整流所停电，确认停电后，取出漏液电解槽全部阴极板，分别将两段短路导电板以及短路导电板与宽型槽间导电板卡紧，使该槽组短路，达成以上工作后通知整流所提升电流。拔出放液铅塞，对漏点进行办理，办理达成后塞好铅塞，加满电解液后通知整流所停电，确认停电后，拆掉横电板，补齐槽内阴极板，确认导电后，通知整流所逐渐将电流升到额定值。四、锌电解聚积工艺的发展方向近来几年来，优异铅锌矿资源了日益困穷，消化高杂矿及低等级矿已经成