锌电积电流效率影响因素研究

锌电积电流效率影响因素研究

摘要

本文介绍了锌电积过程中电解液成分、电流密度、槽温、电积周期、酸锌比等对锌电流效率的影响，其具体影响如下：

（1）电解液成分。当几种杂质离子同时存在时，会改变个别杂质离子的影响，使杂质离子的危害性加剧，导致电流效率大幅降低，因此应加强深度净化，尽可能降低杂质离子浓度。进一步研究，不断完善锌电积的机理，有效地提高电流效率，改善生产锌的质量及形貌。

（2）电流密度。一般情况下，电流效率提高的同时应提高电解液纯度和降低电解温度。应根据具体的情况进行研究，确定最为合适的电流密度。

（3）槽温。如果电解温度升高，氢的超电压降低，导致电流效率下降。因此，要在实际情况中严格控制好槽温和电解液温度，使生产效率达到最大化。

（4）酸锌比、电积周期等都是非常重要的。电解液的酸度即H+浓度降低，电流效率升高。当H+浓度过低，使阴极锌质量降低。H+浓度过高，则会加剧阳极腐蚀，减少阳极寿命。因此，应根据实际生产情况，依据电流密度的变化，采取相应措施和技术控制好酸锌比。

关键字：锌电积；电流效率；阳极材料；杂质离子；添加剂

绪论 1

1 锌电积的原理 2

1.1阴极反应 4

1.2阳极反应 4

2 新型阳极材料的影响 6

2.1铅银多元合金阳极 6

2.2金属基涂层阳极 7

2.3其他阳极材料 8

3 电积液中杂质离子的影响 8

3.1 Mn2+的影响 9

3.2 Co2+的影响 9

3.3 Ni2+的影响 10

3.4 Cu2+的影响 10

3.5Ag+的影响 10

3.6 Fe3+的影响 11

3.7 其它离子的影响 11

4 添加剂的影响 13

4.1添加剂的分类 13

4.2添加剂的影响 13

5 电流密度的影响 15

6 温度的影响 17

7 酸锌比、电积周期等因素 19

结论 21

参考文献 22

致谢 24

绪论

锌电积是湿法炼锌四个重要工艺过程中较为关键的步骤，它不仅直接影响着工业生产的成本，同时对锌产量及质量的也会造成很大的影响。电积过程中，电流效率是一项非常重要的技术经济指标，提高锌电积电流效率，不仅是提高锌总回收率的主要方法之一，也是衡量湿法炼锌企业技术水平和管理水平的重要标志。影响电流效率的因素主要有电解液成分、电流密度、槽温、电积周期、酸锌比等，为了在生产中获得较高的电效，减小这些因素对电积过程造成的不利影响，有必要通过进行大量的研究和借助现代分析手段来不断改进锌电积的工艺技术，使湿法炼锌高效生产。

针对各种因素对锌电积电流效率的影响，国内外学者进行了大量的研究。

在新型阳极材料方面，电积锌生产实践表明：60%以上的电能消耗在锌电积的阳极过程。因此，阳极材料的电流效率对实现锌电积的高产低耗具有非常重要的意义。目前锌电积通常采用的阳极为铅银合金阳极或铅基多元合金阳极，但它们在使用过程中的机械磨损及电化学腐蚀导致析出锌被铅污染，影响电锌质量。现在研制的钛基、不锈钢基等各种阳极材料，目的是为获得较高的电流效率。

锌电积的成功操作在很大程度上取决于电解液的纯度。在生产中，由于多种原因频繁出现因电解液杂质超标（主要为Co、As、Sb、Ge）等而形成烧板，使析出锌片产量显著下降、实践表明，从烧板现象出现到正常电积的恢复一般要持续几天乃至更长时间，在此期间电流效率往往是很低的。此外当电解液中存在Fe、Co、Ni、Cu、As、Sb、Ge等杂质时，对电效可能有较大影响，会改变Zn2+的极化特性，不利于Zn在阴极的沉积析出，因此很多人致力于杂质离子对锌电积过程的影响研究。

在添加剂中骨胶能增加阴极的活化超电压。当阳离子放电后，胶体微粒被吸附在阴极凸出部分，使阴极表面电流密度均匀，从而改善阴极表面状态，使阴极锌结晶细化，表面光滑平整，骨胶也能减弱杂质As、Sb、Ge等的危害，阻碍H+离子扩散，使H+离子放电受阻，增大氢的超电压，抑制氢的析出，还可以抑制较正电性金属与锌形成微电池，阻碍锌的反溶。适量骨胶有利于提高电流效率，但当骨胶过量时，沉积在阴极锌中的胶体则增多，破坏了电积锌的结构，使锌变脆。

槽温的控制中，锌电解车间冬季环境温度比较低，因此控制槽温比较容易；而当进入夏季，若不及时检修出现故障的泵或风机，槽温会上升至50℃。因此锌电解车间加大了设备维修及保障力度，使设备处于最佳生产状态。但并非温度越低越好，槽温过低，直接导致电解液电阻增大，增大耗电量。因此，锌电解车间根据实际情况，将槽温控制在36~42℃。

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