1、第 卷 增 刊年 月有 色 金 属、,段 飞锰 在 锌 电 解 沉 积 过 程 中 的 作 用蔡 江 松凡 口 铅 锌 矿张 登 凯, 韶 关摘 要电 解 沉 积 锌 工 艺 , 常 因 铅 基 阳 极 的 保 护 失 效 溶 解 , 造 成 析 出 锌 质 量 下 降 及 技 术 经 济 指 标 恶 化 。针 对 此 问 题 , 本 文 在 结 合 生 产 实 践 的 基 础 上 , 系 统 分 析 电 解 液 中 锰 的 含 量 对 其 产 生 的 影 响 。 最 终 提竺 鸳 粤 髯 黯 篡 嘿 慧 赫 滋 享 一金 狮 冶 化 公 司 湿 法 炼 锌 系 统 于年 月 日 竣 工 并
2、转 人 试 生 产 。 试 生产 期 间 , 我 们 注 意 到 随 着 电 解 液 中 锰 含 量 的变 化 , 锌 电 解 沉 积 析 出 锌 质 量 及 其 它 技 术 经 济指 标 将 随 之 发 生 波 动 。 为 此 , 我 们 在 结 合 生 产实 践 的 基 础 工 , 通 过 试 验 , 对 不 同 含 锰 量 条 件下 的 锌 电 解 乙 只 过 程 进 行 研 究 。 结 果 表 明 , 在以 铅 基 多 元 合 全 为 阳 极 的 酸 性 硫 酸 锌 电 积 体系 中 , 控 制 电 解 液 中 适 宜 的 锰 含 量 , 可 有 效 地提 高 铅 基 多 元 合 金
3、阳 极 的 稳 定 性 , 不 仅 可 以 提高 析 出 锌 的 质 量 , 同 时 也 改 善 锌 电 解 沉 积 过 程的 其 它 技 术 经 济 指 标 。锌 电 解 沉 积 过 程 中 锰 的 作 用 与机 理锌 电 积 体 系 组 成金 狮 冶 化 公 司 锌 电 解 沉 积 采 用 低 银 铅 钙合 金 士 , 一 ,铅 余 量 作 阳 极 , 纯 铝 作 阴 极 的 酸 性 硫 酸 锌 电积 体 系 , 即 “ 十 眺 欣 干 以 石 “姚 践 一 一 】式 中 代 表 电 解 液 中 存 在 的 其 它 微 量杂 质 离 子 、 、 、 、 、 、 、 以等 。阳 极 板 规
4、格 平板 压 延 阳 极阴 极 板 规 格有 时 铜 铝 过 渡 导 电 头作 用 与 机 理采 用 该 体 系 , 电 解 初 期 控 制 一 定 的 工 艺 条件 , 可 在 阳 极 表 面 生 成 一 层 致 密 的 丈 沁 薄膜 , 从 而 将 阳 极 表 面 与 电 解 液 隔 离 。 但 由 于矢 薄 膜 的 多 孔 性 , 该 体 系 在 实 际 工 作 过 程中 , 阳 极 上 同 时 存 在 两 个 反 应主 反 应 一 个 玩副 反 应 一 宁 十副 反 应 即 铅 基 阳 极 腐 蚀 将 导 致 阳 极消 耗 增 加 、 寿 命 缩 短 , 同 时 生 成 的 宁 十 在
5、 阴 极放 电 析 出 , 造 成 析 出 锌 含 铅 量 增 高 , 并 严 重 恶化 其 它 技 术 经 济 指 标 。电 解 锌 工 艺 中 , 为 了 抑 制 副 反 应 , 提 高增 刊 蔡 江 松 等 锰 在 锌 电 解 沉 积 过 程 中 的 作 用铅 基 多 元 合 金 阳 极 的 稳 定 性 , 常 常 是 借 助 于 电解 液 中 的 锰 离 子 来 实 现 。电 解 液 中 的 十 在 阳 极 被 氧 化 成 高锰 酸 姚 。 粤 一十 姚 厌 生 成 的 高 锰 酸 继 续 与 矛 发 生 反 应 , 生 成儿 二 入 姚今 践 沃一 部 分 沉 于 电 解 槽 底 ,
6、 成 为 阳 极泥 , 一 部 分 粘 附 在 阳 极 表 面 , 与 父 一 起 形成 致 密 的 阳 极 膜 , 并 使 阳 极 膜 粘 附 坚 固 , 减 少阳 极 氧 化 膜 的 腐 蚀 , 从 而 提 高 阳 极 的 稳 定 性电 解 液 中 悬 浮 的 粒 子 在 酸 性 介质 中 与 共 存 的 一 按 下 式 反 应 , 使 氯 呈 气 体 逸出 , 从 而 减 少 氯 离 子 对 铅 极 的 腐 蚀 , 降 低 析 出锌 中 铅 的 含 量 。一 个十 氏生 产 实 践工 艺 条 件表 新 液 化 学 成 分 八 一一 ” 七 一 八元 素 名 称簇毛注块一簇一镇一镇份一毛一
7、毛一簇控 制 指 标 一 , , 以 旧一毛表 电 解 参 数 控 制邓 祀参 数 名 称 控 制 指 标废 液 酸 、 锌 含 量 一 , 姚 一平 均 电 流 密 度 一槽 内 液 温 一 最 高 不 超 过析 出 周 期同 极 中 心 距电 解 液 锰 含 量 对 析 出 锌 质 量 的 影 响研 究 分 析 在 其 它 条 件 相 同 时 , 电 解 液 含 锰量 对 析 出 锌 含 铅 量 的 影 响 , 结 果 见 表 。由 表 并 结 合 生 产 实 践 来 看 , 电 解 液 中 含锰 量 过 低 , 将 在 阳 极 表 面 生 成 薄 且 疏 松 多 孔 的海 绵 状 附 着
8、 物 。 此 附 着 物 容 易 从 阳 极表 面 上 脱 落 , 造 成 阳 极 保 护 失 效 , 溶 解 加 剧经 实 测 , 最 高 电 解 液 含 铅 量 可 达 几 , 在此 条 件 下 电 解 沉 积 , 必 然 造 成 析 出 锌 含 铅 升高 。 随 着 电 解 液 锰 含 量 升 高 , 阳 极 附 着物 变 得 坚 硬 致 密 , 使 电 解 液 与 阳 极 表 面 充 分 隔离 , 减 少 铅 基 阳 极 的 溶 解 , 从 而 使 析 出 锌 含 铅下 降 。 但 电 解 液 锰 含 量 不 宜 过 高 , 否 则 会 造 成阳 极 泥 增 加 , 容 易 导 致 阳
9、 极 泥 机 械 夹 杂 于 阴 极析 出 锌 中 , 反 而 造 成 析 出 锌 含 铅 升 高 。 通 过 生产 实 践 证 实 , 控 制 电 解 液 含 锰 量 在 几 左右 , 不 仅 可 以 产 出 含 铅 合 格 的 锌 片 , 同 时 质 量也 比 较 稳 定 。电 解 液 含 锰 量 对 电 流 效 率 的 影 响表 电 解 液 含 锰 量 对 析 出 锌 含 铅 的 影 响仪 尹锰 含 量电 锌 含 铅 幻 洲 靛 卫 以研 究 分 析 了 在 其 它 条 件 相 同 时 , 电 解 液 含 锰 量 对 电 流 效 率 的 影 响 , 结 果 如 表 所 示 。表 电 解
10、液 含 锰 量 对 电 流 效 率 的 影 响锰 含 量 几电 流 效 率 ,由 表 可 见 , 控 制 电 解 液 锰 含 量 在几 左 右 , 可 获 得 左 右 的 电 流 效 率 。分 析 其 影 响 , 一 方 面 , 电 解 液 锰 含 量 过 低 , 将 因阳 极 保 护 失 效 , 促 使 大 量 铅 离 子 在 阳 极 生 成 、有 色 金 属 第 卷阴 极 析 出 。 不 仅 导 致 析 出 锌 含 铅 升 高 , 同 时 由 液 中 含 锰 量 过 高 , 电 解 沉 积 过 程 中 , 阳 极 表 面于 铅 离 子 的 大 量 析 出 , 锌 电 解 沉 积 过 程 中
11、 固 有 将 生 成 大 量 的 阳 极 泥 , 易 引 起 阴 阳 极 板 接 触 短的 结 晶 方 向 性 受 到 破 坏 , 结 果 在 阴 极 只 能 得 到 路 , 同 样 导 致 电 流 效 率 下 降 。一 种 结 构 松 散 、 表 面 粗 糙 的 析 出 锌 。 此 种 析 出 电 解 液 含 锰 量 对 直 流 电 耗 的 影 响锌 , 由 于 有 较 大 的 比 表 面 积 , 造 成 阴 极 电 流 密 其 它 条 件 相 同 时 , 电 解 液 含 锰 量 对 直 流 电度 局 部 减 小 , 氢 超 电 压 降 低 , 增 大 了 析 出 锌 的 耗 的 影 响 如
12、 表 所 示 。酸 反 溶 , 严 重 降 低 电 流 效 率 。 另 一 方 面 , 电 解表 电 解 液 含 锰 量 对 直 流 电 耗 的 影 响已 记 界 璐 八 又锰 含 量直 流 电 耗 介 夕 吕 甲卜 工吕生分 析 上 表 数 据 可 以 发 现 , 不 同 的 电 解 液 含 要 途 径 。锰 量 , 相 应 的 直 流 电 耗 不 同 , 其 影 响 呈 马 鞍 形 电 解 液 含 锰 量 对 阳 极 消 耗 的 影 响曲 线 。 这 是 因 为 一 方 面 , 电 解 液 锰 含 量 过 低 分 析 电 解 锌 总 成 本 的 构 成 不 难 发 现 , 阳 极或 过 高
13、 , 均 会 造 成 电 流 效 率 下 降 , 导 致 直 流 电 消 耗 所 占 的 比 例 不 容 轻 视 。 因 此 , 如 何 降 低 阳耗 升 高 另 一 方 面 , 过 高 的 电 解 液 含 锰 量 电 解 极 消 耗 , 对 电 锌 生 产 企 业 便 具 有 重 要 意 义 。 但时 会 引 起 阳 极 板 面 覆 盖 的 阳 极 泥 厚 度 增 大 , 电 由 于 受 铅 基 多 元 合 金 阳 极 自 身 电 化 学 性 质 的阻 升 高 , 为 了 克 服 其 电 阻 , 便 要 消 耗 一 部 分 电 制 约 , 生 产 中 要 达 到 这 一 目 的 比 较 困
14、难 。 通 常能 , 即 加 大 了 电 解 过 程 的 无 用 功 消 耗 , 同 样 也 的 做 法 是 在 加 强 电 锌 槽 上 槽 下 管 理 、 提 高 操 作会 引 起 直 流 电 耗 升 高 。 因 此 生 产 实 践 中 , 为 了 水 平 的 基 础 上 , 通 过 控 制 电 解 液 适 宜 的 锰 含 量得 到 较 低 的 直 流 电 耗 , 降 低 电 解 锌 成 本 经 分 来 实 现 。析 , 直 流 电 耗 约 占 电 解 锌 总 成 本 的 左 其 它 条 件 相 同 时 , 电 解 液 中 锰 含 量 对 阳 极右 , 控 制 电 解 液 适 宜 的 锰 含
15、 量 不 失 为 一 条 重 消 耗 的 影 响 如 表 所 示 。表 电 解 液 含 锰 量 对 阳 极 消 耗 的 影 响】 记 璐 仪 】锰 含 量 几阳 极 消 耗 片,由 表 可 以 看 出 , 随 着 电 解 液 锰 含 量 提高 , 阳 极 消 耗 呈 下 降 趋 势 , 但 当 锰 含 量 提 高 到一 定 程 度 时 , 阳 极 消 耗 反 而 增 大 , 主 要 原 因 在于电 解 液 含 锰 量 过 低 时 , 生 成 的 阳 极 泥很 少 , 未 能 对 阳 极 氧 化 膜 发 挥 其 有 效 地 保 护 作用 , 从 而 加 大 了 阳 极 与 电 解 液 的 直 接
16、 接 触 面积 , 导 致 阳 极 酸 溶 解 加 快 , 消 耗 升 高 。 当 电 解液 锰 含 量 合 适 时 , 阳 极 附 着 物 变 得 坚 硬致 密 , 使 阳 极 与 电 解 液 隔 离 , 直 接 接 触 面 积 减小 , 阳 极 腐 蚀 溶 解 程 度 减 弱 , 消 耗 下 降 。电 解 液 中 含 锰 量 过 高 时 , 阳 极 表 面附 着 物 的 生 成 过 快 , 容 易 引 起 阴 阳 极 板接 触 短 路 , 产 生 电 弧 , 使 阳 极 板 熔 融 烧 穿 且 由于 阳 极 附 着 物 分 布 不 均 , 致 使 阳 极 板 上出 现 局 部 电 流 密
17、度 过 大 或 过 小 现 象 , 也 会 造 成阳 极 板 的 腐 蚀 溶 解 。 同 时 , 阳 极 泥 生 成 过 快时 , 操 作 中 将 要 求 大 大 缩 短 阳 极 通 平 周 期 , 该方 法 是 手 工 操 作 , 劳 动 强 度 大 , 容 易 损 坏 阳 极板 表 面 的 氧 化 膜 和 保 护 层 , 同 样 会 导 致 阳 极 板的 消 耗 增 加 。生 产 实 践 中 , 影 响 电 解 锌 质 量 及 其 技 术 经济 指 标 的 因 素 很 多 , 但 锰 离 子 的 影 响 不 容 质疑 。 其 它 条 件 一 定 时 , 电 解 液 锰 离 子 的 影 响
18、如图 所 示 。由 图 可 见 , 电 解 液 中 锰 含 量 的 最 佳 控 制增 刊 蔡 江 松 等 锰 在 锌 电 解 沉 积 过 程 中 的 作 用了 达 到 这 一 要 求 , 当 锰 含 量 过 低 时 , 可 通 过 外部 补 充 予 以 解 决 而 当 锰 含 量 过 高 时 , 则 可 采用 降 低 电 流 密 度 的 措 施 , 加 快 电 解 液 中 矛 十一 阳 极 泥 的 转 变 , 从 而 达 到 稳 定 控 制电 解 液 锰 含 量 的 目 的 。结 语口二 鲜一军解彭医氏氏山上。 ,卜 日上考芝辉钾撼侧夕山只白界一宋敬歇习年砒北崛喂中械岁一哥象瑞子 一 币 戈
19、二 九 下 内石 忍电 解 液 含 锰 量 一 图 电 解 液 锰 含 量 对 析 出 锌 含 铅 、 电 流 效率 、 直 流 电 耗 、 阳 极 消 耗 的 影 响记 界, ,龙 阅 电 流 效 率 阳 极 消 耗 直 流 电 耗 析 出 锌 含 铅点 在 几 左 右 。 考 虑 到 工 业 生 产 指 标 控制 的 波 动 性 , 实 际 控 制 电 解 液 含 锰 量 在 一几 之 间 , 也 取 得 较 好 的 效 果 。 生 产 中 , 为在 以 铅 基 多 元 合 金 作 阳 极 的 酸 性 硫 酸锌 电 积 体 系 中 , 由 于 受 阳 极 稳 定 性 的 限 制 , 不宜
20、进 行 无 锰 电 解 。锌 电 解 沉 积 过 程 , 控 制 电 解 液 含 锰 量 在一 几 之 间 , 既 可 以 保 证 析 出 锌 质 量 ,也 可 获 得 良 好 的 技 术 经 济 指 标 。作 者 简 介蔡 江 松 年 生 , 广 东 普 宁 人 , 年 毕 业 于中 南 工 业 大 学 选 矿 专 业 , 现 任 金 狮 冶 化 公 司 副 总 经理 , 选 矿 高 级 工 程 师 。弥 升 执 矛 知 ” 义 , 肠 、 麻 。凡 滋 , 滋 趁 才 一 、 。 亡 , , 叔 响 之 。 , 习 犯 约月 昭 一氏 石 叔 一 妇 滋一。 面 浏 己 功 大 浏 刀。
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