锌电积原理
锌电积一种“烧板”的原因分析及处理
锌电积一种“烧板”的原因分析及处理文章阐述一种锌电积“烧板”的特征，并详细分析“烧板”产生的原因，结合生产实际提出处理措施。
标签：锌电积；有机物；烧板前言锌电解沉积是湿法炼锌系统的末端，是将净化后的硫酸锌溶液（新液）送入电解槽内通以直流电在阴极上析出金属锌（阴极锌），通过下面反应式进行反应：ZnSO4+H2O=Zn↓+H2SO4+1/2O2↑当电解溶液内存在杂质时析出的阴极锌会在杂质作用下重新溶解到液体内，并放出氢气，我们称之为阴极锌的返溶，俗称“烧板”。
[1]电积过程大面积”烧板”使得阴极锌产量下降，直流电单耗升高，大量电能损失，资源浪费，也使生产成本增加。
因此，需要严加控制“烧板”发生。
1 “烧板”发生及其特征2014年下半年净化工序更改除钴工艺，由原来的锌粉两段高温锑盐除钴更改为β-萘酚除钴工艺。
除钴工艺的优化大幅降低了锌粉和蒸汽消耗，按年产10万吨锌计算，年生产成本节约近1000万。
但新工艺运行以来，电解工序先后出现4次阴极锌大面积“烧板”事故，“烧板”时间一般持续3-5天，最长可达半月之久。
这几次发生的“烧板”事故与过去都不同。
表现为阴极锌大面积针眼，背面发黑，透酸严重，电解槽内出现大量白色泡沫且厂房内酸雾很浓。
阴极锌的边缘和中间出现局部返溶。
在阴极锌板面的中间出现3-5厘米不等的窟窿，板面出现反复析锌，表面形成年轮状。
在未返溶部分，致密度非常好，板面光亮，熔铸直产率也比较高。
2 原因分析（1）由于烧板的初期存在针眼和透酸，因此，曾怀疑常规元素超标导致，于是对新液和废液内的常规元素进行分析。
从表1可以看出常规元素除氯根外都在合格范围内，特别是对电解影响比较大的砷、锑、锗等含量都比较低，氯根基本不会对阴极锌板面产生影响，因此，可以排出常规元素影响。
（2）排除常规元素后，我们将关注的重点落在系统内添加的有机物上。
且这几次的“烧板”与资料内介绍的有机物烧板特征相似，如阴极锌下部和边缘有返溶现象，现场酸雾突起，槽内沸腾泛白等[2]。
锌电积厚度与电流
锌电积厚度与电流1. 引言电化学沉积是一种常用的金属表面处理方法，它通过在金属表面上电化学沉积一层金属，改变其性质和外观。
锌电积是其中一种常见的电化学沉积方法，它可以在锌基材上沉积一层锌金属，增加材料的防腐蚀性能和美观度。
在锌电积过程中，电流是一个重要的参数，它对沉积层的厚度有着直接的影响。
本文将探讨锌电积厚度与电流之间的关系，并分析其影响因素和应用。
2. 锌电积机理锌电积是一种电化学反应过程，其机理可由以下方程表示：Zn2+ + 2e- -> Zn在锌电积过程中，金属锌离子（Zn2+）在电解质溶液中得到电子的供应，还原成金属锌沉积在锌基材表面。
电流是提供电子的能量源，它决定了反应速率，从而影响锌沉积的厚度。
3. 电流对锌电积厚度的影响电流是锌电积过程中最重要的控制参数之一。
增加电流可以提高锌电积的速率，从而增加沉积层的厚度。
这是因为电流越大，提供给反应的电子数量就越多，反应速率也就越快。
然而，电流并非线性地影响锌电积厚度。
在一定范围内，电流增加会导致锌沉积层厚度的增加，但过高的电流会引起沉积层的不均匀性和粗糙度增加。
这是由于高电流引起的过量电子在锌基材上的沉积不均匀，形成颗粒较大的沉积层。
因此，选择适当的电流是保证锌电积层质量的关键。
需要根据具体情况，综合考虑锌电积速率和沉积层质量的要求，选择合适的电流参数。
4. 影响锌电积厚度的因素除了电流，还有其他因素也会影响锌电积的厚度，包括电解质浓度、温度和电解时间等。
4.1 电解质浓度电解质浓度是指电解质溶液中金属离子的浓度。
增加电解质浓度可以提高锌电积的速率，从而增加沉积层的厚度。
这是因为更高的电解质浓度可以提供更多的金属离子，增加反应的物质来源。
然而，电解质浓度过高也会导致沉积层的不均匀性和粗糙度增加，类似于电流过高的情况。
因此，需要根据具体情况选择合适的电解质浓度。
4.2 温度温度对锌电积过程也有着显著影响。
提高温度可以加快反应速率，增加沉积层的厚度。
硫酸锌水溶液的电积过程
硫酸锌水溶液的电积过程一、实验目的通过锌电积的实验过程，了解电积有关的仪器设备及操作，掌握槽电压、电流密度、电流效率以及电能消耗的测试与计算方法。
二、基本原理锌电积一般采用Pb-Ag( 1%)合金作阳极，纯铝板作阴极，以酸性硫酸锌溶液作电解液。
当通以直流电时，阴、阳极发生以下电化学反应:阴极 Zn 2++2e=Zn E o =-0.763V阳极 H 2O-2e=1/2O 2+2H + E o =-1.229V总反应 2221Zn H O Zn 2H O 2+++=++直流电三、实验方法、试剂和仪器设备实验方法如图示：试剂：硫酸锌，硫酸，铝板，铅板，抽水泵仪器设备：直流稳压稳流电源，万用电表，电解槽四、实验操作步骤1、先将铝阴极置于天平称重并记下重量，然后将铝阴极放入电解槽内，取出测量其浸入溶液的实际尺寸并计算面积，再根据已确定的铝阴极电流密度计算出所需电流强度。
2、接线：将直流稳压稳流电源、电解槽、阴阳极等仪器联结好，即可通电，并记下通电起始时间、电流强度及槽电压。
3、通电开始实验正常进行，可按规定项目进行记录。
4、电解进行30~45分钟实验结束，关闭所有电源。
同时取出铝阴极置于沸水中置2分钟，以除去硫酸盐结晶，然后放入烘箱烘干再取出称重，记下电解后阴极的重量。
五、安全措施及应注意的事项1、线路联结必须严格按操作步骤进行，经检查后方可通电，否则易损坏仪器设备并造成实验中断。
2、实验过程中，不得任意摆弄仪器开关、旋钮以及各接触点，以免因接触不良断电影响实验。
3、如遇仪器设备发生故障或因接触不良而引起断电，应立即报告认真检查原因及时处理。
六、数据的整理与分析1、记录内容:实验日期、题目名称A 、技术条件：a 、温度：室温b 、阴极面积： m 2c 、阴极电流密度：D K = 350~500A/m 2d 、电流强度： Ae 、同名极距：4~6cmf 、电解液成分(g/L)：硫酸锌 0.75~0.8mol/L ，硫酸 1.0mol/LB 、电解前后铝阴极重量的变化。
锌电解沉积电解槽 2
3.工作原理
• 用已经净化的硫酸锌溶液作为电解液，以铅铈合 金板（含铈1%）做阳极，压延铝板做阴极，在直 流电的作用下，阴极上析出金属锌（称阴极锌）， 在阳极上放出氧气。随着过程的丌断迚行，电解 液中的锌越来越少，硫酸含量越来越多，至一定 程度后就丌再供沉积之用。这时的电解液叫废电 解液（电解废液）。废电解液连续丌断的从电解 槽出液端溢出，一部分不新液混合供电解液循环 使用，一部分送浸出车间供浸出用。每隔一段时 间将阴极取出剥下析出的锌熔化铸锭，成为成品 锌。阴极铝板经过清刷处理后，再次装入电解槽 中，迚行电解沉积。Leabharlann 2.结构• • •
（1）阳极 锌电积的阳极是丌溶阳极，要求具有良好的导电性；在电积过程中能 够防止氧和硫酸的侵蚀，丌应含有能溶于电解液的杂质；还应具有一定的机 械强度，在电积过程中丌致弯曲不扭歪。 目前电积锌使用的阳极有铅铈合金阳极、铅铈钙合金阳极和铅铈钙锶 阳极等。我国大部分工厂采用铅铈合金（含铈0.5％～1％）阳极，其制造工艺 简单，但由于含铈较高而造价较高。阳极有铸造阳极和压延阳极。近年来PbAg-Ca（Ag0.25％，Ca0.05％）三元合金阳极和Pb-Ag-Ca-Sr（Ag0.25％，Ca0.059， 6～1％，Sr0.05％～0.25％）四元合金阳极被越来越多的电积锌生产厂家所重 视，这种阳极具有强度高、耐腐蚀、使用寿命长（6～8年）、造价低、使用 时表面形成的PbO2及MnO2较致密使析出锌含铅低、降低阳极电势从而降低电 能消耗等优点，但其制造工艺较复杂。阳极由极板、导电棒、导电头和绝缘 条组成。铅铈合金板有压延和铸造两种。压延板强度大，寿命长；铸造板制 造方便，重量轻，但寿命较短。板面可做成平板式戒格网式两种。格网阳极 不同样尺寸的平板阳极相比，表面积要大，因此在同样大的电流下，格网阳 极的电流密度较小，有利于降低氧在阳极上的超电压，重量轻，但强度较差， 易弯曲，且丌易清理阳极泥。阳极板的尺寸应比阴极小些，沉没于电解液中 的各边比阴极小20mm为宜，一般尺寸为高980mm，宽620mm，厚6mm。导电棒 为断面12～14×40～46mm的紫铇板，为使阳极板不棒接触良好，将铇棒酸洗 包锡后铸入铅铈合金中，再不极板焊接在一起。这样还可以避免硫酸侵蚀铇 棒形成硫酸铇迚入电解槽而污染电解液。铸造阳极可将极板不导电棒同时浇 铸；压延阳极先铸好棒后再焊接。导电棒端头紫铇露出的部分称为导电头， 不阴极戒导电板搭接。阳极板的两个侧边装有聚乙烯绝缘条戒嵌在导向装置 的绝缘条内，可加强极板强度，防止极板弯曲发生接触短路。
镀锌原理内部培训课件
2023镀锌原理内部培训课件•镀锌原理概述•镀锌原理基础知识•镀锌原理的应用目录•镀锌原理操作规范•镀锌原理质量检测与评估•镀锌原理案例分析01镀锌原理概述镀锌是一种在金属表面施加锌层的表面处理方法，通过电解或化学反应的方式将锌离子沉积在金属表面形成一层锌层。
镀锌层的定义镀锌层主要起到保护金属基体免受氧化和腐蚀的作用，提高金属的耐久性和使用寿命。
镀锌层的作用镀锌层的定义和作用电镀锌通过电解的方式将锌溶解成锌离子，然后通过电场作用将锌离子沉积在金属基体表面形成锌层。
化学镀锌通过化学反应将锌离子还原成金属锌，并沉积在金属基体表面形成锌层。
镀锌层的形成过程镀锌层的结构镀锌层一般由纯锌层和合金层组成，纯锌层具有较高的纯度和较强的附着力，而合金层则具有较好的硬度和耐腐蚀性。
镀锌层的性质镀锌层具有较高的电绝缘性和热稳定性，同时具有较强的耐腐蚀性和防锈能力，能够有效保护金属基体免受氧化和腐蚀。
镀锌层的结构与性质02镀锌原理基础知识锌是一种银白色的金属元素，具有较高的密度和延展性。
锌的化学性质较为活泼，特别是在潮湿的空气中，易被氧化。
锌的物理化学性质在电镀过程中，锌离子在阴极上得到电子被还原成锌原子，从而形成镀锌层。
镀锌层的形成速度和电镀液的组成、电流密度、温度和电镀时间等因素有关。
镀锌层的形成机制镀锌工艺的分类与特点电镀锌是将待镀件置于电镀液中，通过电解作用在金属表面形成一层均匀致密的镀锌层。
热镀锌是将待镀件置于熔融的锌液中，通过热传导作用在金属表面形成一层均匀致密的镀锌层。
按照工艺原理，镀锌工艺可分为电镀锌和热镀锌两种。
03镀锌原理的应用镀锌层的防腐性能镀锌层的防腐蚀性能符合现代防腐要求，能够有效保护基体材料免受腐蚀。
镀锌层的防腐原理在于其电化学特性，由于锌的电极电位比铁负，因此镀锌层在腐蚀介质中会形成原电池，保护铁基体不受腐蚀。
镀锌层的厚度、纯度、致密性等都会影响其防腐性能，优良的镀锌层能够有效延长基体材料的耐腐蚀时间。
锌的电积
锌的电积-杂质在电积过程中的行为及质量控制在阴极上放电的杂质离子在阴极区，杂质对电解过程的影响主要取决于它们的析出电位和氢在其上的超电压。
所有能够在阴极上放电的离子都有一个共同点，即它们的析出电位总比锌正，有些杂质的还原电位是正值，有的虽然和锌一样也是负值，但绝对值比较小。
虽然这些杂质都能够在阴极析出，并给电解生产造成不利的影响，但是，不同杂质所造成的影响却不完全相同。
造成这种差异的主要原因是氢与不同金属的结合力存在着很大的差别，因此，可以根据氢在其上超电压的大小及氢化物的稳定程度将这类杂质分为以下三组。
A 铅、镉、锡、铋等金属离子铅和镉离子经常存在于工业锌电解液中，而锡和铋则不多见，只有在某些特殊情况下才会进入溶液。
杂质铅主要来自阳极板，而镉则来自精矿。
当溶液中的这些杂质离子浓度很高时，会由于锌和这些杂质金属组成微电池而有加大锌的溶解趋势。
B 钴、镍、铜等金属离子这几种金属的共同点是氢在其上析出时的超电压都不同。
由于它们也是属于析出电位较锌为正的这一类杂质，因而按照热力学规定，它们将在阴极上较锌先析出，这点是和第一组铅、镉、锡、铋等金属的沉积情况相似。
但是，它们在阴极表面上沉积下来之后，金属锌却不会在其上析出而将它们加以覆盖。
在这类杂质沉积的地方只会发生氢的放电。
这是由于氢在这里析出的超电压较低，其析出电位比锌的放电电位高（负数绝对值较小）的缘故。
如果电解液中存在着一定浓度的这类杂质，就会给电解过程造成很大的干扰，这时在阴极片上将出现各种各样的孔洞，产生烧板现象。
C 锗、砷、锑等杂质元素这组杂质元素具有前两组元素所没有的独特行为，它们在阴极上放电后能生成氢化物，并且，这些氢化物易于分解和挥发气体。
锗是正电性金属，因而它易于在阴极上放电沉积，又由于氢在其上析出的超电压不高，所以继之而来的将是氢离子的放电，同时产生活性氢原子，这两种原子进一步结合就生成了锗化氢气体。
如果锗化氢在形成后能像氢气和氧气那样立即逸出，就不会给电解作业带来多大的危害，因为工业电解液中锗的含量一般都是非常微小的。
锌的电积
锌的电积-杂质在电积过程中的行为及质量控制在阴极上放电的杂质离子在阴极区，杂质对电解过程的影响主要取决于它们的析出电位和氢在其上的超电压。
所有能够在阴极上放电的离子都有一个共同点，即它们的析出电位总比锌正，有些杂质的还原电位是正值，有的虽然和锌一样也是负值，但绝对值比较小。
虽然这些杂质都能够在阴极析出，并给电解生产造成不利的影响，但是，不同杂质所造成的影响却不完全相同。
造成这种差异的主要原因是氢与不同金属的结合力存在着很大的差别，因此，可以根据氢在其上超电压的大小及氢化物的稳定程度将这类杂质分为以下三组。
A 铅、镉、锡、铋等金属离子铅和镉离子经常存在于工业锌电解液中，而锡和铋则不多见，只有在某些特殊情况下才会进入溶液。
杂质铅主要来自阳极板，而镉则来自精矿。
当溶液中的这些杂质离子浓度很高时，会由于锌和这些杂质金属组成微电池而有加大锌的溶解趋势。
B 钴、镍、铜等金属离子这几种金属的共同点是氢在其上析出时的超电压都不同。
由于它们也是属于析出电位较锌为正的这一类杂质，因而按照热力学规定，它们将在阴极上较锌先析出，这点是和第一组铅、镉、锡、铋等金属的沉积情况相似。
但是，它们在阴极表面上沉积下来之后，金属锌却不会在其上析出而将它们加以覆盖。
在这类杂质沉积的地方只会发生氢的放电。
这是由于氢在这里析出的超电压较低，其析出电位比锌的放电电位高（负数绝对值较小）的缘故。
如果电解液中存在着一定浓度的这类杂质，就会给电解过程造成很大的干扰，这时在阴极片上将出现各种各样的孔洞，产生烧板现象。
C 锗、砷、锑等杂质元素这组杂质元素具有前两组元素所没有的独特行为，它们在阴极上放电后能生成氢化物，并且，这些氢化物易于分解和挥发气体。
锗是正电性金属，因而它易于在阴极上放电沉积，又由于氢在其上析出的超电压不高，所以继之而来的将是氢离子的放电，同时产生活性氢原子，这两种原子进一步结合就生成了锗化氢气体。
如果锗化氢在形成后能像氢气和氧气那样立即逸出，就不会给电解作业带来多大的危害，因为工业电解液中锗的含量一般都是非常微小的。
锌电解操作工艺
锌电解操作工艺(2010-12-27 19:20:34)转载标签：杂谈一范围本标准规定了电解工艺的基本原理,。
工艺操作条件,岗位操作法, 原材料质量要求，产出物料质量要求,主要技术经济指标和主要设备.二工艺目的及原理1.工艺目的使溶液中的锌通过电积提锌得到锌片，再熔铸成成品锌。
1.原理锌电积一般釆用Pb-Ag(1%Ag)合金板为阳极，纯铝板为阴极，以酸性硫酸锌水溶液作为电解液，当通以直流电时，在阴极上发生锌的析出，在阳极上放出氧气。
阴极上 Zn2++2e=Zn阳极上 H2O-2e=1/2O2 +2H+总反应式为 ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2因此，随着电解过程的进行，电解液中的含锌量不断减少，硫酸含量不断增加，为了保持电积条件的稳定，必须不断抽取一部分电解作为废液返回浸出，同时，相应地加入净化了的中性硫酸锌溶解，以补充所消耗的锌量，维持电解液中一定的H+，Zn2+含量，并稳定电解系统中的体积。
三硫酸锌溶液电解锌的生产工艺流程四原辅材料质量要求。
1. 新液成份（g/l）符合企业标准的规定Zn120-150 Cu≤0.002 Cd≤0.003 Fe≤0.015 Co≤0.0015 Ni≤0.0015 As≤0.003 Sb≤0.0005 Ge≤0.00005Mn2.5-52. 废液成份（g/l）Zn35-60 H+140-200五工艺操作条件1. 槽温 37 -42℃2. 电流密度 500-550A/m23. 槽电压3.2-3.3V4. 析出周期 24h5. 同极中心距 62mm6 . 添加剂(1) 吐酒石:出槽前3min-5 min加入电解槽内,一般加入量为0..05-0.1g/槽(2) 骨胶:装槽前1h-3h后加入电解槽内,加入量一般为0.25kg/t锌析出-0.5 kg/t析出锌(3) 碳酸锶视锌析出含铅情况,每班在电解槽内加8次,每次加10-20 kg7. 周期管理掏槽周期 30-40d平刷阳极周期 4-5d平整阴极周期30-40d8. 空气冷却塔主要技术条件进液温度 37-42℃出液温度 30-37℃喷洒压力 0.05MPa清理周期 1-2个月六岗位操作法1. 按槽上把<四关>、槽下<七不准>操作法进行操作（1）槽上把<四关>(a) 导电关:导电头擦亮打紧,两极对正,极距均匀,消灭短、断路板；(b) 极板关:接触准确,及时平整阴阳极板,不合格阴极铝板不装槽；(c) 检查关:精心检查,调整,保证导电良好, 槽上整齐清洁,杂物不得入内；(d) 添加剂关:适时、适量添加添加剂(吐酒石、骨胶、碳酸锶)。