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)。
电积锌用途-概述说明以及解释
电积锌用途-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该对电积锌进行简要介绍，概括其基本特性和工业应用，以及本文将重点论述的内容。
可以参考以下内容：引言部分将介绍电积锌的基本特性以及其在工业中的广泛应用。
本文将对电积锌的基本特性进行系统的分析，讨论其在不同领域的应用，并探讨其重要性和未来发展前景。
电积锌是一种将锌沉积在金属或其他基材表面的技术。
电积锌的主要特性包括良好的防腐蚀性能、优异的导电性和导热性能，以及良好的可塑性。
在电积锌的过程中，锌离子在电解液中得到电子供体的电子，从而沉积在基材表面，形成一个均匀、致密且具有良好附着力的锌层。
电积锌在工业上具有广泛的应用。
首先，电积锌被广泛用于金属防腐蚀领域。
由于其良好的防腐蚀性能，电积锌被用作金属制品的保护层，能够延长金属制品的使用寿命。
其次，电积锌还可用作导电材料。
由于电积锌具有优异的导电性能，它被广泛应用于电子元件、导线、电池等领域。
此外，电积锌还可用于热交换器、散热器等散热设备的制造，由于其良好的导热性能，能够有效传导热量。
另外，电积锌还可应用于汽车、航空航天、建筑等领域，用于制造零件、构件等。
本文将重点对电积锌的基本特性进行系统的分析，并探讨其在工业中的应用。
通过对电积锌的重要性和未来发展前景的讨论，将为读者提供全面了解电积锌的视角，并对其未来的应用潜力有更深入的认识。
1.2文章结构在文章结构部分，我们将详细介绍电积锌的基本特性和工业应用。
通过对电积锌的基本特性的分析，我们可以了解其物理和化学性质。
在工业应用方面，我们将介绍电积锌在各个领域的具体用途和重要性。
最后，在结尾部分，我们将对电积锌的重要性以及其未来发展前景进行总结和展望。
通过这篇文章，读者将能够更全面地了解电积锌及其在不同领域的应用，以及其在未来的发展前景。
文章1.3 目的：本文旨在探讨电积锌的用途及其重要性，并展望其未来的发展前景。
通过对电积锌的基本特性和工业应用的介绍，我们可以更深入地理解电积锌的作用和影响，进而认识到它在现代工业领域中的重要性。
硫酸锌溶液的电解沉积讲义
硫酸锌溶液的电解沉积讲义-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1硫酸锌溶液的电解沉积-原理（1）概述硫酸锌溶液的电解沉积是湿法炼锌流程中四个重要工序中的最后一个。
其目的主要是从硫酸锌溶液中提取纯度高的金属锌。
电积的技术经济指标不仅反映出整个炼锌工艺的好坏，而且因直接消耗大量电能，在很大程度上影响着电锌厂的生产成本。
硫酸锌溶液的电解沉积是湿法炼钟的最后一个生产工序。
其目的主要是从硫酸锌溶液中提取纯度高的金属锌。
硫酸锌溶液电解沉积就是：以净化的硫酸锌溶液作电解液，以铅银合金板（含银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。
随着过程的不断进行，电解液中的含锌量不断减少，硫酸含量不断增加，至一定程度后就不能再供正常电积之用。
这时的电解液叫做废电解液（电积废液）。
废电解液连续不断地从电解槽的出液端溢出，一部分与新液混合供电解液循环用，一部分送往浸出车间供浸出用。
每隔一定时问取出阴极将析出锌剥下进去熔化铸锭，成为锌成品。
阴极铝板经过清刷处理以后，再装入电解槽中，继续进行电解沉积。
电解沉积锌的过程一般可以分为三种方法：标准法、中酸中电流密度法、和高酸高电流密度法。
标准法采用300～400A/m2的电流密度，电解液含酸100～130g/L，中酸中电流密度法采用400～600A/m2的电流密度，电解液含酸130～160g/L；高酸高电流密度法采用600～1000A/m2的电流密度，电解液含酸220～300g/L。
三种方法原理是一样的，只不过是所用的电流密度和电积液酸度有较大差别而已。
增加电流密度，可提高电积槽的锌产量，但电积液必须除去更多的热量，纯度要求也更严格。
过去采用低酸低电流密度法的电锌厂较普遍，但它限制了生产过程的强化。
因此，现在的电锌厂多使用中酸中电流密度法，在操作良好的条件下，可以获得高于90％的电流效率。
采用高酸高电流密度法的电锌厂（如美国克洛格电锌厂，采用960A/m2，H2SO4260g/L的作业条件）必须在高锌含量下作业，以保证溶液中的锌酸比高于足以避免析出锌反溶的程度，返回的废液由于含酸高，更容易溶解焙砂中的铁酸锌。
(整理)锌电解沉积
锌电解沉积工艺现状及发展方向中南大学——株洲冶炼集团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，带负电荷的离子移向阳极，并分别在阴、阳极上放电。
阴极主要反应：Zn2＋＋2e=Zn阳极主要反应：2OH－－2e=0.5O2＋H2O（或H2O－2e=0.5O2＋2Ｈ＋）电极过程总反应：ZnSO4＋H2O=Zn＋H2SO4＋0.5O2二、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波动在40～60g／L范围内，而硫酸浓度则趋于逐步提高，已从110～140g／L提高到170～200g／L。
对于杂质的含量各厂也有不同要求。
加拿大一家锌厂在进行改造时曾做过调查，为了适应电流密度大幅度提高，对电解液中杂质含量（mg／L）要求更严格：Cd＜0.3，CO＜0.3，Sb＜0.03，Ge＜0.03，Fe＜10，CL＜50～100，F＜10，Mn＜1.8g／L （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）以一定比例同废电解液混合后连续不断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，并联交错悬挂于槽内，通以直流电，在阴极析出金属锌（称阴极锌或析出锌），在阳极则放出氧气。
随着电积过程的不断进行电解液含锌量逐渐减少，而硫酸含量则逐渐增多，为保证电积条件的稳定，必须不断地补充新液以维持电解液成分稳定不变。
电积一定时间后，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）及开工（开车）这里所指的停工和开工作业是指计划停产检修前和检修后的工作。
因此，在停工前就要为开工做好必要的准备工作，以确保开工的顺利进行。
（1）停工（停车）停工包括准备、出槽压减电流、阴阳极板处理和电解槽的清理。
5硫酸锌溶液的电解沉积原理（2）
5硫酸锌溶液的电解沉积原理（2）5.2.2阴极过程5.2.2.1在工业生产条件下，锌电积液中含有Zn2+50～60g/L和H2SO4120-180g/L。
如果不考虑电积液中的杂质，则通电时，在阴极上仅可能发生两个过程。
（1）锌离子放电，在阴极上析出金属锌：Zn2++2e=Zn φ?(18)=―0.763V (18)(2)氢离子放电，在阴极上放出氢气：2H++2e=H2 φ?(19)=0.000V (19)在这两个放电反应中，究竟哪一种离子优先放电，对于湿法炼锌而言是至至关重要的。
从各种金属的电位序（见表4―4）来看，氢具有比锌更大的正电性，氢将从溶液中优先析出，而不析出金属锌。
但在工业生产中能从强酸性硫酸锌溶液中电积锌，这是因为实际电积过程中，存在由于极化所产生的超电压。
金属的超电压一般较小，约为0.03伏，而氢离子的超电压则随电积条件的不同而变。
塔费尔通过实验和推导总结出了超电压与电流密度的关系式，即著名的塔费尔公式：ηH=a+blgD K式中ηH——氢的超电压，a——常数，即电极上通过单位电流密度时的超电压值，随阴极材料、表面状态、溶液组成和温度而变；b——；只随电解液温度而变。
D k——阴极电流密度。
因此，电积时可创造一定条件，由于极化作用氢离子的放电电位会大大地改变，使得氢离子在阴极上的析出电位值比锌更负而不是更正，因而使锌离子在阴极上优先放电析出。
这就是锌电积技术赖以成功的理论依据。
5.2.2从以上分析可见，氢的超电压在锌电积实际生产中具有重要意义。
根据塔费尔公式，影响氢在阴极析出的超电压的主要因素有：由塔费尔公式可见，a值改变，氢的超电压就改变，即氢的超电压随阴极材料而定。
表5—1列出了在不同金属阴极上析出氢的超电压值。
从表中可以看出，在不同金属的阴极上氢析出超电压值相差较大。
大体上可分为三类：高超电压金属：Pb、Cd、Hg、T1、Zn、Sn；中超电压金属：Fe、Co、Ni、Cu、Au。
锌电池 锌沉积机制
锌电池锌沉积机制
锌电池是一种利用锌和其他物质之间的化学反应来产生电能的
电池。
在锌电池中，锌是负极，氧化剂是正极，两者之间通过电解
质进行离子传递。
当锌电池工作时，锌负极发生氧化反应，锌原子
失去两个电子转变为锌离子，同时释放出两个电子，这些电子通过
外部电路流向正极，从而产生电流。
而在正极，氧化剂接受电子并
与锌离子发生还原反应，从而完成电化学反应。
至于锌沉积机制，指的是锌在电化学沉积过程中的工作原理。
在充电过程中，锌离子在电解液的作用下，通过外部电流的作用从
正极回到负极，然后在负极上得到电子，还原成固体锌沉积在负极
表面。
这个过程是一个复杂的电化学过程，包括了电解质的传输过程、电子传输过程和化学反应过程。
锌沉积的过程受到电解液成分、电流密度、温度等因素的影响，不同的条件下锌沉积的速率和形貌
也会有所不同。
总的来说，锌电池的工作原理和锌沉积机制都是通过电化学反
应来实现的，涉及了离子传递、电子传递和化学反应等多个方面的
知识。
这些过程的理解对于锌电池的设计和优化具有重要意义。
希
望这个回答能够满足你的要求。
锌电解沉积
锌电解沉积electrowinning of zincx}nd一anJ一e ehenjl 锌电解沉积(eleetrowinning of:inc)采用不溶阳极，在直流电作用下使硫酸锌电解液中的锌沉积在阴极上的过程，为湿法炼锌流程的重要组成部分。
工艺将已净化合格的硫酸锌溶液(简称新液)和返回的电解液(简称废液)按一定的比例混合后，连续不断地从电解槽的进液端送入电解槽，槽中插入用铅银合金板制成的阳极和压延纯铝板做的阴极。
当通入直流电时，在阴极发生析出锌的反应: ZnZ++Ze—Zn 在阳极则发生水被分解成H+和氧气的反应: HZO一Ze—ZH十+l/202 锌电解沉积的总反应为: ZnSO;+HZO一Zn+HZSO‘+l/202 随着锌不断地在阴极上电解沉积，电解液中含锌量逐渐减少，而硫酸却相应增加。
为使电解槽内电解液中锌和硫酸的浓度稳定地保持在规定范围，并维持稳定的电解液液面，须连续向电解槽加入新液，从另一端排出含锌50一609/L、硫酸120一2609/L 的废液。
部分废液冷却后返回电解配液，以使电解槽内的电解液达到必要的循环速度。
每隔一定周期(24~48h)取出沉积锌的阴极，经洗净后剥离锌。
阴极锌经干燥后，送熔铸成产品锌锭。
阴极铝板经刷洗处理，再装入电解槽中继续使少月。
主要技术经济指标锌电积的主要技术条件和指标有电能消耗、电流效率、槽电压和电锌质量。
电能消耗湿法炼锌每生产h电锌锭消耗电能3800一400Okw·h，电耗是构成电锌成本的重要部分。
而锌电解沉积的电单耗达300。
一3500kw·h，为总电能耗的79%一55%。
因此，降低锌电解沉积的电能消耗，对降低电锌成本意义重大。
从电解沉积电能消耗公式: 电能消耗(kW·h/t)~ 槽电压(V)只100 锌的电化当量(g/(A·h))x电流效率(环) 可知，锌的电化当量为一恒量，为降低电能消耗，应采取一切措施提高电流效率和降低槽电压。
硫酸锌水溶液的电积过程
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三、实验原理
硫酸锌溶液电积过程采用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 Zn2＋＋2e
阳极 O2-－2e
Zn
O2
总反应 Zn2＋＋O2-＋电
（一）简述实验的基本原理与实验方法； （二）数锯记录与计算
1. 技术条件
a、温度 ℃； b、阴极面积 m2；c、阴极电流密度 A/m2；d、极距 e、电解液成分（mol/L）：硫酸锌 Mol/L，硫酸 Mol/L。 cm；
2. 电解前后铝阴重量的变化
电解前重（克） 铝阴极 电解后重（克） 增重（克）
电能消耗 平均槽电压 锌电化当量 1000 电流效率 100 ％（ kwh / t . zn )
五、学生实验报告要求
（三）思考题 1. 在湿法冶金中，电积与电解精炼在概念上有何 不同，如何区别，指出它们之间的不同处？ 2. 在锌电积过程中溶液的主成分会发生什么变化 ，这些变化对电积会产生什么影响，如何克服？
硫酸锌水溶液的电积过程
材料学院(材料加工实验中心）：姚怀
Henan University of Science & Technology
一、实验目的 通过硫酸锌溶液电积实验过程， 了解与电积过程有关的仪器设备 及操作。 掌握稳压稳流电源的应用以及电 流效率、电能消耗的测试与计算。
二、实验设备及药品
四、实验内容
4、待电解液加热到35-40℃时，通电，迅速调解 电流，使其与计算的电流相接近，并记下通电起 始时间、电流强度及槽电压； 5、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蒸馏水中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。
几种杂质离子对锌电积过程影响的机理研究
几种杂质离子对锌电积过程影响的机理研究篇1：钴离子在锌电积过程中就像一个调皮捣蛋的小恶魔。
首先呢，钴离子会降低氢气析出的过电位。
这就好比在一场赛跑中，本来大家都按照规则在各自的跑道起跑，可这个小恶魔却偷偷给其中一个选手开了捷径，让氢气这个家伙更容易跑出来了，这可打乱了锌电积的正常节奏。
它还会影响锌的沉积形态。
正常情况下，锌沉积就像盖房子，一块块砖头（锌离子）规规矩矩地垒起来。
但是钴离子一来，就像一阵狂风，把那些砖头吹得乱七八糟，使得锌沉积得歪歪扭扭，不再是整齐漂亮的房子了。
钴离子在电极表面还特别喜欢抢占地盘。
它就像一个霸道的小混混，抢占了原本属于锌离子的座位，让锌离子只能在旁边干着急，影响了锌离子正常的沉积过程。
而且啊，钴离子还会影响电解液的导电性能。
这就如同在一条原本顺畅的河流里，它丢进去很多乱七八糟的大石头，阻碍了水流（电流）的顺畅通过，使得整个电积过程变得磕磕绊绊。
从能量角度看，钴离子的存在就像是一个偷能量的小贼。
锌电积过程的能量本来是好好分配的，要让锌离子顺利沉积，结果这个小贼把一部分能量偷走了，用于它自己那些捣乱的行为，导致锌电积效率下降。
它对锌电积过程的影响就像一场突然降临的暴风雨，把原本平静有序的电积海洋搅得波涛汹涌。
原本锌离子可以像小鱼一样自由自在、有条不紊地游向电极沉积，现在被钴离子这么一搅和，小鱼们都迷失了方向。
钴离子在电极反应动力学方面也使坏。
就好比一场精心排练的舞蹈表演，锌离子们都知道自己的舞步（反应步骤），可是钴离子这个捣蛋鬼跑进来乱跳，打乱了整个舞蹈的节奏，使得电极反应变得混乱无序。
它还像一个狡猾的伪装者。
有时候它会伪装成锌离子的样子，骗得其他物质和它发生一些不该发生的反应，而真正的锌离子只能在一旁无奈地看着，自己的沉积大业被这个冒牌货破坏。
钴离子在锌电积的这个大舞台上，就像一个不按剧本演出的演员，自己即兴发挥一些破坏的戏份，让整个锌电积的大戏变得混乱不堪，使得我们想要得到高质量的锌变得困难重重。
金属锌制作电池的原理
金属锌制作电池的原理金属锌制作电池的原理主要涉及到化学反应和电子传递。
在锌电池中，金属锌充当了负极，而其他物质则起到了电解质和正极的作用。
首先，让我们先来了解一下电池的基本构造。
电池通常由三个主要组成部分组成：负极（也称为阳极）、正极（也称为阴极）和电解质。
负极是电池的消耗部分，正极是电池的收集部分，而电解质则帮助电荷在正负极之间传递。
在锌电池中，金属锌是负极。
它通过将锌离子化成溶液中的锌离子（Zn2+），释放出电子。
锌的离子化反应可以用以下方程式表示：Zn →Zn2+ + 2e-这个反应中，金属锌损失了两个电子，并转化成锌离子。
这个过程称为氧化。
在锌电池中，这些电子通过外电路传导到正极。
传导电子的过程中，电子从负极流向正极，从而产生电流。
这就是电池是如何输出电能的基本原理。
同时，电解质也扮演着重要的角色，它帮助离子在正负极之间传导，维持着整个电池的平衡。
在锌电池中，常用的电解质是钾氢氧化物溶液（KOH）。
电解质中的K+离子和OH-离子有助于传导电子和离子。
正极通常是由一种电子受体组成，它与负极的反应形成了一个氧化还原反应。
在锌电池中，通常使用碳棒作为正极。
在电子传递过程中，氧气（O2）与电子结合，形成一种氧化物（2O2-）。
这个过程可以用以下方程式来表示：O2 + 4e- + 2H2O →4OH-这个反应中，氧气接受了四个电子和两个氢离子，同时生成了四个氢氧根离子。
这个过程称为还原。
结合上述的方程式，整个锌电池的反应可以写成以下方程式：Zn + 2OH- →Zn(OH)2 + 2e-整个锌电池的反应可以归纳为两个半反应：一个是金属锌的氧化反应，一个是氧气的还原反应。
这两个反应共同协同工作，完成了电荷传递和能量输出的过程。
锌电池的工作过程大致就是这样，但还有其他因素需要考虑。
例如，电池的工作效率会受到温度和浓度等因素的影响。
另外，随着反应的进行，锌在负极逐渐被消耗，导致电池产生的电流逐渐减小，最终导致电池无法再提供足够的电能。
旋流电积锌阳极阴极设计
旋流电积锌阳极阴极设计
旋流电积锌是一种电化学沉积技术，通过在阳极和阴极之间施加旋转电场和电解液流动，可以获得均匀且高效的锌沉积。
在旋流电积锌的设计中，需要考虑以下几个方面：
1. 电解槽设计：电解槽应该具有合适的几何形状和尺寸，以容纳阴极和阳极，并确保电解液能够顺畅流动。
电解槽底部一般设置一个旋流器，以引导电解液形成环流。
2. 阳极设计：阳极应该具有良好的电导性能和耐腐蚀性能。
一般使用纯锌或锌合金作为阳极材料。
3. 阴极设计：阴极应该具有大的表面积和良好的导电性能，以增加锌沉积的速度和效率。
常用的阴极材料包括不锈钢网或钢板。
4. 电解液流动设计：电解液的流动对于获得均匀的锌沉积非常重要。
通过设置旋转电场和引导电解液流动的旋流器，可以确保电解液在阳极和阴极之间形成环流。
5. 控制系统设计：旋流电积锌需要一个控制系统来控制电流密度、电解液流速和旋转速度等参数。
这些参数的控制能够影响锌沉积的质量和效率。
综上所述，旋流电积锌的设计需要考虑电解槽、阳极、阴极、电解液流动和控制系统等方面，以获得高效、均匀的锌沉积。
锌电积车间工艺.2021最全优质PPT
2OH-_2e H2O+½O2↑（阳极反应） 硫酸锌溶液电解沉积总反应式为：
直流电
ZnSO4+H2O+e
Zn+H2SO4+½ O2↑
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1.2 工艺流程
药剂制备槽
新液 新液贮槽
药剂中转槽
风冷塔集液池 缓冲喂液槽
去浸出
废液贮槽
电 解槽 溶液冷却循环池
风冷塔
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二 锌电积厂房基本条件
2.1 基本参数：
产能
在最佳性能，所有管道和风冷塔分布系统都是干净的才能 实现。总的来说，废液循环泵是关键，废液循环泵每分钟 必须产大约3800L溶液到主喂液管。这时是在运行中的列 和槽中均匀的分布。每个槽每分钟大约接收60L溶液。流 过电解槽的溶液又返回到废液循环槽。废液循环泵必须将 足够的溶液泵到风冷塔，以确保废液循环泵不受限制。
槽内阴阳极板接触使电能消耗在短路发热上，而不是用于锌的沉 积。锌的枝状结晶和阳极板上的二氧化锰层太多，会增加接触的几率 。避免或限制这种现象的发生，阳极板必须保证有效的拍平周期。
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四 电解液的循环
4.1电解液的循环
• 流过电解槽的精确的电解液流量是很重要的。工艺操作 人员的职责是让流量最大化流入电解车间。这只有在泵处
长，—电流效率会降低，锌片含铅也会升高。 —杂质含量和有机物的添加
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3.2 杂质对电解的影响 杂质的类型 杂质对电解的影响很大，具体可分成以下几类：
※氟 使析出锌难剥，氟能溶解阴极铝表面的氧化层，使在电积时锌和铝
相互渗透，紧紧地吸附在一起，即析出锌难以剥离。 ※氯
氯的一个很重要的反应是在阳极释放氯气。氯气释放在空气中是很 有危害的，同样氯还溶解阳极。它对阳极板来说是危害很大的杂质。 锰离子含量可以抑制氯的危害.
硫酸锌溶液的电解沉积讲义
硫酸锌溶液的电解沉积-原理（1）5.1概述硫酸锌溶液的电解沉积是湿法炼锌流程中四个重要工序中的最后一个。
其目的主要是从硫酸锌溶液中提取纯度高的金属锌。
电积的技术经济指标不仅反映出整个炼锌工艺的好坏，而且因直接消耗大量电能，在很大程度上影响着电锌厂的生产成本。
硫酸锌溶液的电解沉积是湿法炼钟的最后一个生产工序。
其目的主要是从硫酸锌溶液中提取纯度高的金属锌。
硫酸锌溶液电解沉积就是：以净化的硫酸锌溶液作电解液，以铅银合金板（含银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。
随着过程的不断进行，电解液中的含锌量不断减少，硫酸含量不断增加，至一定程度后就不能再供正常电积之用。
这时的电解液叫做废电解液（电积废液）。
废电解液连续不断地从电解槽的出液端溢出，一部分与新液混合供电解液循环用，一部分送往浸出车间供浸出用。
每隔一定时问取出阴极将析出锌剥下进去熔化铸锭，成为锌成品。
阴极铝板经过清刷处理以后，再装入电解槽中，继续进行电解沉积。
电解沉积锌的过程一般可以分为三种方法：标准法、中酸中电流密度法、和高酸高电流密度法。
标准法采用300～400A/m2的电流密度，电解液含酸100～130g/L，中酸中电流密度法采用400～600A/m2的电流密度，电解液含酸130～160g/L；高酸高电流密度法采用600～1000A/m2的电流密度，电解液含酸220～300g/L。
三种方法原理是一样的，只不过是所用的电流密度和电积液酸度有较大差别而已。
增加电流密度，可提高电积槽的锌产量，但电积液必须除去更多的热量，纯度要求也更严格。
过去采用低酸低电流密度法的电锌厂较普遍，但它限制了生产过程的强化。
因此，现在的电锌厂多使用中酸中电流密度法，在操作良好的条件下，可以获得高于90％的电流效率。
采用高酸高电流密度法的电锌厂（如美国克洛格电锌厂，采用960A/m2，H2SO4260g/L的作业条件）必须在高锌含量下作业，以保证溶液中的锌酸比高于足以避免析出锌反溶的程度，返回的废液由于含酸高，更容易溶解焙砂中的铁酸锌。