匯總電解鋅含鉛的控制

匯總電解鋅陰極鋅怎樣降低鉛控制電解鋅錠含鉛的控制刖言:采用電解法生產(chǎn)鋅錠是目前國(guó)內(nèi)外較為普遍的生產(chǎn)工藝，在這個(gè)工藝過(guò)程中對(duì)鋅錠質(zhì)量的影響有凈化工序、電解工序、熔鑄工序，主要影響元素是Pb,Fe,Cu,Cd及物表質(zhì)量。在這些工序及元素中影響最大且最難控制的工序是電解工序當(dāng)中鉛的控制，而其它影響電解鋅錠質(zhì)量的因素都比較容易解決。凈化工序按工藝要求生產(chǎn)，鋅錠中的Cd元素能滿(mǎn)足0#鋅錠生產(chǎn),Fe元素是在熔鑄過(guò)程中鐵制工具代入，完全可以避免，Cu主要是電解工序合理處理導(dǎo)電頭，加強(qiáng)槽上管理也很好解決，只是鉛的控制難度大，而且也是提高電解鋅鋅錠等級(jí)的關(guān)鍵元素所對(duì)鋅錠中鉛的控制要從電解工序進(jìn)行。電解液中的鉛主要來(lái)自Pb一Ag合金陽(yáng)極反及微量來(lái)自原料中的鉛被硫酸溶解為硫酸鉛進(jìn)入硫酸鋅溶液中。電解過(guò)程中溶掖的Pb離子在陰極放電析出。還有機(jī)械夾帶，使析出鋅含鉛。電解過(guò)程中溶液中的離子自76.4%進(jìn)入到陰極，而Pb離子有70%來(lái)自鉛一銀陽(yáng)極。葫蘆島鋅廠是1993年10月份投產(chǎn)的電解鋅廠，現(xiàn)已具備了XX萬(wàn)t年產(chǎn)量的水平通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)同行業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)及公司全體員工的努力在鋅錠岔鉛量的控制過(guò)程中取得一定經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)出符合出口0#和1#鋅錠的產(chǎn)品。0#鋅錠達(dá)到50%上，完全消滅：2#鋅錠，我廠巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司在關(guān)于陰極鋅品級(jí)方面，年生產(chǎn)陰極鋅鋅錠0#在99%品級(jí)率。即鋅錠中pbW0.005%。問(wèn)題的提出在投產(chǎn)的初期鋅錠中的Pb含量比較低.符合0#及1#鋅錠水平。鉛的控制問(wèn)題沒(méi)有成為制約電解鋅鋅錠質(zhì)量的重點(diǎn)課題，因?yàn)殡娊膺^(guò)程中影響鉛含量的各種條件好。首陽(yáng)極板完全是新的，而且經(jīng)過(guò)鍍膜直接產(chǎn)生致密的氧化鉛膜，表面呈棕褐色。完全按鍍膜工藝完成全過(guò)程系統(tǒng)內(nèi)C1?含量比較低，C1一在30?4Omg/L，Mn離子在0.3?0-52g/L之間.雖然Mn離子較低，但陽(yáng)極板狀態(tài)好，整個(gè)電解液中Pb離子在0.0021?0.O031g/L，有時(shí)Pb+達(dá)0.004g/L。生產(chǎn)的成品鋅錠都是1#或0#鋅錠。表1列出當(dāng)時(shí)狀態(tài)。袁1 韓錐含鉛電慘波含鉛含話量年廣、方.希ft■■b解梅舍槌電?植做也如明仙60.0G37皿砌日J(rèn)g尊如4L隊(duì)DOS€>.如480,Oqj-ZU,56—<6就/1ISS-5康Q1m005Z0.0GE5Q,0045a,岫?5陌I。一 3"!從表1反映出在新投產(chǎn)的前兩年，即1994年、1995年，電解液中Mn含量對(duì)鋅錠中的Pb影響較小。而1996年由于電解液中Mn含量的下降對(duì)鋅錠中的鉛含量影響顯著.陽(yáng)極板定期更換不及時(shí)。陽(yáng)極板損壞較多，不強(qiáng)化陽(yáng)極的保護(hù)使電解液中Pb離子增加，另一個(gè)因素是在1994?1995年系統(tǒng)內(nèi)錳盼貧化率在8%?12%，而1996年8月份貧化率達(dá)到了20%?22%。為此要保證鋅錠質(zhì)量，降低鋅錠的鉛量是主攻方作向，為此從浸出和電解工序開(kāi)展系統(tǒng)的工作。降低鋅錠含鉛量的實(shí)踐從1996年8月份開(kāi)始發(fā)現(xiàn)鋅錠中含鉛量上升嚴(yán)重，0#鋅消失了.并且出現(xiàn)了大量2#鋅巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司在2015年技改凈化車(chē)間工藝后，發(fā)生陰極鋅品級(jí)率超標(biāo)情況。該廠清醒地認(rèn)識(shí)到對(duì)系統(tǒng)內(nèi)鉛指標(biāo)變化失控了，為此向系統(tǒng)內(nèi)大量補(bǔ)加錳，使電解液Mn含量很快上升到3~4g/1,效果明顯。在9?11月3個(gè)月使鋅錠中含鉛由小于0.1%降到0.0052%,00055%,0.0045%,再下降也很困難.又補(bǔ)錳補(bǔ)到6?7g/L，鋅錠中的Pb仍在0.0052%.左右徘徊。對(duì)此進(jìn)行了分析，采取相應(yīng)措施?？刂齐娊庖褐械你U含量電解系統(tǒng)內(nèi)Cl一含量比1994年和1995年高，現(xiàn)場(chǎng)取樣分析結(jié)果見(jiàn)表2。&N.996年電??點(diǎn)+OE一，Ea■a5Ta.2■as■。三|4-C3-5-士%41生產(chǎn)用自來(lái)水中含Cl一為28mg/L從表中看出含Cl一比投產(chǎn)前兩年48mg/L平均高出41mg/L，為了減少Cl一對(duì)陽(yáng)極的腐蝕，提高錳含量，強(qiáng)化對(duì)陽(yáng)極保護(hù)是必要的，但當(dāng)錳含量提高到6%?7%g/L時(shí)電解液中鉛下降量變化不大。試增加SrCO3加入量，此時(shí)將SrCO3加人量增加到4?5kg/tzn，仍無(wú)太大變化，這不能說(shuō)明SrCO3無(wú)降鉛作用，而是另有一種影響元素在起主導(dǎo)作用。制約了前兩種控制鉛含量的作用，對(duì)電解液分別進(jìn)行過(guò)濾前和過(guò)濾后分析鉛。實(shí)際情況見(jiàn)表 3 。表3 電解海典前柄過(guò)誄后的含鉛■信/I)J、一―電匍裱nt或區(qū)別 '一145C平均*。師弓由003^0口＜舊巧0.003B,0-0032'a-002a隊(duì)003E從表中可以看過(guò)濾前后分析鉛含量平均相差0.O03g/L，即濾前比濾后高88.5%。這現(xiàn)象的出現(xiàn)反應(yīng)了電解液渾濁，經(jīng)測(cè)定陽(yáng)極泥厚度增高。個(gè)別達(dá)到320~500mm。電解液中Mn貧化率增加，出現(xiàn)大量陽(yáng)極泥，按正常掏槽液速度進(jìn)行不能將陽(yáng)極泥從系統(tǒng)內(nèi)及時(shí)排出。依據(jù)錳貧化率計(jì)算出了產(chǎn)曲陽(yáng)極泥量，醴掏槽速度。在保證系統(tǒng)Cl不變.SrCO3按2。0?3kg/tzn加入，錳控制在4?5g/L的情況下經(jīng)過(guò)及時(shí)排出陽(yáng)極泥這一措施很快使電解液中的鉛含量降為0.0033?o.0044g/L左右。完全消滅鋅錠中的2鋅錠。影響鉛含量的主要因素解決之后其它因素不變使鋅錠之中鉛含量得到及時(shí)控制。適當(dāng)控制SrC03加入量依據(jù)電解液的Cl-含量和陽(yáng)極板損壞狀態(tài)使系統(tǒng)內(nèi)錳含量控制在3?6g/L是可以控制鋅錠中的鉛平均在0.0052%左右。但這不是絕對(duì)的，必須依電解進(jìn)行的條件適當(dāng)調(diào)整sSrCO3加入量來(lái)控制電解液中的鉛含量。為了提高0#鋅品級(jí)率降低鋅錠中鉛含量，只要將SrCO3加入量適當(dāng)控制可取得明顯效果。該廠實(shí)際控制SrCO3加入量2?3.5kg/tzn時(shí)鋅錠中含鉛在0.0025?0.003之間。當(dāng)SrCO3加入量控制在1.5?2.5kg/tzn時(shí)鋅錠中鉛含量在0.005?0.0036%之間。SrCO加入量依系統(tǒng)內(nèi)陽(yáng)極保護(hù)狀態(tài)及Cl-含量，電解液溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可以較好地實(shí)現(xiàn)0#鋅錠產(chǎn)出率。陽(yáng)極扳的工作狀態(tài)影響奄解液中鈾含量電解鋅錠中的鉛主要來(lái)自鉛、銀合金組成的陽(yáng)極板，所以對(duì)陽(yáng)極板的工作狀態(tài)必須在控制之中，首先對(duì)出槽時(shí)陽(yáng)極板上帶陽(yáng)極泥較多的板必須及時(shí)清理，以減少機(jī)械夾帶使Pb離子在陽(yáng)極放電生成局部鉛膏；另外對(duì)損壞嚴(yán)重的陽(yáng)極板必須及時(shí)更換，如不及時(shí)更換也將導(dǎo)致陰極鋅含鉛量上升。圖1為三種易損壞陽(yáng)極板狀態(tài)。在陽(yáng)極缺損處出現(xiàn)陰極光板或析出鋅很薄而在正常析出與光板界線處析出面積大的粒狀鋅。此粒狀鋅含鉛是正常析出的2?3倍，在損壞邊緣處由于表面形狀復(fù)雜不規(guī)整，形成保護(hù)膜易脫落，使局部鉛離子濃度高。該廠陽(yáng)極板損壞情況列表5。at5 陽(yáng)毋狀若fc一列一列50號(hào)三理3^號(hào)土刊號(hào)據(jù)此不完全統(tǒng)計(jì)這種狀態(tài)在錳含量為3g/L左右會(huì)出現(xiàn)少量含鉛N0.005%左右的鋅錠。電解液中含錳量在4?5g/l以上可以消除2#鋅并且能有50%以上的0#鋅錠和1#1鋅。這種含錳量除考慮陽(yáng)極板工作狀態(tài)還與電解液中口一含量及系統(tǒng)錳貧化率結(jié)合起來(lái)控制為好。電流密度的合理控制電流密度也影響到鋅錠申的鉛含量。即Pb離子按極限電流密度析出，當(dāng)電流密度增加時(shí)，同時(shí)問(wèn)肉析出鉛量不變，而析出鋅量增加，相對(duì)鉛古量下降。圖2繪出電流效率及明授鋅中Pb含量與電流密度的關(guān)系。~Mb- 110Q Ifloa SWOS2電流蛟車(chē)及陡極樣中，鋁■:與珥流密度的關(guān)系-血示電諾觸:卑/就J；C咨示陰齦肯中皆暗扯4網(wǎng)，,從圖中看出其它電解條件正常時(shí)電流密度提高可使電流效率提高，而電流密度增加使陰極鋅中含Pb下降。這一點(diǎn)已為該廠實(shí)踐所證明。該廠操作條件與技術(shù)指標(biāo)列于表6拜聲i棗suit擊成Ega|?成16OC］尋M9—41Mg4~?.且1——23?CWl.& :-aiGC>~-k3TO3事—414.~4.日占八一-LT*至。 4：LMO。S——1U,￡K?JT|-jao--~J.」d■in-j41T*- 立430—*-L-n*0口4 -JB=——Jf-OOL好4-A上-—4口一■上4L4-*-LE?—_|心.，口垣了-40-^-4上■—4-X3_一ZU. 1H&U-<CPD4U E1■*—*4?Wa—淳| ◎-4*0^0-.對(duì)廿口 -<OHOMP—I二■A M實(shí)際情況已說(shuō)明崔相同條件下地電流密度增加陰極鋅中含鉛量下降合理地控制電解時(shí)的電流密度可以較好地控制鋅錠中的鉛含量。筆者依生產(chǎn)實(shí)踐出現(xiàn)的鋅錠含鉛大幅度變化的事實(shí)開(kāi)展了具體控制措施，使鋅錠中的鉛含量得到了控耕。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鋅錠中的含鉛量應(yīng)控制在1#和0#鋅范圍內(nèi)，完全滿(mǎn)足0#和1#出口鋅的控制要求，保證了出口質(zhì)量。結(jié)語(yǔ)在解決電解鋅錠含鉛量的實(shí)踐中必須依據(jù)大規(guī)模生產(chǎn)情況作具體分析抓住主要矛盾。同時(shí)，對(duì)各種還節(jié)出現(xiàn)的細(xì)小變化不能放松，否則將會(huì)使問(wèn)題的懈決時(shí)間拖長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)對(duì)鋅錠鉛量控制的實(shí)踐我們認(rèn)為應(yīng)在生產(chǎn)過(guò)程中從以下方面進(jìn)行控制：對(duì)電解液中的含鉛量變化進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到含鉛大于0.0044g/L時(shí)要考慮陽(yáng)極保護(hù)效果如何，系統(tǒng)內(nèi)Cl一是否升高。定時(shí)檢查電解槽內(nèi)陽(yáng)極泥厚度變化。電解液鉛含量有少量上升可適當(dāng)增加SrCO3加人量0.5?1kg/t?Zn。對(duì)損壞較嚴(yán)重的陽(yáng)極板及時(shí)更換，換上鍍好膜的陽(yáng)極板。減少陰極析出鋅表面的粒子，提高凈液質(zhì)量。在電解液含鉛濃度大于0.0044g/L時(shí)可適當(dāng)挺離電流密度到500A/m3左右。電解液中的含Pb離子得到控制，就可以控制電解鋅鋅鍵中的鉛含量，失去控制就導(dǎo)致鋅錠質(zhì)量下降，甚至根本生產(chǎn)不出#鋅錠。電解液酸、鋅含量與鋅片含鉛的關(guān)系探討前言：在當(dāng)前的煉鋅工業(yè)生產(chǎn)中，濕法煉鋅由于具有綜合能耗低、環(huán)境污染小、金屬直收率高等優(yōu)點(diǎn)，已漸漸占據(jù)了主導(dǎo)地位。濕法煉鋅一般采用的工藝流程為：焙燒一浸出一一凈化一一電解一一熔鑄。對(duì)于一個(gè)濕法煉鋅企業(yè)而言，“優(yōu)質(zhì)、高效”始終是孜孜不倦的追求和努力奮斗的目標(biāo)。鉛作為對(duì)電鋅質(zhì)量影響最大的雜質(zhì)元素，是提高電鋅質(zhì)量的最大障礙。在實(shí)際生產(chǎn)中，為降低鋅片含鉛所采取的措施為調(diào)整、穩(wěn)定電解液中酸鋅比、溫度、添加劑用量等，但對(duì)于電解液中的酸、鋅含量的控制并未引起足夠的重視。本文就電解液中的酸、鋅含量與鋅片含鉛的關(guān)系進(jìn)行探討。鋅片中鉛的來(lái)源電解液中鉛的來(lái)源由于PbSO4在水溶液中的溶度積很小，在浸出過(guò)程中，原料中的鉛與硫酸反應(yīng)生產(chǎn)PbSO4而進(jìn)入到浸出渣中，因此，電解所用的新液中幾乎是不含有PbSO4的，電解過(guò)程中的鉛主要來(lái)自于鉛陽(yáng)極的腐蝕。鋅片中鉛的來(lái)源電解過(guò)程中，鉛進(jìn)入陰極鋅主要依靠?jī)煞N形勢(shì)，一種是鉛的放電析出，一種是機(jī)械夾雜。電解過(guò)程中，陽(yáng)極可發(fā)生氧的析出及鉛的溶解兩類(lèi)反應(yīng)，但由于Epb析<Eo2析，故陽(yáng)極上首先發(fā)生的反應(yīng)是鉛的溶解。Pb一一2efPb2+；由于Epb析<Eo2析，所以溶液中的Pb2+極易在陰極放電析出而影響電鋅質(zhì)量。但是可以向溶液中添加SrCO3。使Pb2離子沉淀而減少其濃度，故本文對(duì)Pb”的放電析出不進(jìn)行討論。當(dāng)Pb2濃度在陽(yáng)極表面達(dá)到飽和時(shí)，就會(huì)析出一層不溶的、多孔的PbSO4膜，并進(jìn)而被氧化成Pb02膜，隨著電解的進(jìn)行，陽(yáng)極表面的PbSO4膜及PbO2膜逐漸增厚、脫落，沉淀于電解槽中或懸浮于電解液中，隨著電解液的流動(dòng)，被卷到陰極區(qū)而夾雜進(jìn)入陰極沉積物。鉛機(jī)械夾雜進(jìn)入陰極鋅的理論分析電解過(guò)程中，鉛通過(guò)機(jī)械夾雜的方式進(jìn)入陰極鋅主要有兩大影響因素：析出鋅狀態(tài)及電解液中鉛微粒的數(shù)量。析出鋅越光滑致密、電解液中的鉛微粒越少，鉛機(jī)械夾雜進(jìn)入陰極鋅的機(jī)率就越小，反之則鉛夾雜進(jìn)入陰極鋅的的可能性應(yīng)增大，而電解液中鋅、酸含量與析出鋅狀態(tài)及電解液中鉛微粒的數(shù)量有著直接關(guān)系。電解液中H+、Zn含量與析出鋅狀態(tài)的關(guān)系電解沉積鋅的過(guò)程中一般可以分為三種方法：標(biāo)準(zhǔn)法、高酸高電流密度法、低酸低電流密度法。標(biāo)準(zhǔn)法采用300?450A/m2的電流密度、電解液含酸100?130g/L,中酸中電流密度法采用500?700A/m2的電流密度、電解液含酸130?1609/L,高酸高電流密度法采用1000A/m2以上的電流密度、電解液含酸220?300g/L。目前國(guó)內(nèi)大部份工廠采用中酸中電流密度法的下限、標(biāo)準(zhǔn)法的上限進(jìn)行生產(chǎn)。鋅電積過(guò)程中，陰極發(fā)生如下反應(yīng)：Zn2+2e-Zne=?0.805V2H++2e=H2e=?0.0325V由于EH2>Ezn，所以在陰極上，氫優(yōu)先于鋅放電析出，實(shí)際生產(chǎn)中，由于極化所產(chǎn)生的超電壓是不可避免的，致使電極過(guò)程是不可逆的，所以ZN2+和H+的實(shí)際析出電位，偏離其平穩(wěn)值，即Ezn析〉Eh+析，且兩者的差距隨氫超電壓的升高而增大，即氫的超電壓越大，越有利于鋅的析出。眾所周知，在一定范圍內(nèi)提高酸度可以改善電解液的電導(dǎo)率，從而降低電能消耗，但是，隨著溶液中酸度的升高，氫離子活度也隨之提高，越有利于氫在陰極的放電析出，而導(dǎo)致電流效率的下降。再者，隨著酸度的升高，H2SO4。對(duì)陽(yáng)極及陰極析出鋅的腐蝕加劇，造成電流效率的下降和陰極鋅含鉛的升高。所以，只有在采取了有利于提高氫超電壓、防止氫析出的措旅時(shí)，才能適當(dāng)提高電解液的酸度。氫氣的析出還與電解液的鋅濃度有著直接關(guān)系，見(jiàn)圖1。>一胃田>一胃田?宅W電流密度，A/S圖1電解液中鋅濃度與氫超電壓的關(guān)系圈由圖1可以看出：①在相同電流密度下，氫的超電壓隨溶液中鋅濃度的上升而下降。②在相同的鋅濃度下，氫超電壓隨電流密度的下降而下降。因此，隨著溶液中鋅濃度的增加，氫在陰極放電析出的機(jī)率也大大增加。綜上所述，電解液中的H+、Zn含量與電流密度、電解槽的防腐蝕性能及氫氣的析出有著密切的聯(lián)系。隨著電解液中H+、Zn含量的升高，氫的超電壓逐漸降低，氫越容易在陰極放電析出。隨著氫氣的析出，陰極鋅變得松軟疏松，甚至成海綿狀，越利于鉛等雜質(zhì)微粒的機(jī)械夾雜入鋅片，面導(dǎo)致陰極鋅的化學(xué)質(zhì)量下降。電解液中H+、zn含量與電解液中鉛微粒的關(guān)系電解過(guò)程中，H+含量越高，陽(yáng)極所受到的腐蝕越大，電解液中鉛微粒的數(shù)量就越多，隨著溶液的流動(dòng)，懸浮在電解液中的陽(yáng)極泥和其他微粒被帶到陰極上去并且將其保留在那里，從而使沉積物的純度和結(jié)構(gòu)遭到破壞，如果微粒是導(dǎo)電性的，那么在突出部位就會(huì)產(chǎn)生很高的電流密度，造成金屬離子在其L大量放電，生成各種瘤狀沉積物，即俗稱(chēng)的皰釘。如果粘附在極片上的微粒是不導(dǎo)電的，則在極片上形成的將不是突出的瘤狀物而是凹洼或孔洞。鋅片表面生成皰釘后，電流密度相對(duì)較大，在結(jié)晶成長(zhǎng)地區(qū)很快便會(huì)發(fā)生金屬離子的極度貧化，其濃度可能急劇地趨近于零，將引起雜質(zhì)離子的放電，特別是導(dǎo)致氫的析出，使鋅片呈現(xiàn)海綿狀。工業(yè)生產(chǎn)中，陰極上析出的氣體主要是氫氣小的氣泡。所以當(dāng)陰極上有較大量的氣體析出時(shí)片。由于溶液對(duì)陰極片的潤(rùn)濕性很好，因而只會(huì)產(chǎn)生體積較沉積物就會(huì)呈疏松的海綿狀，而利于雜質(zhì)機(jī)械夾雜入鋅片。電解液含酸鋅過(guò)高對(duì)析出鋅質(zhì)量的影響在實(shí)際生產(chǎn)中，控制較高的新液含鋅，可利于流程的體積平衡控制和降低生產(chǎn)成本，但如果新液含鋅控制較高，電解過(guò)程加入等量鋅金屬時(shí)，新液的加入體積相應(yīng)減少，排出的廢液體積也相應(yīng)減少，隨廢液帶走的H2SO4。量也相應(yīng)減少，造成電解過(guò)程酸含量的不斷上升，為了保證適當(dāng)?shù)乃徜\比控制，只有提高溶液的鋅含量，由此往復(fù)循環(huán)使電解液含酸進(jìn)一步升高。在電流密度不變的情況下，隨著酸度及含鋅量的提高，氫的超電壓隨之下降，氫在陰極放電的機(jī)率大大增加，陰極表面上就有小氣泡生成而阻礙鋅的析出，使陰極鋅產(chǎn)生凹洼，析出鋅疏松。再者，由于酸度的升高，陽(yáng)極腐蝕加劇，電解液中PbSO4、PbO2。微粒增多，隨電解液的流動(dòng)被帶到陰極而夾雜進(jìn)入陰極鋅的機(jī)率也相應(yīng)增加，使析出鋅表面呈瘤狀物(即俗稱(chēng)的皰釘)，從而增大陰極表面積，使真實(shí)電流密度減小，加劇氫在陰極的放電析出，使陰極表面更加疏松，甚至成海綿狀，失去金屬光澤而變得顏色灰暗，析出鋅含鉛升高。另外，由于廢液含鋅升高，流程中鋅金屬隨廢液的流轉(zhuǎn)量相應(yīng)增加，廢液含酸的升高，可進(jìn)一步惡化浸出過(guò)程溶液含鋅的控制，使流程體積平衡困難，從而降低金屬的直收率。結(jié)語(yǔ)：生產(chǎn)實(shí)際中，合理控制新液含鋅、穩(wěn)定控制電解液含酸、鋅，并合理控制酸鋅比穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)，從而抑制氫的放電析出，減輕陽(yáng)極腐蝕狀況。合理控制SrCO3。的加入量，減少SrCO3在電解槽中的造渣量。并適當(dāng)增大骨膠的用量，充分發(fā)揮明膠對(duì)細(xì)小懸浮物的絮凝作用，同時(shí)加大清槽力度，適當(dāng)縮短清槽周期，強(qiáng)化清槽質(zhì)量，使陽(yáng)極泥及時(shí)開(kāi)路，減少溶液中的微粒懸浮量，使陰極鋅變得光滑致密，鋅片含鉛逐步降低，實(shí)現(xiàn)了“四九五”鋅的批量、穩(wěn)定生產(chǎn)。穩(wěn)定電鋅質(zhì)量的生產(chǎn)實(shí)踐前言河南豫光鋅業(yè)有限公司300kt/a電鋅過(guò)程，目前已建成投產(chǎn)一、二期工程，每年可生產(chǎn)電鋅250kt/a。0#鋅品率按新國(guó)標(biāo)(GB/T470-2008)達(dá)N95%，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示其主要的影響因素及所占非表比例：Pb73%，Cd5%，F(xiàn)e8%，Cull%，Sn2%，All%。針對(duì)上述主要影響因素，2010年4月份公司根據(jù)電解生產(chǎn)特性從出裝槽作業(yè)到陰陽(yáng)極板處理、周期性管理工作等方面摸索執(zhí)行了一套新的生產(chǎn)操作工藝。新工藝與傳統(tǒng)操作相比較，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)能提升，直流電單耗降低。生產(chǎn)實(shí)踐證明，新的工藝成熟，運(yùn)行穩(wěn)定，各種能耗降低，為電解生產(chǎn)進(jìn)一步的節(jié)能降耗開(kāi)辟了一條新的途徑。1質(zhì)量波動(dòng)的原因電鋅質(zhì)量波動(dòng)的主要因素有Pb、Cd、Cu、Fe、Sn、Al元素單位含量的變化，其影響原因分別為：1、Pb元素含量增加的主要原因有：1.1、新陽(yáng)極板集中投入量過(guò)多；當(dāng)大量的陽(yáng)極板投入到酸性介質(zhì)溶液中

時(shí)，陽(yáng)極表面首先發(fā)生Pb的溶解，并形成PbSO4覆蓋在陽(yáng)極表面。1.2、Pb-2e=Pb2+1.3、(1)Pb+(SO4)2-+2e=PbSO41.4、(2)同時(shí)在陽(yáng)極板自由金屬表面進(jìn)行著氧化反應(yīng)，即：

Pb+2H2O-4e=PbO2+4H+1.5、 (3)待陽(yáng)極板自由金屬表面完全被PbO2覆蓋后，才會(huì)進(jìn)行正常的陽(yáng)極反應(yīng)，即：2OH--2e=H2O+1/2(O)t(4)1.6、 在(4)反應(yīng)之前，大量的Pb離子進(jìn)入系統(tǒng)，然后進(jìn)一步的進(jìn)行還原反應(yīng)：艮即Pb++2e=Pb(5)1.7、 在陰極鋅中夾雜析出，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。1.2、系統(tǒng)Cl離子單位含量的升高；Cl-+4H2O-8e=ClO4+8H-(6)1.8、2Cl--2e=Cl2(7)1.9、 加劇了陽(yáng)極板的腐蝕速度，造成對(duì)質(zhì)量的影響。1.3、系統(tǒng)Mn離子含量的變化；Mn2++2H2O-2e=MnO2+4H+(8)1.10、 由于MnO2的析出量減少，不能有效的阻止鉛溶解，造成產(chǎn)品質(zhì)量降低。1.4、電解槽內(nèi)沉積物過(guò)多的影響；1.5、輔料碳酸鍶(SrCO3)加入量的變化影響；SrCO3+H2SO4=SrSO4+H2CO3(9)而SrSO4中的Sr2+離子能夠部分的取代Pb2+離子，同時(shí)SrSO4比PbSO4的溶解度低，所以電鋅中Pb含量的變化與SrCO3加入量的多少有直接的關(guān)系。電解槽內(nèi)陰陽(yáng)極板接觸短路現(xiàn)象多少的影響。2、 Cd元素含量波動(dòng)的主要原因在于系統(tǒng)溶液中Cd離子含量的變化，一般要求凈化后液V0.001g/l;3、 Fe元素波動(dòng)的主要原因在于鐵器在析出鋅中的機(jī)械夾雜入熔鑄爐所造成，溶液中的鐵一般以Fe2(SO4)3的形式存在，在電解生產(chǎn)過(guò)程中反復(fù)的氧化還原反應(yīng)并不影響產(chǎn)品質(zhì)量。4、 Fe2(SO4)3+Zn=2FeSO4+ZnSO4(10)5、 4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+H2O(11)4、 Cu元素含量的波動(dòng)主要影響原因有：4.1、系統(tǒng)溶液中Cu離子含量的變化，一般要求凈化后液V0.0002g/l;4.2、含Cu污物進(jìn)入系統(tǒng)，形成以下反應(yīng)；Cu+H2SO4=CuSO4+H2O(12)CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu(13)Cu在陰極上放電析出，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)與析出鋅析出微電池，造成析出鋅返溶(俗稱(chēng)“燒板”)。5、 Sn、Al元素含量的波動(dòng)主要在于鋅精礦中的成分夾雜，由于其含量低易除去，所以在電解工序常規(guī)化驗(yàn)中不做分析。質(zhì)量波動(dòng)的預(yù)防與處理在生產(chǎn)實(shí)踐中主要從以下幾方面控制入手，以達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的目的。Pb元素含量的控制在投入新陽(yáng)極板進(jìn)入電解槽之前，首先利用該公司自主設(shè)計(jì)的鍍膜槽，在低電流密度下，對(duì)陽(yáng)極板進(jìn)行鍍膜加快MnO2(8)的生產(chǎn)反應(yīng)，并沉積吸附在陽(yáng)極板表面，形成保護(hù)層，減少陽(yáng)極表面自由金屬(1)(2)式的反應(yīng)。合理控制系統(tǒng)中的Cl離子單位含量，一般要求V250mg/l。穩(wěn)定系統(tǒng)中的Mn離子含量，一般控制在2?5g/l，貧化濃度0.5g/l。(4)根據(jù)所在地區(qū)的氣候、Mn2+離子貧化、系統(tǒng)溶液中Ca2+、Mg2+含量及結(jié)晶速度確定合理的掏槽作業(yè)周期，避免過(guò)多的陽(yáng)極泥長(zhǎng)期堆積在電解槽底。由于SrCO3在酸性溶液中的特性，根據(jù)電鋅含Pb量的多少及時(shí)的調(diào)整SrCO3加入量。對(duì)電解槽內(nèi)陰陽(yáng)極板接觸短路的現(xiàn)象，制作專(zhuān)門(mén)的陽(yáng)極平板架采取定期通平與日常平整相結(jié)合的方法，減少槽內(nèi)接觸與槽面接觸的現(xiàn)象。Cd元素含量的控制Cd元素含量波動(dòng)的主要原因在于系統(tǒng)溶液中Cd離子含量的變化，在上道凈化工序強(qiáng)化三段除Cd效果，一般要求凈化后液V0.001g/l。Fe元素含量的控制Fe元素波動(dòng)的主要原因在于鐵器在析出鋅中的機(jī)械夾雜入熔鑄爐所造成，通過(guò)嚴(yán)格規(guī)范的現(xiàn)場(chǎng)操作管理，可得到有效的控制。Cu元素含量的控制1在上道凈化工序強(qiáng)化三段除Cu效果，，一般要求凈化后液V0.0002g/l;2、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)操作管理，包括母線導(dǎo)電銅排的處理、陰陽(yáng)極板導(dǎo)電頭的清洗處理。所有處理過(guò)程中應(yīng)避免含Cu污物進(jìn)入系統(tǒng)，形成(12)(12)式反應(yīng)，同時(shí)可有效的減免燒板現(xiàn)象的發(fā)生。Sn、Al元素含量的控制一般采取在原料工序，根據(jù)鋅精礦的元素分析結(jié)果進(jìn)行合理配料生產(chǎn)，同時(shí)在浸出、凈化工序易于除去，電解工序可不予過(guò)多考慮，但應(yīng)加強(qiáng)對(duì)刷板形成的Al粉渣及F元素對(duì)陰極板的腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)控。結(jié)語(yǔ)通過(guò)采取一系列的措施，電鋅質(zhì)量得到有效的控制，0#鋅品率(GB/T470-2008)達(dá)N100%，Pb穩(wěn)定在0.0016~0.0022%之間、Cd穩(wěn)定在0.0003~0.0004%之間、Fe穩(wěn)定在0.0003~0.0005%之間、Cu穩(wěn)定在0.0003-0.0006%之間、Sn穩(wěn)定在0.0003-0.0004%之間、Al穩(wěn)定在0.0003-0.0004%之間、Zn總和穩(wěn)定在99.9955-99.9965之間。在產(chǎn)能、直流電單耗等方面也效果顯著。鋅電積過(guò)程陽(yáng)極板腐蝕快的原因及對(duì)策刖言在濕法煉鋅過(guò)程中，目刖當(dāng)作陽(yáng)極板的材料主要有鉛銀兩元合金板、鉛鈣鍶銀四元合金板、鉛鈣銀三元合金板，在ZnSO4一H2SO4一H20系中，它們的使用壽命長(zhǎng)的可達(dá)24-30個(gè)月，短的僅為3—4個(gè)月，使用壽命的長(zhǎng)短不僅影響電鋅成本，而且影響電鋅含鉛量，直接影響電鋅質(zhì)量等級(jí)和用途。所以，研究陽(yáng)極板腐蝕快的原因，尋求延長(zhǎng)其使用壽命的對(duì)策，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1陽(yáng)極板腐蝕現(xiàn)象及原因分析1陽(yáng)極板腐蝕現(xiàn)象標(biāo)準(zhǔn)陽(yáng)極板的變質(zhì)元素含量及腐蝕特征按GB1471-88規(guī)定，兩元合金鉛陽(yáng)極板含Ag0.8%?1.2%、CuWO.001%、其余為Pb；企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：四元合金鉛陽(yáng)極板含A90.2%一0.25%、(Ca+St)0.1%一0.125%、CuW0.001%、其余為Pb。兩標(biāo)準(zhǔn)均要求板面平整、光滑、無(wú)起層、夾渣、機(jī)械劃傷等現(xiàn)象，使用壽命達(dá)到18—24個(gè)月時(shí)板表面無(wú)局部腐蝕穿孔現(xiàn)象，板面整體變薄，腐蝕速度為1-1.5mm/a。1.2四元合金陽(yáng)極板腐蝕現(xiàn)象某廠對(duì)1200塊四元陽(yáng)極板試驗(yàn)，從外表看有30%-40%的板表面凹凸不平、有起層等現(xiàn)象。在投入使用前，采樣分析結(jié)果為Ag0.29%、Ca0.64%、Sr0.06%、Cu0.03%，其余為Pb。投入使用60d，抬出清理干凈板面后發(fā)現(xiàn)，板面局部腐蝕成無(wú)規(guī)律的080—0100mm的孔洞，對(duì)孔洞周?chē)迕娌蓸臃治鼋Y(jié)果為Ag0.15%、Cu0.15%、Ca0.40%、Sr0.03%，其余為Pb。對(duì)72塊另一批四元陽(yáng)極板試驗(yàn)，從外表看個(gè)別部位有夾渣或縮孔，壓延后留下的小凹坑或局部起層等現(xiàn)象。在投入使用前采樣分析結(jié)果為Ag0.24%、Ca0.062%、Sr0.0004%、其余為Pb。投入使用120d，抬出清理干凈板面后發(fā)現(xiàn)，板面局部腐蝕成2?3mm的坑，有5塊從板邊緣腐蝕成咖60—0100mm的孔洞，稱(chēng)重結(jié)果每塊重量減輕2kg，即板面腐蝕速度為6—36mm/a。1.3兩元合金陽(yáng)極板腐蝕現(xiàn)象對(duì)800塊兩元合金陽(yáng)極板試驗(yàn)，外表平整、光滑、無(wú)缺陷，投入使用前采樣分析結(jié)果為Ag0.88%、Cu0.05%、其余為Pb。該板使用60d后，抬出發(fā)現(xiàn)板面局部腐蝕成1—2mm的坑，但無(wú)由邊緣腐蝕的跡象。對(duì)另外兩批各1000塊兩元板在同等條件下使用，對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含Ag1.2%的板面比含Ag0.5%的板面使用壽命長(zhǎng)12個(gè)月；含Cu0.02%的板面比含Cu0.05%板面使用壽命長(zhǎng)6個(gè)月；壓延板面比澆鑄板面使用壽命長(zhǎng)8—12個(gè)月。陽(yáng)極板腐蝕原因分析經(jīng)對(duì)四元合金陽(yáng)極板、兩元合金陽(yáng)極板腐蝕現(xiàn)象及板材的化驗(yàn)分析、金相分析，依據(jù)鉛及其合金腐蝕的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為導(dǎo)致陽(yáng)極板腐蝕的主要原因?yàn)椋恒U合金中的變質(zhì)元素Ag、Cu或Ag、Cu、Ca、sr含量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且各部位分布不均勻。變質(zhì)元素含量的高低對(duì)提高鉛再結(jié)晶溫度、細(xì)化鉛的晶粒有很大影響，易在鉛晶粒之間形成晶間夾層，晶間夾層將成為腐蝕通道，加快陽(yáng)極板的腐蝕速度。如Cu<0.007%時(shí)沿鉛的晶界析出，阻止鉛的再結(jié)晶，使晶粒細(xì)化，可提高合金的強(qiáng)度和耐腐蝕性。但Cu>0.02%時(shí)，隨著cu含量升高，微電池作用加強(qiáng)，鉛合金腐蝕速度加快；Ca含量在O.01%?0.12%之間時(shí)，可阻止鉛