杂质钴和镍在锌电沉积过程中的行为研究.pdf

第24卷专铲。 中国稀土学报 2006年10月 THE V01．24$pcc．Ilsue JOURNALOF CHINESERAREEARTHSOCIErY Oct．2006 杂质钻和镍在锌电沉积过程中的行为研究 陈家希P，杨大锦1’2，谢刚2，李荣兴2，陆莹2 (1．云南冶金集团总公司技术中心，云南昆明650031；2．昆明理工大学材料与冶金工程学院，云 南昆明650093) 摘要I电化学的方法研究了杂质c0和Ni对锌电沉积阴极过程的影响机制。结果表明，杂质c0、Ni的存在改变了锌沉积的反应机制，由于钴和 镍杂质的析出电位较锌正，容易在阴极放电，从而抑制了锌离子在阴极的析出，导致电流效率大大下降并且在沉积物上造成孔洞。杂质钻含量超 过一定浓度后会使阴极产物锌片产生。烧板“现象。而当杂质镍超过一定浓度后会对阴极锌沉积反应起极化作用． 关键词：钴；镍；电沉积；极化曲线 中圈分类号：TFl23．1 A 文献标识码： 文章编号：1000-4343(2006)．0292—04 目前锌的提取主要是用湿法，即焙烧，浸出， 甘汞电极作参比作电极，铅银合金板作辅助电极， 电积。在硫酸锌电解沉积液中存在的杂质元素达 铂金板为研究电极，用电化学综合测试仪测定阴 20多种，其中直接影响的第1类杂质对锌沉积的 极电积过程中不同温度、浓度杂质的ZnSO。+H2S04 影响顺序是：T1InAs(Ⅲ)BiGaAs(V) 水溶液的极化曲线。根据不同条件下的极化曲线 TeSeSbGe。在杂质对锌电解沉积过程的影响判断合适的电解温度，以及对锌电积阴极过程影 机理研究中，由于对杂质铅、铜、锰的研究较多， 响的杂质浓度的范围。 并且许多研究结果已经应用到生产实际中‘I-W]9而 在阴极极化曲线测定实验中，为避免阳极过 T1、Te、Se元素一般在电解液中不存在。而其中 程对阴极沉积过程测定的影响，采用比表面为 co、Ni、As、sb、Ge是主要影响锌产品的表面质100cm2的铅银合金板作为阳极，而研究阴极为 量及电流效率的杂质。例如，钴的存在会引起锌的 1．0cm2的铂电极，这样在测定阴极极化曲线的过 腐蚀(即烧板)，使锌腐蚀成黑色的斑点，并愈靠近 程中，阳极的极化电流密度比较小，所产生的阳 极板一面愈严重，形成喇叭形的圆孔。镍的腐蚀作 极极化电位相对于阴极极化电位就比较小，以致 用于钴相似，且由于氢在镍上的超电压比钴上还 阳极过程对阴极过程的影响就比较小。 要低，因而它的腐蚀作用较钴更为严重。锗、锑、 测定得到的阴极与参比电极间的电位和沉积 砷也在不同程度上影响电积过程。实践证明，锗 过程中的电流(转化为相应的电位)用X．Y函数记 最有害，锑次之。它们都能使锌起皱纹，严重时 录仪记录。阴极沉积电流用阴极表面积相除后转 产生蜂窝状或海绵状沉积物。因此，本文采用稳 化为阴极沉积电流密度，阴极还原电位用上述的 态法、暂态法测定阴极极化曲线来分析和计算电 方法处理得到阴极的实际还原电位。通过数据处 化学动力学参数。通过交换电流密度和传递系数 理后就得到阴极沉积过程的还原电位和其沉积的 来判断出阴极极化反应速度和分析杂质对锌电积 电流密度间关系曲线即阴极极化曲线。 阴极过程的影响机制，为改进和强化生产过程提 供一定的工艺参数。 2结果及讨论 在阴极极化曲线研究过程中测定了单一杂质 1实验方法 钴和镍在不同温度、不同浓度时的阴极极化曲线， 试样用分析纯的ZnS04和’H2S04，分别加入不