锌冶金-2016.ppt

2. 净液除钴 前已指出，实际上由于动力学因素，除钴达不到合格程度，因此必须有另外的添加剂存在才行。目前最常用的有砷盐净化法和锑盐净化法。 1) 砷盐净化法 分两步进行。第一步是在80℃温度下，向溶液中加入锌粉的同时，加入铜盐和砷盐，除铜、钴；第二步是加锌粉除镉。其净化原理简述如下：硫酸铜液Zn粉反应，在锌粉表面沉积铜，形成Cu－Zn微电池，由于该微电池的电位差比Co－Zn微电池的电位差大，因而使钴易于在Cu－Zn微电池阴极上放电还原，形成Zn－Cu－Co合金。而这时的钴仍不稳定，易复溶。而加入砷盐后，As3+也在Cu－Zn－Co微电池上还原，形成稳定的As-Cu-Co(-Zn)合金，从而使Co2+降到电解合格的程度。 砷盐净化法缺点是，在净化过程中产生的Cu-Co渣被砷污染，而且还有可能放出有毒的AsH3气体和H2。 2) 锑盐净化法 锑盐净液的原理与砷盐净液相同，但净化的温度制度与砷盐净液法相反。第一步：在50~60℃较低温度下，加锌除铜镉，使铜和镉的含量小于0.1mg/l和0.25mg/l。第二步：在90℃的高温下，以3g/l的锌量和0.3~0.5mg/l的锑量计算，加入锌粉和Sb2O3除钴，使钴含量小于0.3mg/l。实际生产中还可以用含锑锌粉或其他含锑物料，比如酒石酸锑钾、锑酸钠和铅锑合金等。 与砷盐净化法相比有以下优点： (1) 不需要添加铜离子； (2) 先除铜和镉，后加Sb盐除钴效果好； (3) 净化过程中产生的Sb2O3易分解，所以没有剧毒气体产生； (4) 锑盐的活性比较大，用量比较少。 3) 黄药除钴法 此法是在将除铜镉后的熔液中，添加C2H5OCSSK、C2H5OCSSNa、C4H9OCSSK、C4H9OCSSNa等黄酸盐，在CuSO4存在的条件下形成难溶的黄酸钴沉淀而除去。其反应为： CoSO4 + CuSO4 +4C2H5OCSSK = Cu(C2H5OCSS)↓+ Co(C2H5OCSS)3↓+ 2K2SO4 4) β-萘酚除钴法 13C10H6ONO- + 4Co2+ + 5H+ = C10H6NH2OH + 4Co(C10H6ONO)3↓+ H2O 此法虽然除钴效果好，但试剂昂贵，工业上很少采用。 3. 净化除氟氯 湿法炼锌炼锌过程中，由于要处理其它的一些含锌物料，这些物料会不同程度地带入氟、氯，如不进行处理，对后续的电解过程带来很多不利影响，如腐蚀电极、降低电锌质量和使剥锌困难等。因此必须事先除去。除氯的有效方法是硫酸银法： Ag2SO4 + 2Cl- = 2AgCl↓+SO42- 除氯条件：pH=3~4；T=50~55℃。 此法虽然除氯效果好，但银盐昂贵，而且再生太低。 另一种方法是利用二段净液除铜镉时得到的铜渣或处理铜镉渣提取镉后的铜渣除氯。此方法要在除铜镉前进行。 Cu2+ + 2Cl- + Cu = Cu2Cl2↓ 除氯条件：T 55℃；铜渣用量：10~14g/l。 除氟可用石灰乳法，使氟以难溶的CaF2形式除去。 3.2.5 硫酸锌溶液的电解沉积 1. 电沉积基本原理 1) 阳极过程： 正常电解时阳极反应为： 2H2O －4e = O2 + 4H+ E=1.229V 而 Pb － 2e = Pb2+ E=-0.126V 电位更负，更易溶解。溶解的Pb2+与SO42-反应，在阳极表面形成致密的保护膜，阻止铅板继续溶解。而且会升高阳极电位。当阳极电位接近0.65V时，会有下列反应发生： Pb + 2H2O －4e = PbO2 + 4H+ E=0.655V 这样为被覆盖的铅会直接生成PbO2，形成更致密的保护层。 当电位超过1.45V时，溶液中的Pb2+和PbSO4也会氧化成PbO2。 Pb2 + + 2H2O － 2e = PbO2 + 4H+ E=1.45V PbSO4 + 2H2O － 2e = PbO2 + H2SO4 + 2H+ E=1.68V 在正常电解时，阳极电位达到1.9~2.0V左右，所以阳极表面主要覆盖物应为PbO2，所以电解过程中阳极反应主要是分解水放出氧气。除此之外，如果电解液中有Mn2+、Cl-等离子时，会发生下列反应： Mn2+ + 2H2O － 2e = MnO2 + 4H+