锌冶金学第5章硫酸锌溶液的电解沉积1精选.ppt

5.6 阴极锌的熔铸 * 5.6 阴极锌的熔铸 * 5.7 湿法炼锌厂的能耗及热平衡 湿法炼锌的能耗大，生产1吨锌锭的总能耗为38~61GJ，折合标准煤1.7~1.9t，电耗为3800~4200kWh/t锌。据分析，湿法炼锌的总能耗为50.07GJ/t锌，电解能耗占总能耗的70~80%，因此必须采取措施降低能耗。 * 5.7 湿法炼锌厂的能耗及热平衡 ⑵降低电耗主要措施有溶液的深度净化、改变电解操作条件及研究新的阳极材质等。 ①电解液温度由33℃提高至43℃。 ②电解液含酸由140g/L提高到160g/L。 ④阳极清理周期从天缩到20天。 ⑤电解液中镁从28g/L降至12g/L。 ⑥增加槽中阴极片数，使电流密度从降至435A/m2。从而使电流效率从88%提高到90%，直流电耗从3310KWh/t锌降至3060kWh/t锌。 ③阴极问极距从75毫米降至71毫米。 * 5.7 湿法炼锌厂的能耗及热平衡 ①电解液中加入甲醇、乙醇、醋酸等，可降低槽电压，使电积节能5%左右。 ⑶电解节能的研究工作有： ②改变电解质电解，使H2SO4溶液中含有SO2，添加少量K2O等，可节约电能56%。 ③ Zn-MnO2同时电积，节约电能60%。 * 炉渣 环境挑战 矿渣 进料运输 能源、燃料 水 废水 遗弃金属 温室气体 排放 土壤 地下水 粉尘 环境问题 * 本章思考题 1、写出锌电积的主要电极反应。 2、锌与氢的标准电极电位分别为-0.763V和0.00V。理论上，在阴极上析出锌之前，电位较正的氢应先析出，在实际电积锌过程中为什么是锌优先于氢析出？ 3、杂质在锌电积时的行为有哪些？ 4、如何降低阴极铅含量，提高电锌质量？ 5、什么是槽电压？影响槽电压的因素有哪些？ 6、什么是电流效率和电能消耗？影响锌电积过程中的电流效率和电能消耗的因素有哪些？分别写出电流效率和电能消耗的数学表达式。 7、提高锌电积过程中电流效率的措施有哪些？ * 本章思考题 8、在锌电积过程中，槽电压V和电流效率η均随电流密度D而变化，根据下表： D(A/m2) E(V) ? (%) 100 200 500 1000 2.5 2.7 3.0 3.5 80 90 94 96 ①根据表中的电流密度，分别计算锌电积的电能消耗。（已知锌的电化当量q为1.2195g·A-1·h-1） ②为了使锌电积的成本最低，应如何选择电积过程的电流密度？ * 5.5.1 锌电解槽 * 5.5.2 阴极 阴极由阴极板、导电棒及铜导电头（或导电片）组成。 阴极板用压延纯铝板（A1＞99.5%）制成，一般尺寸为长1020~1520mm、宽600~900mm、厚4~6mm，重10~12千克。 目前，湿法炼锌厂趋向采用大阴极（1.6~3.4m2）。 为减少阴极边缘形成树枝状结晶，阴极要比阳极宽30~40mm。 为了防止阴、阳极短路及析出锌包住阴极周边剥锌困难，阴极的两边缘粘压有聚乙烯塑料条。 阴板平均寿命一般为18个月。 每吨电锌消耗铝板1.4~1.8kg。 * 5.5.2 阴极 * 5.5.2 阴极 * 5.5.2 阴极 阴极尺寸依生产规模而变化，生产规模较大的工厂和建新厂多采用较大的阴极。一片阴极浸在电解液里面积平均为1.75m2，而多数工厂采用1.0~1.5m2的阴极。 电解槽内所装阴极数取决于生产规模及电流密度，大型电解槽所装阴极数已超过100片。 * 5.5.2 阴极 由于剥锌机和电子计算机的应用，出现了一些采用浸没面积为2.5m2以上的 大型阴极自动化锌电积车间。 10万t/a阴极锌的三种大阴极电解特性及配置如下： 巴伦电锌厂采用了浸没面积为3.2m2/片的超大型阴极，其投资分别比手工操作的电积车间少20%~ 40%，劳动力降为手工操作1/2~1/3，生产能力则提高3~5倍。电解槽采用长约10m的大型电积槽，每槽装阴极片数高达100片。 法国阿比炼锌厂采用了改进设计的S.C.M. (Superjumbo Comptact Module )大阴极（3.22m2/片），每槽装阴极片数高达124片，投资与劳力消耗更低。 * 5.5.2 阴极 * 5.5.2 阴极 * 5.5.3 阳极 阳极由阳极板、导电棒及导电头组成。 阳极板大多采用含Ag0.5～1%的铅银合金压延制成。 阳极尺寸一般为长900～