提高电锌质量的探索与实践

中国有色金属学会第二届青年论坛学术会议论文集 提高电锌质量的探索与实践 喻泽龙 杨云川 (云南驰宏锌锗股份有限公司 云南会泽 654211) [摘 要〕本论文分析了影响电锌质童的一些因素，探索与实践相结合，优化电解技术条件并采取相应的措施 来提高电锌的质童，取得了一定的效果 t关健词〕阴极锌含铅;电流效率优化枝术;槽电压 随着科学技术的迅猛发展，用锌工业部门对锌的品级要求越来越高，以市场经济为杠杆，提高电锌质 量是电锌企业共同追求的目标。今年以来，由于原料紧缺、工业限电、工艺技术还不完善等因素，我厂电锌 质量的完成情况不太理想，0#锌产出率33.7%，差预定目标46.3%。本文着重对电解技术条件进行一些 探索，合理优化，并采取相应措施提高电锌质量，以期有所补益。 1 理论分析 影响阴极锌化学品级的主要杂质铅来源于电解过程中的含铅阳极，即溶解于电解液中的P62十在阴极 析出和阳极表面脱离的Pb02粒子在阴极析出锌中的机械夹杂。 铅在阴极析出锌中的含量随溶液中铅离子、氯离子、硫酸浓度及温度的增加而增加，由 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 (0知，随 电流密度的的增加，电流效率的提高而降低。 ___ Dd-呱 Pb% = 。*一Dk- Mz?- TI D击一一极限电流密度 Mpn Pb的原子量 Dk一阴极电流密度 优化电解技术条件 2.1提高电流密度 (!) 与溶液中Pb2'浓度成正比 Mr}一一Zn的原子量 乍电流效率 提高电流密度，氢气超电压增加.电流效率提高井能获得结晶致密的阴极锌。同时电流密度的增加， 阳极、0,下降，其关系如图1所示，从而减轻阳极泥在电解时所带来的负面影响。今年我厂年底，电流密 度从480A/m2增加到530A/.'，取得了很好的效果，电流效率由83%提高到86%.阴极锌含铅由。.0038% 下降到o.0022%. 但是电流密度的提高，也增大了电解液的电阻和温度及杂质的析出，因此电流密度必须与溶液中锌酸 的含量、循环量及溶液的深度净化相适应。 季530A/郝，夏季500A/ 时)。 针对我厂现状，电流密度控制在480A/汾一530A1,W为宜(冬 【作者简介〕喻泽龙，男，1973年1月出生，云南马龙人，1998年毕业于昆明理工大学有色冶金专业，冶金工程师，在云 南驰宏锌锗股份有限公司第二冶炼厂计调科从事湿法炼锌工作。 提高电锌质童的探索与实践 ?? ? ? ? ? ? ? 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0 【 L _」 400 500 中流密 14 (A/,, 7 电流密度 (A/m 图1电流密度与，、..的关系 圈2 电流密度与析出锌含铅的关系 2.2 合理控制废电解液中酸锌含量 电解技术条件环环相扣，一变皆变。在一定的电流密度下，必须保持与其相适应并相对稳定的酸、锌 含量。通过大量生产实践的摸索和总结，电流密度与电解废液的酸、锌浓度控制具有一定规律性，即在 一定的新液质量保障和合理的电解液循环以及适当的槽温控制下，电流密度与酸锌比成正比控制，能够有 效地提高电流效率，特别是在增加电流密度的同时，拉大酸锌比控制，加大电解液循环量，阴极锌的含铅量 明显降低，其关系如图2所示。具体的生产实践数据见表1 表1 生产实践数据 电解序号 电解东烈 电流密度A/甘 酸锌含量 循环量(PI一p2)p/L电流效率(%)阴极锌含Pb%??? ??? ??? ? ??? ? ??? ??? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ??? 电锌南列 电锌北列400 (废电解液)『L Zn 43 Zn 48 Zn 44 Zn 48 Zn 43 Zn 45 7 50(实验数据) Zn 44 Zn 43 7- 奶 87.2 84.3 82.1 85.4 86.2 83.7 85.6 81.4 87.6 &3_9 0.0020 0 《刃29 0(幻38 0以Y24 0.0018 0.0025 0.0036 0.0045 0.0017 0 0026 万 循环量P、一几在后文中将提到，代人相应数字啊算出循环量，另外，若新液锌浓度A(135一140g/L),提酸不易，不同 电流密度可相应拉大酸锌比，适当加大循环量;亦可提高酸锌比，以降低阴极锌含量。 根据生产实际和综合因素考虑，新液Zn147 -- 152盯L，废电解液H' 170一180岁L,Zn42一48岁L较为 合理。 2.3 拉制适当槽温 槽温高，氢气超电压减少，增大返溶烧板的可能，降低电流效率，而且电解液酸度越大，电流效率降低 越厉害，阴极含铅量随之增加;槽温过低，溶液电阻增大，一般槽温控制冬季37℃左右，夏季40℃左右 为宜。 2.4 适当增大谈酸A的量 为了减少已进人溶液中的Pb2'，一般加人碳酸W S1C03 )，我厂从2002年碳酸W,单耗1.5叼Zn"t增加 到2.4kg/Zn,t，电解液含P62'从2.4g/L降低到1.2g/L，为降低阴极锌中含铅量提供了优良条件。 2.5 降低电解液中含C1'童，适当控制Mn2十含量 电解液中的氯离子对阴极锌中含铅量影响很大，同时它的存在缩短了阳极寿命。 Pb + 6H'+C103一 Pb 2十+Cl一+3H20 当有MW' 存在时，可抑制Cl_的有害作用。 Mn02 + 4H'+20一二Mn 2++C12+2H20 2002年，我厂从源头对原料严格把关，合理组织上矿调浆液，中间环节检测控制，并对含氯高的渣液 93 中国有色金属学会第二局青年论坛学术会议论文集 进行合理开路。电解液cl一含量从400 - 450mg/L下降到250 - 300mg/L，系统Mnz+离子含量由25留L调整 为15酬L，为全年的0#锌产出率创造了良好的电解条件。 2.6 电解液有良好的循环 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 加大溶液的循环速度，可以消除浓差极比。及时补充锌浓度，它是提高电流密度，拉大酸锌比条件控 制的有力保障，它使电解液保持相对低的温度，从而提高T1t}，降低阴极锌含铅量，公式如下: n-1" gT n. 丫一P,一P2 Q一 电解液循环量L/h q -锌电化当量1.2195g/A"h N— 电解槽数 P,— 电解前液锌浓度 大型生产一般P,一几二 Pz— 电解后液锌浓度 4g/L左右为宜。 3 其它措施 3.1 确保新液质量，杜绝烧板、返溶 (1)加强对焙砂、烟尘、锌氧粉等原料的合理配比，确保浸出工序所需原料成份稳定。 (2)中性浸出严格控制终点PH，保证有足够的Fes.与As3',Sb3*、 W'等杂质共沉淀，确保净化前液 质量。合理调整酸浸终酸控制、单宁沉锗的单宁酸和烤胶加人量，以及中和技术条件，以减少有机分解物 和其它杂质含量。 (3)完善净化工艺条件，根据净化前液杂质成分的浓度变化，及时调整净化温度、锌粉用量、反应时 间等。 (4)加强槽面管理，包括阴阳极短路、断路检查，阴阳极的平、刷 漏电等方面的工作。出现烧板等异常情况时，析出周期视情况缩短。 3.2 降低直流电耗，降低槽电压 直流电耗与槽电压的关系为W = 820V/} ，绝缘缝的检查清理，流量管理，减少 根据式(3)可知，提高电流效率，降低槽电压，能够降低直流电耗。 (3) 虽然槽电压与阴极锌含铅量没有直 接关系，但是生产实践数据表明，槽电压相对降低，阴极锌含铅量也相应随之降低，反之则相反。 图3所示 其关系如 0.009 :::2 ? ?? ? ? ? ? 飞 34 牌电压 〔伏) 圈3 阴极锌含铅t与抽电压的关系 3.2.1取用阴阳极护套 今年我厂下半年阴阳极护套改造工程完毕后，取得了很大的成绩，杜绝了阴阳极短路现象，节约了生 产成本，减轻了劳动强度，电流效率提高了1%一1.5%,}Q'Ef'3}5}}1}1kC J‘。一6UK W h, V 9P TT 于改造前有了进一步的提高，改造后的第一个月0#锌产出率为77.61%a，第二个月为91.67% .一一一‘ . 且一J. . 活 .产 苦护口日 J汗 口 月 夕目 气殊 兰决 师 牛班压 未卜场全1比 ! 1、~几竺， n皿份产出率相对 3.2.2缩短清阳极泥周期 阳极泥的清理周期(X)对槽电压影响如式(4)所示 V二3.341+ 0.059X 公式(4)说明，阳极泥清理周期越短(天)，槽电压越低。我厂因原料中含氯高 (4) ，所以需控制相对Mn2十 提高电锌质童的探索与实践 的量，相应的阳极泥多，清槽周期由原来的22d缩短为ild,槽电压从3.42V降低到3.31V 3.2.3分时负荷 由于工业限电，我们采取了错锋用电的措施，电流密度白天400A/m2，晚上530A/廿，生产实践证明，错 锋用电符合生产实际，有利于电解条件控制，能够有效地提高电流效率，降低直流电耗，降低阴极锌中含 铅量。 3.2.4合理使用明胶量 电解为了得到致密光滑的析出锌，提高氢的超电压，可适量加人明胶。但加人过多，会使阴极锌发脆， 电积液电阻增大，槽电压增高。我厂氧化制液系统的酸浸后液中所加骨胶、单宁沉锗所用单宁酸、烤胶与 明胶性质相似，故氧化溶液在电积时，电阻较大。我厂采取了氧、硫新液合理搭配使用，并相应减少明胶的 加入量等措旅.取得了很好的效果。明胶用量由0.5kg/Zn"t下降到0.2kg/Zn"t，电耗降低了20kWh/Zn" to 4 结语 提高电锌质量与提高电流效率、降低直流电耗等方面关系密切，在优化技术控制采取措施的同时，还 需要加强全面管理工作。 〔参考文献〕 [1]彭根芳，锌电积直流电耗的实证分析与优化探讨【11 [2〕李 敦，张显忠.提高锌电积电流密度的研究【J7 [31徐鑫坤 魏 秘 锌冶金学tM].昆明;云南科技出版社，1996