【正文】 結(jié)合電位 pH圖在熱力學上說明銅鎘鈷鎳置換脫除的難易程度；為什么鈷的脫除較為困難 ？ 如何提高鋅置換除鈷的效果 ？除了鋅置換之外還有哪些除鈷方法 ？ 為什么在銻鹽凈化時溫度先低后高 ， 而砷鹽凈化法的溫度是先高后低呢 ？ 氯離子對濕法煉鋅有哪些危害 ？ 有哪些常見的脫出方法 ？ 氟超標時如何脫除 ？ （ 1） 電沉積基本原理 工藝簡述 經(jīng)過凈化得到的溶液 －新液與電解貧液混合后 ， 通過不溶陽極電解的方法從中提取鋅 。 陰極上析出的鋅每隔一個周期 (一般為 24小時 )取出 ， 將鋅片剝下來送溶鑄車間鑄成錠 。 而且會升高陽極電位 。 ? 對于陽極電位來說 ， ， 在實際電解過程中還存在著過電位問題 。 （ 3） 電沉積基本原理 陰極反應(yīng) 氫優(yōu)先 （ 3） 電沉積基本原理 陰極反應(yīng) ? 鋅和氫在陰極析出過程中的 PK 電解液中雜質(zhì)元素的含量很低時 ， 陰極放電的離子只能是Zn2+和 H+。 鋅想辦法創(chuàng)造條件 找對方弱點 （ 3）電沉積基本原理 陰極反應(yīng) 鋅想辦法創(chuàng)造條件 找對方敵人 （ 3） 電沉積基本原理 陰極反應(yīng) 鋅想辦法創(chuàng)造條件 成功超越 （ 3） 電沉積基本原理 陰極反應(yīng) 由于 EZn實 EH實 ， 所以陰極反應(yīng)主要為 Zn2+的放電 。 D－ 擴散系數(shù) ， m2/s。求 Dd和電鋅中銅的質(zhì)量分數(shù) 。 (2)電解液的循環(huán)與冷卻： 電積廢液 /新液 =525/1；冷卻方式； (3)槽面管理與技術(shù)控制： 鋅酸濃度測定與控制：密度計，循環(huán)流量控制； 添加劑的添加：動物膠 (80℃ 以上熱水化開均勻加入 )，碳酸鍶 (水漿化后均勻加入 )，吐酒石 (出槽前加入，) （ 2） 電沉積實踐 操作及技術(shù)指標 ?電解液成分 ： 通常電解液含 Zn50~60g/l， 含 H2SO4為 100~ 130g/l。生產(chǎn)中要力求降低這些無用的電壓降。銅的來源是凈液跑濾 、 銅導頭和其它銅物料溶解所致 。 一般電解液中銅 、 鈷 、 鎳的含量小于 、 3~5mg/l和 1mg/l。 其來源是鋅精礦和氧化鋅煙塵 。 （ 2） 電沉積實踐 操作及技術(shù)指標 ? 電解液溫度： 電解液的 溫度高 ， 則氫的超電位下降 ， 因而也 降低了電流效率 。 ? 析出鋅周期： 析出周期過長 ， 陰極表面粗糙不平整直至長疙瘩 ， 甚至使陰陽極相互接觸 ， 造成短路 ， 電流效率也會下降 。 所以鉛含量是電鋅化學質(zhì)量的關(guān)鍵 。 因而形成極不易溶解的混晶沉于槽底 。 其原理是： K(SbO)C4H4O6 + H2SO4 + 2H2O = Sb(OH)3 + H2C4H4O6 + KHSO4 反應(yīng)生成的 Sb(OH)3為一種冷膠性質(zhì)的膠體，它在酸性硫酸鋅溶液中帶正電性，于是移向陰極，并堅固粘在鋁板表面形成薄膜，為易于剝鋅創(chuàng)造了條件。 缺點是比較昂貴 。 碳酸鍶 (SrCO3)在電解液中形成硫酸鍶 。 （ 2） 電沉積實踐 操作及技術(shù)指標 ?動物膠： 據(jù)析出鋅的表面狀況及時調(diào)整加入量 ， 用較高溫度的熱水 (＞ 80℃ )化為均勻溶液后均勻不斷地加入混合分配槽 ． 隨之均勻送入電解槽 。 電解過程是放熱過程 ， 因此工業(yè)上要對電解液進行冷卻 。 Fe會在陽極氧化為Fe3+， 陰極上還原為 Fe2+， 允許鐵含量為 2~5mg/l。 這些雜質(zhì)的危害主要有：析出 鋅呈球苞狀 、 條紋狀和疏松狀態(tài) ， 也產(chǎn)生有毒的 AsH3和 SbH3， 顯著降低電流效率 。 膠的加入可減輕其危害 。 提高溫度和酸度可使 ρ降低，但同時電流效率也會下降，所以應(yīng)綜合考慮。 η =實際析出鋅量／理論析出鋅量 100％ 實際生產(chǎn)中 H+和雜質(zhì)元素的放電析出 、 鋅的二次化學反應(yīng)：Zn + 1/2O2 = ZnO， ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O和短路 、漏電等原因 ， 析出的鋅量總是小于理論上計算的析出鋅量 。 （ 4） 電沉積基本原理 雜質(zhì)在陰極的析出 從而可以求得電鋅中銅的含量 Wt%Cu： 同樣可以求出其它雜質(zhì)在電鋅中的含量 。 而每秒鐘所帶的電量 I = nFJ (A) n為雜質(zhì)價態(tài)數(shù) 雜質(zhì)析出電流密度 （ 4） 電沉積基本原理 雜質(zhì)在陰極的析出 ? 極限電流密度 Dd的計算： 當 DK足夠大時 ， 電極反應(yīng)速度足夠快 ， 意味著達到電極表面的離子立即反應(yīng)并消耗掉 ， 因此可以認為 CC≈0。 當溶液中雜質(zhì)濃度低到一定程度時 ， 決定析出速度的因素不是析出電位 ， 而是雜質(zhì)擴散到陰極表面的速度 , 這時析出速度等于擴散速度 。 但實際上由于氫離子在金屬電極上有很高的超電位 ， 而鋅離子的過電位很小 ， 所以鋅電解的陰極過程主要是 Zn2+的放電 。 （ 2） 電沉積基本原理 陽極反應(yīng) ? ? 在正常電解時 ， 陽極電位達到 ~ ， 所以陽極表面主要覆蓋物應(yīng)為 PbO2， 電解過程中 陽極反應(yīng)主要是分解水放出氧氣 。 （ 2） 電沉積基本原理 陽極反應(yīng) ? 2）二價鉛（ Pb2 + ）的氧化 ?當 電位超過 ， 溶液中的 Pb2+和 PbSO4也會氧化成 PbO2。 （ 1） 電沉積基本原理 工藝簡述 （ 2） 電沉積基本原理 陽極反應(yīng) ? 正常電解時陽極反應(yīng) 2H2O － 4e = O2 + 4H+ E= 1）金屬鉛的氧化 ? Pb 2e = Pb2+ E= ? Pb 2e+ SO42 = PbSO4 E= 電位更負 ， 更易溶解 。 總反應(yīng) ： 隨著電解的進行 ， 電解液中 Zn2+含量不斷減少 ， 硫酸濃度不斷增大 。 ? 氯化亞銅脫氯的原理： Cu2+ + 2Cl + Cu = Cu2Cl2↓ 除氯條件： T 55℃ ；銅渣用量： 10~14g/l 一般利用兩段凈液除銅鎘時得到的銅渣或提取鎘后 的 銅渣 除氯 。 氟氯脫除 （ 2）氟氯 脫除 氯離子的脫除方法 除氯的方法有多膛爐焙燒法 、 硫酸銀法 、 氯化亞銅法 、 萃取法和離子交換法 。 如腐蝕電極 、 污染電解車間環(huán)境降低電鋅質(zhì)量和使剝鋅困難等 。 (3) 凈化過程中 Sb2O3易分解 ， 沒有劇毒氣體產(chǎn)生； (4) 銻鹽的活性比較大 ， 用量比較少 。 溫度過低 ， 反應(yīng)速度慢 ， 溫度過高黃藥會受熱分解； ? pH值應(yīng)控制在 ~。 ? 第二步 ：在 90℃ 的高溫下 ， 以 3 g/l 的鋅粉量和~， 加入鋅粉和 Sb2O3除鈷 ， 使鈷含量小于 。 鈷的脫除 （ 3） 鈷的脫除 銻鹽凈化法 (1) CoSb的電勢比 Co2+ / Co高 200mv，因此，提高了鋅粉置換除銘的熱力學推動力，有利于反應(yīng)過程進行。 ? 加入砷鹽后 ， As3+也在 CuZnCo微電池上還原 ， 形成穩(wěn)定的 AsCuCo(Zn)合金從而使 Co2+降到電解合格的程度 。加入 Pb、 A s也可得到很好的類似結(jié)果。 鈷的脫除 （ 1） 鈷的脫除 難除的原因 (1) 在 25 ℃ ， Zn濃度從 170g/l 降到 100g/l 時其析出電位由 ； Co濃度由 ，約等于上述濃度下 Zn析出電位，因此難于置換脫除。 中浸液中 鋅的含量 以 150~180g/l為宜；高了鋅離子產(chǎn)物擴散慢 ， 低了鋅置換氫氣加大鋅粉消耗； 酸度 高了增加鋅粉消耗和鎘的返溶；當鋅粉用量為理論量的 3倍時 ， 為保證置換后銅鎘合格 ， pH應(yīng)該大于 3； 若優(yōu)先置換銅保留鎘 ， 應(yīng)酸化到含 ~。 加入量為理論量的 3~6倍 （ 防鎘返溶 ， 對銅來說 ~ ） 。 VEE ZnZnZn 202 ???? ?? ? 2222 ????? ???? ZnZnCoCoCdCdCuCu EEEE 鋅粉置換除銅鎘 （ 2） 鋅粉置換除銅鎘 脫除極限 表 315 鋅置換凈液時不同鋅濃度的平衡電位及除雜限度 可見鋅粉置換可使這 4種離子除至合格程度。 所 以要控制在較高的 pH條件下進 行 (通常為 3~5)。 ? 第 3類： F、 Cl、 Ca和 Mg。 (2)中浸渣回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)原理 復合鋅化合物初步還原 (2)中浸渣回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)原理 簡單鋅化合物進一步還原成金屬 (2)中浸渣回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)原理 復合鋅化合物一步還原成金屬 (2)中浸渣回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)原理 鉛化合物還原