【正文】 產(chǎn)生“放炮”現(xiàn)象，給工人操作帶來不便。對廠房和設備也應采取防腐措施，以延長其使用壽命。5．4．5　鋅電積過程的故障及處理1）鋅燒板的原因及處理在電解過程中，陰極析出的金屬鋅因生產(chǎn)故障或生產(chǎn)技術條件控制不當而重新溶解的現(xiàn)象稱之為燒板。在鋅電積時，由于操作不細，造成銅導電接頭的污染物掉入槽內，或添加酒石酸銻鉀過量，使個別槽內的電解液含銅、銻升高造成燒板；另外，由于循環(huán)液進入量過小，槽溫升高，使槽內電解液含鋅過低，硫酸含量過高，均會產(chǎn)生陰極返溶。處理辦法是加大循環(huán)量，將含雜質高的溶液更換出來，這樣可降低槽溫，提高槽內鋅含量、減少返液。特別嚴重時還需要立即更換槽內的全部極板。2）普遍燒板普遍燒板多是由于供應的新液含雜質超過允許含量，應立即加強凈化液的分析和操作，以提高凈化液質量，嚴重時還需檢查原料，強化浸出操作，加強凈化水解除雜質，適當增加浸出液加鐵量等。同時應適當調整電解條件，如加大循環(huán)量、降低槽溫和溶液酸度（即提高含鋅量）也可起到一定的緩解作用。3）電解槽突然停電突然停電一般多屬事故停電。若短時間內能夠恢復，且設備（泵）還可以運轉時，應向槽內加大新液量，以降低酸度減少陰極鋅溶解。若短時間內不能恢復，應組織力量盡快將電解槽內的陰極全部取出，使其處于停產(chǎn)狀態(tài)。特別要注意的是，停電后，電解廠房內嚴禁明火，防止電解槽面析出的氫氣爆炸與著火。另一種情況是低壓停電（即運轉設備停電），首先應降低電解槽電流，電解液可用備用電源進行循環(huán)；若長時間不能恢復生產(chǎn)時，還需從槽內取出部分陰極板，以防因其他崗位缺電，供不上新液而停產(chǎn)。4）電解液停止循環(huán)電解液停止循環(huán)即對電解槽停止供液，這必然會造成電解溫度和酸度升高，雜質危害加劇，惡化現(xiàn)場條件，電流效率降低并影響析出鋅質量。停止循環(huán)的可能原因：一是由于供液系統(tǒng)設備出故障或需臨時檢修泵和供、排液溜槽；二是低壓電停電；三是新液供不應求或廢電解液排不出去。這些多屬計劃內的原因，事前應加大循環(huán)量，提高電解液含鋅量，降低電解槽供電電流，適當降低電流密度，以適應停止循環(huán)的需要，但持續(xù)時間不能過長。5）電解槽嚴重漏液正常生產(chǎn)過程中，當個別電解槽發(fā)生嚴重漏液時，應對漏液電解槽所在的一組電解槽進行橫電（短路），以便對漏液電解槽進行適當?shù)奶幚?。首先用鋼絲刷子擦亮窄路導電板和寬型導電板的接觸面，將短路導電板預先排列好，用吊具吊到該槽組的兩端，短路導電板與槽間導電板之間須墊絕緣磁磚。通知整流所停電，確認停電后，取出漏液電解槽全部陰極板，分別將兩段短路導電板以及短路導電板與寬型槽間導電板卡緊，使該槽組短路，完成以上工作后通知整流所提升電流。拔出放液鉛塞，對漏點進行處理，處理完畢后塞好鉛塞，加滿電解液后通知整流所停電，確認停電后，拆除橫電板，補齊槽內陰極板，確認導電后，通知整流所逐步將電流升到額定值。５．５ 鋅電解生產(chǎn)的主要技術條件與指標分析5．5．1　電鋅質量電鋅質量主要是指析出鋅的化學成分。在生產(chǎn)實踐中，為了降低析出鋅雜質含量，提高電鋅等級，除加強溶液的凈化操作外，還應采取下列措施：（1）降低電鋅含銅　主要從兩方面著手，一是嚴格要求新液含銅小于0．5mg／L；二是加強電解槽上操作，杜絕含銅物料進入電解槽中污染電解液。（2）降低電鋅含鉛　其措施一是使電解液含錳離子保持在3～5g／L；其二是將槽溫控制在35～40℃；其三是適當加入碳酸鍶。另外，還要嚴格執(zhí)行掏槽制度和陰、陽極的平整制度。（3）降低電鋅含鐵　主要是嚴格控制熔鑄工序操作，盡量避免使用鐵制工具；嚴格控制熔鑄溫度不超過500℃；嚴格操作和管理，杜絕鐵質工具和機件掉入熔爐內。5．5．2　電流密度與電流效率1）電流密度在鋅電積過程中，電流密度（面積電流）的正確選擇對電鋅產(chǎn)品質量和電能消耗有重要意義。世界各鋅廠采用的電流密度差異較大，波動在200～1100Ａ／m2之間。在相同條件（酸度、溫度、極距）下，電流密度每增加100Ａ／m2，由于溶液電阻增大使電壓損失增加0．17V（占5．3%）。故20世紀70年代以來建設的電鋅廠，所采用的電流密度波動范圍大大縮小，一般為300～700Ａ／m2。另一方面因電力公司供電采用電網(wǎng)峰谷負荷不同時段不同電價，因此有些工廠在低谷負荷時段采用高電流密度生產(chǎn)，而在高峰負荷時段采用低電流密度生產(chǎn)，以節(jié)約成本。2）電流效率電流效率是指實際產(chǎn)出鋅量與理論析出量相比的百分數(shù)，用以下公式表示：η＝m/ｑＩｔN100%式中　η———電流效率，%；m———析出鋅實際產(chǎn)量，g；ｑ———電化當量，1．2202g／（Ａｈ）；Ｉ———電流，Ａ；ｔ———電解時間，ｈ；N———電解槽數(shù)目。電流效率是電積鋅生產(chǎn)的一項重要技術經(jīng)濟指標，一般為85%～94%。影響電流效率的因素很多。（1）電解液中鋅酸含量　隨著電解液中鋅含量的降低，相應地含酸量增多，從而引起鋅的電流效率下降。（2）陰極電流密度的影響　隨著電流密度的增加，氫的超電壓增大，一般來說對提高電流效率是有利的。但一定要有相應的電解液成分和較低的溫度條件相配合，否則電流效率不但不能提高，反而會下降。（3）電解液溫度的影響　在一定酸度下，電流效率隨溫度的升高而下降。這是因為氫的超電壓隨溫度的升高而減小，雜質引起的燒板及鋅的返溶隨溫度的升高而加劇所致。因此鋅電積必須有冷卻措施，保證電積過程中對電解液溫度的技術要求。（4）電解液純度的影響　如前所述，比鋅更正電性的金屬雜質，如鐵、鎳、鈷、銅、砷、銻和鍺的存在，大都引起燒板、鋅返溶或因陰、陽極之間發(fā)生氧化－還原類反應而降低電流效率。故應嚴格控制凈化液質量，提高凈化深度。（5）陰極表面狀態(tài)的影響　如果陰極析出鋅表面粗糙或呈樹枝狀就會增大陰極面積，使氫的超電壓下降，會降低電流效率。有時還會出現(xiàn)接觸短路。向電解液中加入適量的質量好的膠有利于改善析出鋅表面狀況，提高電流效率。（6）電積周期的影響　電流效率隨著析出時間的延長而降低，這與析出狀況有關。但時間太短，出裝槽頻繁，勞動量大，陰極板消耗增加。一般析出周期為24ｈ。綜上所述，為提高電流效率應創(chuàng)造下列條件：不斷提高電解液純度；合理選擇并控制好電解液鋅、酸含量，合理的電流密度和析出周期；維持較低的電解溫度；適當加入膠；減少漏電，做到絕緣好；保持現(xiàn)場干燥清潔；加強操作，及時處理接觸短路。5．5．3　槽電壓與電能消耗（1）槽電壓　是指電解槽內相鄰陰、陽極之間的電壓降，可直接用直流電壓表測出。在生產(chǎn)上，通常用電源總電壓除以串聯(lián)總槽數(shù)所得的商來表示。槽電壓變化在3．2～3．6V之間。槽電壓是由硫酸鋅的分解電壓、克服電解液電阻的電壓降、陽極電壓降、陰極電壓降、陽極泥電阻的電壓降等五項組成。硫酸鋅的分解電壓占槽電壓的78．30%，電解液的電壓降占12．13%。電極極化主要由電極表面上離子濃度改變所致，因此在設備條件一定的情況下對槽電壓大小有決定性影響的因素就是極間距離、電流密度、電解液的酸度和溫度、導體接頭情況以及其他因素，縮短極距能夠大大降低槽電壓，從而減少電能消耗，但極距過小對操作不利，還易發(fā)生短路。如某廠電解槽內的極間距離為75mm。（2）電能消耗　是指每生產(chǎn)1ｔ析出鋅所消耗的電能，單位為KWh／t。它是電積生產(chǎn)中一個重要的技術經(jīng)濟指標。5．6　陰極鋅熔鑄電解沉積析出的陰極鋅片雖然化學成分已達標，但大塊薄片及其表面狀態(tài)不宜作為商品運輸和儲存。因此，陰極鋅片要進行熔化鑄錠才可作為成品出廠。熔鋅所用設備主要有反射爐及感應電爐兩種，由于感應電爐不用燃料，爐內鋅氧化少，鋅直收率高，因而被廣泛采用。5．6．1　陰極鋅熔鑄的生產(chǎn)過程陰極鋅熔鑄過程是在熔化設備中將陰極鋅片加熱熔化成鋅液，加入少量氯化銨（NH4CL），攪拌，扒出浮渣，鋅液鑄成鋅錠。主要操作在于合理使用感應電爐。1）熔鋅工頻感應電爐的開停爐熔鋅工頻感應電爐開爐有固體開爐和液體開爐兩種方法。前者準備工作簡單，但可靠性差；后者開爐準備工作復雜，但開爐可靠。開爐前的準備工作：①備齊正常生產(chǎn)時所需用的一切工具；②全面檢查設備是否完整適用，特別要重點檢查電氣設備的安全；③烘爐前應將爐子打掃干凈；④在熔池內鋪1～2層鋅錠與鋅環(huán)接觸，構成閉合回路，以擴大鋅環(huán)的散熱面積和盡可能減小變壓器與爐膛的溫度差；⑤烘爐前除加料口外，應做好爐門的密封工作，以防散熱過多。烘爐和開爐：新筑電爐自然干燥35ｄ，用串聯(lián)或并聯(lián)交替聯(lián)接的方法在熔池內設置電熱器，升溫保持300℃以下加熱烘烤10～13ｄ，在此期間，爐子變壓器是低壓送電。要求變壓器室溫度與爐體溫度保持平衡。電熱烘爐13ｄ待鋅環(huán)溫度到300℃時再撤走爐內電熱器，用爐子變壓器升溫直至鋅環(huán)的熔點。當鋅環(huán)開始熔化則立即將過熱鋅液傾入爐內并轉入高功率電壓級，隨溫度升高，逐步加入陰極鋅片，將爐子熔池灌滿，開爐即告結束。開爐注意事項：根據(jù)國外電爐生產(chǎn)經(jīng)驗，升溫速度為1．5～2℃／ｈ。我國電爐生產(chǎn)實踐表明，升溫速度可為5～15℃／ｈ。升溫要平緩，不能波動太大。往往由于爐溫時高時低，因爐襯的膨脹系數(shù)不同，容易造成爐壁裂縫和鋅環(huán)斷裂，尤其是在100～300℃之間，即鋅環(huán)熔化前要特別注意鋅環(huán)的升溫。當熔溝接近419．58℃時，若發(fā)現(xiàn)電流表上的指針頻繁擺動，應立即將過熱鋅液傾入爐內，并相對提高功率電壓級送電。視溫度變化情況逐步加入小批量陰極鋅片，直到裝滿爐膛為止。電壓繼續(xù)上升，即可轉入低能力生產(chǎn)。在接到臨時停爐通知時，首先將爐內溫度盡可能提高，新爐可維持1ｈ，舊爐可維持40min。當恢復送電時，應先從較低電壓逐漸提高，防止二次線圈電路切斷或熔溝崩裂。若停電時間較長，首先應盡可能將熔池內的鋅液鑄錠，之后封堵各進、出料口，保溫。如要停爐大修，則需把鋅液全部放出。2）正常操作當開爐完畢轉入正常操作后方可進料熔化。首先將陰極鋅片吊運到加料口平臺上，預熱除去水分。每8～15min均勻加入一垛約70mm厚的陰極鋅片，以保持爐溫與熔池鋅液面的穩(wěn)定。陰極鋅在電爐熔池內熔化過程中會形成浮渣。浮渣為氧化鋅與鋅液的混合物，為使鋅液從浮渣中分離出來，降低浮渣率，提高鋅直收率，在攪拌時加入適量的氯化銨。根據(jù)陰極鋅片的質量及爐內渣層的厚度等情況，每隔2ｈ左右進行一次攪拌扒渣。扒渣時動作要輕、慢，扒到爐門稍停片刻，以減少隨浮渣帶出來的鋅液。每次扒渣后要在爐內殘留少量（厚1～2Cm）的渣層，以保護鋅液不被氧化。浮渣送出另行處理。鋅液澆鑄機有機械澆鑄和人工澆鑄兩種。機械澆鑄設備有直線澆鑄機和圓盤澆鑄機。5．6．2　感應電爐熔鑄鋅的生產(chǎn)技術條件及其控制1）熔鋅溫度為保證鋅熔鑄過程正常操作，有高的產(chǎn)品質量和較低的浮渣率，應嚴格控制熔鋅溫度。熔鋅爐爐膛溫度愈高熔鋅能力愈大，且排出爐外的煙氣含熱量高，熱效率低，爐溫增高會加劇鋅液氧化，增加浮渣及煙塵量，降低鋅的直收率。為防止鋅液的氧化，爐內應為還原氣氛，保持微正壓，控制合適爐溫，以提高爐子的生產(chǎn)能力和鋅的直收率。一般進料前熔池鋅液溫度控制在500℃左右為宜。2）液面控制加入熔鋅爐的陰極鋅是借助熔融鋅的物理熱而熔化的，因此，熔池內必須保持一定量的鋅液，使陰極鋅浸沒于鋅液中。澆鑄過程中熔池內鋅液面可控制在低于澆鑄口30～100mm。熔鋅爐生產(chǎn)使用一定時間后，要清除粘結在爐壁上的爐結，一般清爐周期為10～20ｄ，每次清爐時間為3～8ｈ。3）熔鑄鋅的直接回收率熔鑄鋅的直接回收率受陰極鋅質量、加料方法、加溫方法和操作情況等因素的影響。對于熔鋅反射爐，由于陰極鋅結構疏松，含水量高，進爐陰極鋅未全部浸沒于鋅液中，直接與火焰接觸，會增加鋅的氧化和浮渣量；如果氯化銨加入不當，攪拌不徹底，扒渣時溫度過低都會造成渣、鋅分離不好，渣帶走鋅量增多，這些因素均會降低鋅直接回收率。熔鋅電爐的直接回收率一般為96%～97．5%。無論采用反射爐還是電爐哪種熔鋅設備都要產(chǎn)生浮渣，這是因為從爐門進入爐內的空氣或燃燒產(chǎn)生的廢氣CO2以及陰極鋅片帶入的少量水分，會使爐內的鋅液氧化生成氧化鋅，生成的氧化鋅以一層薄膜狀包裹一些鋅液滴，形成小粒狀的氧化鋅與金屬鋅的混合物，即為浮渣（其中含鋅80%～85%），浮渣越多，熔鑄時鋅的直收率越低。浮渣的產(chǎn)出率與熔鑄設備、熔鑄溫度、陰極鋅的質量有關。當采用感應電爐熔鑄時，由于不用燃料，爐內鋅的氧化少，因而浮渣的產(chǎn)出率比反射爐低，鋅的直收率高。同時，電爐同反射爐相比能耗較低（一般噸鋅耗電為100～120KＷｈ）、勞動條件好、操作條件易于控制。國內外均用電爐熔鑄代替了反射爐熔鑄。反射爐熔鑄只在一些小廠使用。為了降低浮渣產(chǎn)出率和降低浮渣含鋅，熔鋅時加入氯化銨，它的作用是與浮渣中的氧化鋅發(fā)生如下反應：ZnO＋2NH4CL=ZnCl2＋2NH3↑＋H2O↑生成的ZnCl2熔點低（約318℃），因而破壞了浮渣中的ZnO薄膜，使浮渣顆粒中被夾持的鋅液滴露出新鮮表面而聚合成鋅液。4）質量控制鋅錠產(chǎn)品要求表面光潔，沒有飛邊、毛刺、冷隔層、夾渣、氣孔等缺陷。物理質量的控制主要在于設備的調整和生產(chǎn)操作，影響因素主要有：（1）錠模　錠模型腔的形狀、尺寸和結構不僅決定鋅錠的形狀、尺寸，也決定鑄錠的質量。由于液態(tài)金屬在模內的凝固不完全是自下而上依次進行的，鑄錠的方向性結晶傾向較差，造成鑄錠的縮孔和偏析較大。加之液態(tài)金屬吸附氣體、氧化和對鑄模型腔底部表面的沖擊引起鑄模老化，從而影響鑄錠表面光潔，甚至出現(xiàn)嚴重的“麻點”，錠模上下尺寸不當也會造成嚴重飛邊、毛刺。因此對錠模的結構要合理選擇，錠模材質應具有高的熱導性、小的熱膨脹系數(shù)、較低的彈性模數(shù)和較高的機械性能。為防止金屬與模壁相互作用和粘結，避免金屬的二次氧化和產(chǎn)生氣孔，改善鑄錠表面質量，使用過程中錠模表面應經(jīng)常涂刷涂料并定期清洗。（2）澆鑄和冷卻　燒鑄溫度過高、過低都對物理質量有影響。溫度過高不易冷卻，鑄錠在運動中出現(xiàn)飛邊、毛刺和縮孔；溫度過低容易產(chǎn)生冷隔層和夾渣。冷卻方式尤其是冷卻介質數(shù)量的多少也會影響物理質量。冷卻風量大，鑄錠兩面產(chǎn)生波紋；冷卻風量小，不易冷卻。冷卻水量大，不能霧化，鑄錠產(chǎn)生縮孔；水量小也不易冷卻。（3）錠機運行　錠機運行不平穩(wěn)也會造成表面波紋和飛邊毛刺。28