【正文】 件 找對(duì)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(shí) EH實(shí) ， 所以陰極反應(yīng)主要為 Zn2+的放電 。 ? 雜質(zhì)在陰極上的放電析出 雜質(zhì)的析出不僅影響陰極鋅的結(jié)晶質(zhì)量 ， 還影響陰極鋅的化學(xué)成分 。 當(dāng)溶液中雜質(zhì)濃度低到一定程度時(shí) ， 決定析出速度的因素不是析出電位 ， 而是雜質(zhì)擴(kuò)散到陰極表面的速度 , 這時(shí)析出速度等于擴(kuò)散速度 。 鋅想辦法創(chuàng)造條件 掌握主動(dòng) （ 4） 電沉積基本原理 雜質(zhì)在陰極的析出 ?式中 J－ 擴(kuò)散速度 ， mol/s。 D－ 擴(kuò)散系數(shù) ， m2/s。 S－ 電極表面積 ， m2； CC、 Ci－ 電極表面及溶液本體內(nèi)雜質(zhì)的摩爾濃度 ， mol/m3； δ－ 擴(kuò)散層厚度 ， m。 而每秒鐘所帶的電量 I = nFJ (A) n為雜質(zhì)價(jià)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(jì)算： 當(dāng) DK足夠大時(shí) ， 電極反應(yīng)速度足夠快 ， 意味著達(dá)到電極表面的離子立即反應(yīng)并消耗掉 ， 因此可以認(rèn)為 CC≈0。 于是得到極限電流密度 Dd： Dd = nFDCi / δ （ 4） 電沉積基本原理 雜質(zhì)在陰極的析出 ? 電鋅中雜質(zhì)含量的計(jì)算： 例：已知： D總 =500A/m2， D= 105cm2/s， δ=，MCu： ， 鋅電解液中含銅 ， MZn=， η=92%。求 Dd和電鋅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。 解： Dd = nFDCi / δ = 2 96500 ( 105) () = 104 (A/m2) 由法拉第定律可知 ， 在陰極上析出銅和鋅的摩爾分?jǐn)?shù)分別與各自的電流密度成正比 ， 即 XCu∝ DCu， XZn∝ DZn， 而 DZn ≈D總 ， 所以 XCu/XZn= DCu/DZn= DCu/D總 。 （ 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 。 % 4???????????? ??ZnCuCuZnZnCuCuMDMDMXMXCuWt總% 6 ??? ? （ 5） 電沉積基本原理 槽電壓 （ 5） 電沉積基本原理 槽電壓 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 1） 電沉積實(shí)踐 電積車間及設(shè)備 （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) (1)通電開(kāi)槽與陽(yáng)極鍍膜： 中性開(kāi)槽與酸性開(kāi)槽；酸性低電流 24小時(shí)鍍膜。 (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(cè)定與控制：密度計(jì)，循環(huán)流量控制； 添加劑的添加：動(dòng)物膠 (80℃ 以上熱水化開(kāi)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(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) ?電解液成分 ： 通常電解液含 Zn50~60g/l， 含 H2SO4為 100~ 130g/l。 ? 電流效率 ： 目前實(shí)際生產(chǎn)中的電流效率約為 88~93%。 η =實(shí)際析出鋅量／理論析出鋅量 100％ 實(shí)際生產(chǎn)中 H+和雜質(zhì)元素的放電析出 、 鋅的二次化學(xué)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(jì)算的析出鋅量 。 （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) ? 槽電壓 槽電壓＝硫酸鋅的分解電壓 + 電解液電壓降 + 導(dǎo)電桿、導(dǎo)電板、接觸點(diǎn)等的電壓降。生產(chǎn)中要力求降低這些無(wú)用的電壓降。 電解液電壓降 V = IR = IρL/S = DKρL 其中 ρ為電解液比電阻。 提高溫度和酸度可使 ρ降低，但同時(shí)電流效率也會(huì)下降，所以應(yīng)綜合考慮。 （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) 電解液中的雜質(zhì)含量： ? 銅 、 鈷 、 鎳 ：銅可在陰極析出 ， 加速氫氣析出 ， 降低電流效率；使析出的鋅呈 疏松黑色狀 ， 嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)孔洞 ， 降低電流效率 。銅的來(lái)源是凈液跑濾 、 銅導(dǎo)頭和其它銅物料溶解所致 。 鈷的影響與銅相似 ， 工業(yè)上稱為燒板 ， 產(chǎn)生 小黑點(diǎn)和孔眼 ， 銻會(huì)加劇鈷的燒板 。 膠的加入可減輕其危害 。 鎳的行為也相似 。 一般電解液中銅 、 鈷 、 鎳的含量小于 、 3~5mg/l和 1mg/l。 ? As、 Sb、 Ge、 Se、 Te： 這些雜質(zhì)對(duì)電沉積危害更大 。 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 。 （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) ?電解液中 As、 Sb、 Ge的含量要低于 ， Se和 Te要低于 ~。 其來(lái)源是鋅精礦和氧化鋅煙塵 。 ? Fe、 Cd、 Pb對(duì)電流效率影響不大 。 Fe會(huì)在陽(yáng)極氧化為Fe3+， 陰極上還原為 Fe2+， 允許鐵含量為 2~5mg/l。 Cd和 Pb比 Zn的電位正 ， 因而會(huì)在陰極析出 ， 影響電鋅質(zhì)量 ， 但對(duì)電流效率影響不大 。 （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) ? 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 。 所以要求在較低的溫度 (30~40℃ )下進(jìn)行電解 。 電解過(guò)程是放熱過(guò)程 ， 因此工業(yè)上要對(duì)電解液進(jìn)行冷卻 。 ? 析出鋅狀態(tài)： 析出表面粗糙意味著表面積增加 ， 電流密度下降 ， 也就是降低了氫的超電位 ， 使電流效率下降 。 ? 析出鋅周期： 析出周期過(guò)長(zhǎng) ， 陰極表面粗糙不平整直至長(zhǎng)疙瘩 ， 甚至使陰陽(yáng)極相互接觸 ， 造成短路 ， 電流效率也會(huì)下降 。 工業(yè)上析出周期一般為 24h。 （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) ?動(dòng)物膠： 據(jù)析出鋅的表面狀況及時(shí)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 。 ?碳酸鍶： 電鋅中 Fe、 Cu、 Cd都易達(dá)到要求 ， 唯有鉛不易達(dá)到 。 所以鉛含量是電鋅化學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵 。 電解液中的鉛來(lái)自鉛陽(yáng)極的溶解 。 碳酸鍶 (SrCO3)在電解液中形成硫酸鍶 。 它與硫酸鉛的結(jié)晶晶格幾乎一致 。 因而形成極不易溶解的混晶沉于槽底 。 當(dāng)用量為 ， 電鋅中含鉛可降至 ~%。 缺點(diǎn)是比較昂貴 。 （ 2） 電沉積實(shí)踐 操作及技術(shù)指標(biāo) ? 吐酒石： 鋅電解時(shí)還加一些吐酒石，目的是剝鋅容易。 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(jiān)固粘在鋁板表面形成薄膜，為易于剝鋅創(chuàng)造了條件。 思考題 鋅電解沉積陰陽(yáng)極的材質(zhì)分別是什么 ？ 鋅電解沉積時(shí)陰極發(fā)生的主要反應(yīng)是什么 ？ 陰極主要的副反應(yīng)是什么 ？ 為什么用鋁作陰極而不用不銹鋼作陰極 ？ 鋅電解沉積時(shí)陽(yáng)極的主要反應(yīng)是什么 ？ 鋅陽(yáng)極泥的主要成分是什么 ？ 為什么在電解液中保持一定的錳濃度對(duì)整個(gè)濕法煉鋅過(guò)程都有利 ？ 鋅電解沉積的主要添加劑有哪些 ？ 各起到什么作用 ？ 鋅電解沉積的電流密度大約是多少 ？ 如何實(shí)現(xiàn)電解液的冷卻 ？ Click to edit title style ThemeGallery is a Design Digital Content Contents mall developed by Guild Design Inc. Contents Contents Contents Contents LOGO Add your pany slogan LOGO 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH