锌电积锌片含铅研究

肖常玲

（赤峰中色锌业有限公司，内蒙古赤峰 024000）

锌电积锌片含铅研究

肖常玲

（赤峰中色锌业有限公司，内蒙古赤峰 024000）

为提高锌锭质量,对电积锌片含铅进行了研究,通过对锌电积过程的分析，分析了锌片中铅的来源,以及造成锌片含铅高的主要因素,论述了降低锌片中含铅的措施。

锌电积；阳极泥；含固量；溶度积；类质同晶

目前,锌主要用于镀锌和压铸合金等，由于压铸合金等行业迅速发展,市场对零号锌的需求逐年增加,对锌锭中的杂质铅的含量也要求更加严格。不同质量锌锭价差的增加,将会使高品质的锌锭获取更大的利润。锌电积析出锌质量受多种因素及控制条件的影响，铅是影响电锌质量的最主要杂质,由锌电积过程中铅的平衡可知,溶液中铅离子有76.4%进入到阴极，其中大约有70%来自铅—银材质的阳极。因此,防止电解液中铅离子进入阴极和减少阳极铅的溶出,便成为提高电锌质量的主攻方向。

1 锌片中铅的来源

对溶液中的铅进入锌的机理进行研究发现,其主要是溶解在循环液中的铅离子在阴极上析出和从阳极表面脱离的PbO2粒子在阴极锌中的机械夹杂。悬浮于电解液中的PbO2微粒物在电解过程中，吸附H+而带正电荷，随着电解液的定向流动，粘附于阴极上，一部分被析出的锌包裹，一部分被还原成铅离子而后在阳极上析出。从工艺操作来看，阴阳极板的变形、电积过程、阴极上形成树枝状锌结晶及电解槽底阳极泥过厚等原因，造成阴极板短路，使阳极上的铅进入锌片中，同时也使阳极表面的保护层遭到破坏，铅溶入电解液在阴极析出，导致锌片含铅升高。

1.1 阴阳极板的变化对锌片含锌的影响

阴阳极板的变形、阴极安装不正确、电解过程中锌片表面产生的树枝状结晶等工艺技术和操作管理等方面的原因,都可能造成阴极板短路,损坏极板,使阴极锌片含铅增高。

1.2 电解液中悬浮物与锌片含铅的关系

为查找锌片含铅高的原因,试验取电积循环液、废电解液进行分析,分析结果见表1。

表1 锌电积过程各种溶液含铅分析结果

由表1分析结果可见,所有电解液通过液固分离,将溶液中的悬浮物过滤脱除后，滤液含铅明显降低。这说明电解液中铅由不溶铅(悬浮物)和可溶铅组成，进入析出锌中铅不完全来源于溶液中的铅离子放电,也可能是从阳极表面脱落的PbO2粒子在阴极锌中的机械夹杂。

为了进一步考察电解液中悬浮物与锌片含铅的关系,对锌电解液中含固量进行测定,通过测定明显可以看出,循环液中含固量与液含铅成正比关系,含固量高时循环液变得浑浊，液含铅高,随着循环液含固量降低,液含铅也随之降低。这说明降低循环液含固量可降低锌片含铅。

1.3 电解液中锰离子浓度对锌片含铅的影响

电解液锰含量应该控制在3～5 g/L较合理，过高或过低都会对锌片含铅造成很大影响。锰离子过高时,阳极泥量增加,电解液浑浊,使阳极泥机械夹带于阴极锌中的量增多,从而造成锌片含铅升高;锰离子过低时,阳极保护膜将会脱落,氯离子对阳极的腐蚀加剧,导致锌片含铅量升高。

1.4 电解液中氯离子对锌片含铅的影响

一般锌阴极中的铅含量随电解液中的氯含量增加而升高，因此电解液中氯含量应控制在30～50 mg/L以下。但当电解液Mn/Cl浓度比大于或等于3～3.5时,即使电解液中含氯离子达到350～1 000 mg/L,对锌片含铅影响也不大。因此有条件的情况下,尽量降低溶液中的氯离子含量。当氯离子含量增高时,必须提高锰离子的含量。

2 降低锌片中含铅的措施

2.1 降低循环液中不溶铅(悬浮物)的措施

根据生产实践,废液中锰含量过高时,阳极泥量较大,循环液中悬浮物较大,溶液浑浊；废液中锰含量过低时，阳极板上的阳极泥脱落，循环液中的阳极泥含量增高，废液也较浑浊。因此降低循环液中悬浮物的含量,是降低铅的重要措施之一。

降低循环液流量,可使循环液中的含固量得到一定程度的降低,但澄清效果有限。通过加强槽上管理,延长清理阳极周期，均匀分散更换阳极,也可以一定程度降低循环液中的含固量,但效果有限,无法彻底解决问题。从工业试验运行效果来看,循环液过滤后较不过滤的锌片含铅低,为此采取压滤机过滤循环液,改善循环液含固量,降低循环液中不溶铅的含量,是降低锌片含铅,保证产品质量稳定的重要措施之一。

2.2 降低循环液中可溶铅的措施

循环液中的铅离子主要是由新液和铅—银阳极带来的。新液中的铅离子跟溶液中的氯离子和硫酸铅的溶度积有关。这些铅离子大部分在循环液中变为不溶的硫酸铅沉淀。循环液中的铅主要是未镀膜的新阳极和电积过程中极板“短路”使阳极上的铅进入溶液中,可以通过新阳极镀膜和加强槽上管理来降低可溶铅。

为了减少电积液中的铅离子在阴极上析出，可向循环液中加入碳酸锶，使其在酸性溶液中转变成溶解度更小的硫酸锶,与硫酸铅晶格大小相近,形成类质同晶共同沉淀，从而降低循环液中的铅离子含量。

2.3 降低锌片中机械夹带的铅

锌片在出槽、剥锌过程中,可能造成阳极泥、锌粒子等含铅高物质混入夹带到锌片中,污染锌片,要求剥锌场地保持清洁,加强水洗,将锌粒子及带有阳极泥的部分锌片敲掉等,也是降低锌锭含铅的主要措施之一。

3 结论

通过上述对锌电积锌片含铅的研究可以得到以下结论：1)加强槽上管理，阴阳极板规范平整和安装,杜绝阴阳极板“短路”现象，是保证锌片质量的必备条件。2)降低循环液中悬浮物的含量,是从源头降低铅对锌片的影响。3)合理控制溶液中的锰、氯离子含量,是降低锌片含铅的重要保证。

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Research on Lead Content of Zinc Electrowinning Sheet

XIAO Changling

(Chifeng NFC Zinc Co.,Ltd.,Chifeng,Neimenggu 024000,China)

In order to improve quality of zinc ingot,the paper makes a research on lead content of electrowinning zinc sheet, analyzes lead source in zinc sheet in period of zinc electrowinning and main factors accounting for high lead content,and discusses measures of reducing lead content in zinc sheet.

zinc electrowinning;anode slime;solid content;solubility product;isomorphism

TF813

B

1004-4345(2014)05-0036-02

2014-08-27

肖常玲(1974—),女,工程师,主要从事有色金属冶炼技术工作。