电解锌含铅高的原因分析及对策措施

韩海燕

（丹霞冶炼厂，广东 韶关 512325）

电解锌含铅高的原因分析及对策措施

韩海燕

（丹霞冶炼厂，广东 韶关 512325）

为提高锌锭质量，对电解锌含铅进行了研究，分析了电解锌中铅的来源，以及导致电解锌中含铅高的主要因素，提出了降低电解锌含铅的措施。

电解锌；含铅量；阳极板；锰离子

工厂采用锌氧压浸出工艺并综合回收镓锗等稀贵金属的锌冶炼工艺，主工艺系统包括磨矿、氧压浸出、硫回收、中和置换、除铁、铁渣过滤、净化、锌电积、熔铸等。工厂采用3.2㎡大极板全自动剥锌机组等关键设备，实现了高度的自动化、信息化控制。

金属杂质离子是影响锌离子在阴极放电的主要因素之一。在锌电积过程中，当电解液中的杂质离子浓度达到一定程度时，随着电解时间的延长，直接影响阴极锌的质量。要提高阴极锌的质量，必须加强电解液的净化，降低溶液杂质的含量。

工厂锌锭质量一直较稳定，但2014年0#品级率下降，出现了部分1#锌，甚至是2#锌。出现1#和2#锌的主要原因是电解锌中杂质铅超标造成的。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。因此，为提高锌锭质量，主要从降低电解锌的含铅量入手。

1 电解液中含铅高的原因分析

电解液中的铅主要来自Pb-Ag合金阳极板及微量来自原料中的铅被溶解为硫酸铅进入硫酸锌溶液中。

（1）阳极板工作状态分析。工厂从2013年到2014年，阳极板每月更换数量大大增加。如图1所示。

图1 阳极板更换数量

由于阳极板未及时定期更换或损坏较多，阳极的保护工作不到位均可使电解液中Pb离子增加。新上槽的阳极板镀膜效果不好或未及时镀膜，短期内大量更换新板，导致系统中铅含量升高。

（2）电解液酸、锌含量、新液含锌分析。电解过程中，电解液中锌、酸含量与析出锌状态及电解液中含铅量有着直接关系。

从图2中可看出，电解液中酸、锌含量升高，析出锌的含铅量也随着升高。

在锌电积过程中，由于极化产生氢的超电压，氢的超电压越大，越有利于锌的析出。随着电解液中酸、锌含量的升高，氢的超电压逐渐降低，氢越容易在阴极放电析出。随着氢气的析出，阴极锌容易变得疏松，甚至成海绵状，越有利于铅等杂质带入锌片，导致阴极锌的化学质量下降。同时，随着酸度的升高，对阳极的腐蚀加剧，也造成阴极锌含铅的升高。

图2 电解液酸、锌含量与电锌铅含量的关系

在实际生产中，新液含锌较高，会相应造成电解过程酸含量的不断上升。从图3可看出，新液含锌量在不断升高。为了保证适当酸锌比控制，只有提高溶液的锌含量，由此往复循环使电解液含酸进一步升高。

图3 新液含锌

因此，合理控制新液含锌、稳定控制电解液含酸、锌，对阴极锌的化学质量有很大影响。

（3）系统溶液中锰含量的分析。从图4中看出，电解液中锰含量的下降对锌锭中的铅含量影响显著。当发现锰的下降趋势后开始向系统内大量补锰，电解液中锰含量很快上升，但电锌的含铅量并没有及时好转。从锰贫化率数据分析来看，可能电解槽内产生了大量阳极泥，按正常掏槽速度进行不能将阳极泥从系统内及时排出，需及时调整掏槽速度。

（4）电解液中氯含量的分析。从图5可看出，电解系统内Cl-含量大幅降低，已经在很大程度上减少了Cl-对阳极的腐蚀。

（5）电流密度的分析。电流密度的合理控制也会对电锌的铅含量有一定影响。Pb离子按极限电流密度析出，当电流密度增加时，同时间内析出铅量不变，而析出锌量增加，相对铅含量下降。从图6可看出，电流密度、电流效率和析出锌中含铅量有一定的线性关系。

TF111

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1671-3818（2016）04-0004-02