最佳温度留住锌——探究电解工业废料回收金属锌的最佳温度

文首都师范大学附属第二中学高三（2）班罗瑜

最佳温度留住锌
——探究电解工业废料回收金属锌的最佳温度

文首都师范大学附属第二中学高三（2）班罗瑜

锌是地球上第四“常见”的金属，在冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域有着重要作用。近年来，随着炼锌技术不断提升，锌原料消耗巨大，锌矿资源越来越少，金属锌面临原料供应短缺的局面，未来将有更多地区可能出现无锌矿可采的情形。有资料分析，全球锌储量静态开采保证年限为24年。

为缓解并从根本上解决这种资源危机，许多大型锌业公司纷纷采用锌废料资源作为锌冶炼的主要原料。其中，钢铁厂含锌烟尘是一种重要的锌再生资源，从中综合回收锌已成为企业和科技工作者关注的重点。

国内对含锌烟尘中回收锌的方法主要是湿法。我在国内对Zn（II）-NH4Cl-H2O体系和Zn（II）-NH3-（NH4）2CO3-H2O体系电沉积锌的基础上，利用氨性溶液易浸出锌及易净化除杂的优点，同时避免Cl-易腐蚀电解设备的缺点，采用从烟尘灰中浸出锌的浸出液Zn（II）-NH3-（NH4）2CO3-H2O作电解液，用镀钛惰性节能电极和铝电极分别作阳极和阴极进行电解实验，重点研究了电解液温度对电解产率及锌层外观的影响。

一、电镀前金属基体的表面准备

本实验采用镀钌钛阳极和铝阴极。

电镀产品的质量检验中，常常发现局部镀层脱落、起泡或出现花斑以及局部无镀层等，究其原因，多数情况下都是由于金属镀前处理不当造成的。

电镀是发生在被镀件与镀液接触面间的电化学反应。为确保电镀层的质量，与镀液接触的被镀零件表面必须是基体材料本身，即镀件表面不含任何污物，也无其他锈蚀产物膜层，同时表面应力求平整光滑。这样才能使基体表面很好地被镀液润湿，镀出的金属才能与平整光滑的表面牢固地结合。可见，电镀前金属基体表面的准备工作很重要。

所以，镀前预处理的工序为打磨（金相砂纸）-水洗-除油-水洗-侵蚀(酸洗)-蒸馏水清洗。

二、测定工作温度（T）对电解产率（ηK）（实际产量与理论产量之比）、沉积锌层外观的影响

固定阴极电流密度为每立方分米2A，磁力搅拌器搅拌速率为850 rpm，均匀搅拌，改变电解液温度（T），按照实验方法进行电解实验，实验结果见表1。

表1电解液温度对电流效率及沉积锌层外观的影响

图1 电解液温度对电解产率的影响

由图1可知，在电解液温度30℃至60℃范围内，电解产率的变化不明显，其中在40℃时电流效率最高。但沉积锌层的形貌随着电解温度上升而变差，这与高温有利于锌晶体生长的原理有关。因此，40℃为最佳电解液温度。