锌冶炼电积工艺有机烧板探究

李海涛

（江西铜业铅锌金属有限公司，江西 九江 332500）

锌冶炼的“烧板”现象是湿法炼锌工作中需要重点关注的一个问题。“烧板”作为湿法炼锌中较为普遍的一种现象，轻微“烧板”主要是对电流效率产生一定影响，而严重“烧板”不仅影响电流的即时效率，还严重影响到锌的质量和产出，甚至导致整个锌冶炼难以正常运转，造成巨大的经济损失。总之，“烧板”不单影响锌直流析出电的损耗、析出锌的质量，而且还在一定程度上缩小阳极板的使用寿命[1]。各个湿法炼锌厂的技术人员对锌液中含有的有害杂质，如砷、锑、锗、镍、铜等元素所引发的电效大大降低直至发生“烧板”现象，进行了诸多的钻研，也累积了极为丰富的工作经验，并按照工厂的实际状况对锌液有机烧板现象的出现进行严格的把控。

1 锌冶炼电积工艺有机烧板方法研究

1.1 冷却塔通风除酸雾

在锌冶炼电积过程中，因为阳极反应的发生有部分氧气被产出，析出一些细小的电解液珠，从而在车间内形成大面积的酸雾，威胁到工作人员的身体健康，并对厂房机械设备造成腐蚀[2]。传统的锌冶炼电积车间的通风办法有很多，绝大部分多采取自然通风，通风效果并不理想。利用电解液冷却塔风机对车间的电解槽进行部分通风除酸雾措施，利用屋顶的风道对电解槽实施通风置气。新鲜的空气经过电解槽两侧的格栅走道，把酸雾通过屋顶的风道引进冷却塔内，再利用冷却塔的防滴层将酸雾全部吸收后，达标后处理。另外，格栅两侧走廊上的工作人员处在新鲜空气的笼罩下，避免受到酸雾的威胁，保障工厂人员的生命安全。

1.2 槽间导电棒冷却

将传以往的阳极板直接连接方式改成槽间导电棒连接方式，有利于阳极板的自动装卸槽。在高电流强度和电流密度的工作状态下，槽间导电棒因为电阻过大产生大量热能，继续采取降温冷却处理的办法。因而，本文设计采取中空槽间导电棒的方式，利用软化水对闭路循环进行持续性冷却，导电棒冷却水温大约设为15℃～24℃之间。

1.3 对槽温和生产电流进行控制

因为电积烧板现象出现的早期是存在针眼与透酸物质的，所以，有必要对常规元素超标进行解析，对锌液以及废液内的常规元素含量是否超标进行分析。经实践表明，常规元素含量除氯根离子外基本上都处于合格范围以内，尤其是其中对锌电解反应影响较大的砷、锑、锗等含量均较低，氯根离子基本上不会对阳极锌板电面产生消极影响，所以，基本上可以排除常规元素含量超标的影响。因为锌冶炼电积有机“烧板”的反应较为猛烈，在发生“烧板”现象时会将电解槽温由35℃～40℃降到30℃～35℃，大大降低了杂质元素的物理活性。同时逐渐降低生产电流以至正常电荷的一半，对此可以减少电解槽内阳极板的安装数量，确保电流密度保持在每一平方米300A～350A。降低电流主要是出于有效控制阳极锌的析出速度，确保液体置换流量的标准，减少杂质元素出现富集与浓差极化现象。而减少槽内阳极板数量的目的是基于保障电流密度，保证阳极锌板的尺寸厚度，利于装卸，同时剩余阳极板可以作为周转板而存在，如此有利于提高槽内阳极板的置换速度，另一方面也大大降低了技术人员的工作强度。

1.4 浸出与净化

在实践生产过程中，随着锌化合物的迅速溶解，其它杂质如铁、砷、锑等也会出现不同程度的溶解。当溶解物质含量超过一定上限时，就会严重影响到锌冶炼的电解生产，所以有必要事先对锌溶液进行净化。在锌冶炼电积环节中，利于临时性停产效应，将含锑元素较高的电积溶液全部返回锌液浸出环节。之后，对受锑元素严重污染的锌液瓶、电解槽以及废液循环装置进行全面清洗。在这个前提条件下，再装入合格的锌液，进行pH中性开槽，完成闭路循环，借助电解反应内部提酸的基本原理，渐渐从pH中性开槽演变到酸性开槽。除此之外，还可以利用瞬间析出锌周期、降低电流强度、减小电流密度、电解溶液稀释等措施完成。实践表明，锌溶液的净化除砷、锑元素外没有必要采取特殊手段，只需要控制pH值大小即可，它们会随着铁元素的水解沉淀而慢慢被析处。当出现锑、砷等元素超出国家规定要求标准时，其主要原因就是采取大量的氧化锌烟尘直接灌入中性浸出液导致的[3]。锑、砷等杂质元素伴随铁元素的沉淀而逐渐消除，而因为氧化锌烟尘是不含铁元素的，再加上实践过程中又没有及时采取补救手段，导致溶液中砷、锑含量显著提高，从而电解出大面积“烧板”。锌焙砂提高浸出沉铁反应后，有必要进一步对其内铜、镍等杂质元素进行净化。本文采取三段锑盐净化法，即第一阶段添加锌粉、酒石酸高猛酸钾高温除铜钻，第二段添加锌粉低温处理。

另外，因为银在锌液大面积析出，加剧了As、Sb、Co、Ge、Ni、Cu等杂质元素对锌电积的危害，它们导致锌冶炼电积的电流效率迅速下降，甚至导致不同原因的“烧板”现象。虽然锌冶炼电积工艺有机“烧板”的作用机理各不相同，可相同的是它们只有在阳极放电才可以大面积引发对电解反应的危害，其对锌电解的危害最终均表现为析出氢气、锌离子融进溶液内。

在析出锌表层没有安装Ag-Zn电池的状况下，这些有害元素杂质会在锌表面上直接析出，而当在析出锌表面安装Ag-Zn电池后，由于Ag-Zn电池的电动势能高达1291mmV，所以锌液中的有害元素杂质在外电场以及电池电动势能的双重作用下，在电池阳极直接析出或和银沉淀在锌表面上，与银一起构成原电池的阴极，作用于锌冶炼。

2 实验与效果分析

为了更加直观的看出本文提出的锌冶炼电积工艺有机烧板弥补办法的实际应用的效果，特与传统锌冶炼电积工艺有机烧板办法进行对比，对其作用效率进行比较。

2.1 实验准备

为保证实验的准确性，将两种锌冶炼电积工艺有机烧板设计置于相同的试验环境之中，采用相同含量的有机物进行电板实验，对作用效率能力进行对比。

2.2 实验结果分析

实验过程中，通过两种不同的方法设计同时在相同环境下进行工作，分析其作用效率的变化。实验效果对比如下表所示。

表1 不同方法下的有机物实验结果对比

根据实验结果，本文提出的防止有机烧板法，与传统方法相比，在避免板面出现较多破损，维持板面平整度，降低生产成本上有显著效果。

3 结语

本文对锌冶炼电积工艺有机烧板进行分析，依托锌冶炼工艺流程，根据烧板现象出现的原因，对其提出相关解决方法，实现本文设计。实验论证表明，本文设计的方法具备极高的有效性。希望本文的研究能够为锌冶炼电积工艺有机烧板的应用提供理论依据。