5硫酸锌溶液的电解沉积
在ZnSO4和H2SO4水溶液中，采用Pb－Ag合金为阳极，纯铝作阴极，通以直流电进行电解，在阴极析出锌，在阳极产生氧气，与此同时，湿法炼锌工艺锌焙砂浸出过程所消耗的硫酸在此电解液中得到再生。
5．1锌电解液成分及锌电积生产过程
5．1．1锌电解液
锌电解液除主要成分硫酸锌、硫酸和水外，还存在少量杂质金属的硫酸盐及部分阴离子（主要为氯离子和氟离子）。目前锌电解液中锌的浓度一般波动在40～60g／L范围内，而硫酸浓度则趋于逐步提高，已从110～140g／L提高到170～200g／L。对于杂质的含量各厂也有不同要求。加拿大一家锌厂在进行改造时曾做过调查，为了适应电流密度大幅度提高，对电解液中杂质含量（mg／L）要求更严格：
Cd＜0．3，CO＜0．3，Sb＜0．03，Ge＜0．03，Fe＜10，CL＜50～100，F＜10，Mn＜1．8g／L
5．1．2锌电积生产过程
硫酸锌溶液的电积过程是将已经净化好的硫酸锌溶液（新液）以一定比例同废电解液混合后连续不断地从电解槽的进液端送入电解槽内。
铅银合金板（含银量约1%）阳极和压延铝板阴极，并联交错悬挂于槽内，通以直流电，在阴极析出金属锌（称阴极锌或析出锌），在阳极则放出氧气。随着电积过程的不断进行电解液含锌量逐渐减少，而硫酸含量则逐渐增多，为保证电积条件的稳定，必须不断地补充新液以维持电解液成分稳定不变。电积一定时间后，提出阴极板，剥下压延铝板上的析出锌片送往熔铸工序。
5．2锌电积过程的理论基础
锌电解液的主要成分是硫酸锌、硫酸和水，当通以直流电时带正电荷的离子移向阴极，带负电荷的离子移向阳极，并分别在阴、阳极上放电。
阴极主要反应：Zn2＋＋2e=Zn
阳极主要反应：2OH－－2e=0.5O2＋H2O（或H2O－2e=0.5O2＋2Ｈ＋）电极过程总反应：ZnSO4＋H2O=Zn＋H2SO4＋0.5O2
5．3锌电解车间的主要生产设备及布置
5．3．1电解槽
电积锌用的电解槽是一种长方形的槽子。各电锌厂用的电解槽大小不一定相同，制作电解槽的材料也不尽相同，有木质电解槽、钢筋混凝土电解槽、塑料电解槽、玻璃钢电解槽等。
5．3．2阳极
目前电积锌使用的阳极有铅银合金阳极、铅银钙合金阳极、铅银钙锶合金阳极等。某厂使用的阳极大部分为铅银合金阳极（含银约1%），小部分为低银铅钙合金阳极。铅银合金阳极制造工艺简单，但造价较高，这主要是因为这种阳极含银较高（约1%）。
低银铅钙合金阳极具有强度高，耐腐蚀，使用寿命长，造价较低（含银仅为0．2%左右）等优点，这种阳极现正被愈来愈多的电锌厂所重视，但其制造工艺较为复杂。
阳极由阳极极板和导电棒组成（图5－4）。导电棒材质为紫铜。为使阳极板
与导电棒接触良好，在铸造阳极时，导电棒的包铸铅与极板同时浇铸，仅露出导电棒两端的铜导电头。这样还可避免硫酸铜进入电解槽而污染电解液。导电棒端头紫铜露出的部分称为导电头，与导电板搭接。阳极板的两个侧边嵌在导向架上的绝缘条内，它可加强板的强度，防止极板间接触短路。绝缘条的材质也为硬PVC（聚氯乙烯）。极板用铅银合金压延板，强度较低。阳极上有一些小的圆孔，以减轻极板的重量及改善溶液循环。
5．3．3阴极
阴极由极板、导电棒、导电头和阴极吊环组成，见图5－5。阴极板是用厚6mm的压延铝板制成，表面光滑平直，阴极尺寸通常比阳极宽10～40mm，这是为了减少阴极边缘形成树枝状析出锌。导电棒用硬铝制成，上部焊接有两个阴极吊环，供出装槽用。极板焊接在导电棒上。导电头是一小块8mm厚紫铜板，用特殊工艺铸在硬铝内，然后焊接在导电棒端头，导电头紫铜露出的部分与导电板搭接。阴极板和阳极板一样，两个侧边嵌在导电架上的绝缘条内，以防止析出锌包边给剥锌带来不便，另外还可防止阴极短路。
5．3．4电解液冷却设备
在锌电积过程中，由于电解液电阻存在会产生电热效应，使电解液温度不断升高，引起阴极上氢的超电压减小，锌从阴极上的溶解速度增大，杂质的可溶性增加，从而加剧了杂质的危害，使电流效率下降。
另外，过高的槽温使硬PVC电解槽变形甚至损坏。为维持电解槽的热平衡，保证稳定的电解液温度，必须设置电解液冷却设备，一般有蛇形冷却管、空气冷却塔和真空蒸发冷冻机等。某厂电解液冷却采用空气冷却塔，这是因为该地区年均气温较低，空气湿度小，且这种冷却设备投资少，操作维护简便，能耗小。
空气冷却塔是集中冷却电解液的设备。电解液从上向下流经冷却塔，从塔的下部强制鼓入冷风。冷风与电解液呈逆流运动，蒸发水分，带走热量。冷却后的电解液和新液混合再加入电解槽，增加了电解槽内的循环量，从而达到电解过程所要求的温度条件。
5．4锌电解的正常操作
5．4．1装出槽及槽上操作
1）停工（停车）及开工（开车）
这里所指的停工和开工作业是指计划停产检修前和检修后的工作。因此，在停工前就要为开工做好必要的准备工作，以确保开工的顺利进行。
（1）停工（停车）停工包括准备、出槽压减电流、阴阳极板处理和电解槽的清理。
①停工前准备工作首先要压缩系统溶液体积，保证一个系列的电解槽能够倒空。准备好充足的新阳极以便更换不能继续使用的阳极板。准备好充足的导向架、绝缘条，以便在掏槽过程中对已损坏的导向架进行更换。
②出槽在停工前先取出槽内部分阴极板，并相应压减电流。一般先取出一吊阴极（18～24片），槽内留有18～24片阴极，并将锌片剥下，减少的阴极板排放整齐备用。减板收电流工作完成后方可停止循环并断开电源，然后尽快取出所有阴极板。
③阴阳极板处理在阴极板全部取出后，将阴极锌片全部剥下，阴极板排放整齐备用。将所有的阳极板逐片吊出，清除板面上粘附的阳极泥，平整、擦干净导电头，更换不良极板，待电解槽清理工作完成后再装回电解槽。
④电解槽的清理拔出电解槽的底塞，将槽内阳极泥放出，并彻底将电解槽
内壁及导向架上粘附的阳极泥及结晶物清理干净，用水冲洗备用。最后将槽间导电极擦洗干净，并将清理干净的阳极装入清理干净的电解槽中。
（2）开工（开车）开工包括准备、灌液检漏、装阴极板和通电镀膜。
①准备工作首先对全部阴极板进行平整，清洗研磨，并把导电头刷洗干净，然后进行槽面备板工作，每槽备足18～24片阴极并整齐放置在槽面上。
②灌液检漏一个系列检修和掏槽结束后，对另一系列的电解废液及该系列储存的新液进行质量检查，证明合格后再均匀补入电解槽内，并进行检漏，对漏液的溜槽、管线、电解槽及分配槽进行处理。
③装阴极板待补液及检漏工作结束后，将放置在槽面的阴极板迅速装入电解槽内。
④通电镀膜阴极板装好后便可送电，电流逐渐增大，使阴极电流密度达400～500Ａ／m2，经2～4ｈ，待阴极板上镀有一层锌后，便可进行阳极镀膜，降低电流密度到40～60Ａ／m2。阳极镀膜是在低温、低电流密度的电解条件下，使阳极产出的氧气与铅阳极表面反应，生成一层二氧化铅膜，从而保护阳极不被硫酸溶液腐蚀。镀膜的技术条件：电解液含酸（H2SO4）25～30g／L，温度20～30℃，时间24ｈ。镀膜期间可间断循环电解液，以后陆续升高电流，使之达到正常生产规定的电流密度，并加大循环量，待析出锌达到一定厚度后便出槽剥锌。
2）槽上操作
保证较大的电解液循环流量，且各槽流量均一，是获得好的技术经济指标的条件之一。大循环流量对于消除锌离子贫化具有重要意义，而且对槽温控制带来便利。
电积锌生产中要维持电解液中一定的锌、酸含量，在实际过程中，通过化验分析电解废液中的锌、酸含量，计算酸锌比作为控制依据，酸锌比一般控制在3．0～4．0之间。含酸偏高而含锌偏低时应加大新液添加量，反之应减小新液量。目前，某厂正在试用电解液锌、酸含量计算机自动检测仪来取代人工化验，以便实现酸锌比的平稳控制。
电解槽温是主要的技术控制条件之一。一般用酒精温度计在槽内直接测定。槽温一般控制在36～42℃之间。当个别槽温高时，应检查该槽流量是否偏小，或者极板是否接触短路及有否烧板现象。若普遍温度高，应检查冷却塔是否正常，混合液比例是否适当，并检查电解液的质量等。
3）出装槽操作及极板的处理
锌电积出装槽操作是指在作业期间内（一般出装槽周期为24ｈ），将阴极提出剥离析出锌，再把阴极铝板装入槽的过程。因为是不停电作业，故阴极提出是分批进行的。某厂电解车间装槽是每槽分两次。每次出一半阴极板，即车间行车吊一次，并且是间隔一块提出。当第一吊装槽后，仔细检查导电，确保导电良好后方可提出第二吊，以防断电。
出装槽要做到迅速准确，不错牙，极板不倾斜，不接触阳极，导电头要烫洗（或擦洗）干净，使导电良好。极板要认真处理，使其正直不带锌。对板上带有的污垢物要用刷板机清刷干净。导电头及导电板保持光亮，对发黑的必须及时清理或更换。对阳极板也要定期清刷表面上的阳极泥，以减少阴、阳极接触短路并防止局部电流密度增大，阳极溶解，导致污染电解液。某厂处理阳极周期一般为30～40天，操作方式有两种，一是停产掏槽时全部拔出阳极进行清理，二是在生产过程中逐槽逐片进行清理。清理时力求不破坏阳极表面的氧化膜。
5．4．2剥锌
剥锌的主要任务是将析出锌从阴极铝板上剥离下来，送往熔铸工序铸成锌锭。出槽时须认真观察析出锌表面状况，对包边板或接触点作好标记，出槽后及时处理。对包边板的绝缘条要及时更换。剥锌困难时，在出槽前1～5mIn可分槽加入酒石酸锑钾，其量以维持槽内电解液含锑达到0．12mg／L为宜。剥锌后应将铝板平整清刷，达到重装电解槽的要求。目前国内均为人工剥锌，劳动强度较大。
5．4．3电解液的循环和冷却
现代锌电积生产车间供液多采用大循环制，即从电解槽溢流出的废电解液先汇集于废液溜槽，再流入循环槽及废液槽，一部分废液（循环槽内的废电解液）与新液混合，其体积比为5～251，混合后送至冷却系统冷却，然后通过供液溜槽分配给电解槽，一小部分废液（废液槽内的废电解液）返回浸出车间作溶剂。
电积锌过程中，在直流电作用下会产生电热效应，使电解液温度逐渐升高，甚至超过电解过程所规定的允许温度（35～45℃），为保证电解过程所需的正常温度条件必须对电解液进行冷却。电解液经冷却系统冷却，温度下降，且由于水分蒸发，溶液浓缩，使溶液中的硫酸钙、硫酸镁以白色透明的针状结晶析出，牢固地聚集在管道、溜槽、冷却系统等设备内壁，形成结构致密的结晶物，影响电解液的正常循环及冷却效果。由于在酸性溶液中硫酸钙的溶解度在29℃时为最低，因此，电解液冷却后的温度一般控制为33～35℃。
5．4．4酸雾的产生与电解车间的通风
电解过程中释出大量的氧气和少量的氢气，它们逸出时会带出电解液而形成酸雾，刺激人的呼吸道与皮肤，腐蚀人的牙齿，对人体健康带来危害，对厂房及设备也均有腐蚀作用，尤其是采用高电流密度生产更为严重。因此，要求电解厂房内空气含酸雾微粒最高不能超过0．02mg／L，硫酸锌（ZnSO4）最高不超过0．04mg／L。为了减轻其危害，一般工厂都采取措施加强厂房通风，降低槽上操作人员所在点的酸雾含量。此外，在出槽期间往槽内加入皂根粉，使之形成泡沫层，抑制酸雾的逸出，这一措施也是十分有效的，但容易产生“放炮”现象，给工人操作带来不便。对厂房和设备也应采取防腐措施，以延长其使用寿命。
5．4．5锌电积过程的故障及处理
1）锌烧板的原因及处理
在电解过程中，阴极析出的金属锌因生产故障或生产技术条件控制不当而重新溶解的现象称之为烧板。在锌电积时，由于操作不细，造成铜导电接头的污染物掉入槽内，或添加酒石酸锑钾过量，使个别槽内的电解液含铜、锑升高造成烧板；另外，由于循环液进入量过小，槽温升高，使槽内电解液含锌过低，硫酸含量过高，均会产生阴极返溶。处理办法是加大循环量，将含杂质高的溶液更换出来，这样可降低槽温，提高槽内锌含量、减少返液。特别严重时还需要立即更换槽内的全部极板。
2）普遍烧板
普遍烧板多是由于供应的新液含杂质超过允许含量，应立即加强净化液的分析和操作，以提高净化液质量，严重时还需检查原料，强化浸出操作，加强净化水解除杂质，适当增加浸出液加铁量等。同时应适当调整电解条件，如加大循环量、降低槽温和溶液酸度（即提高含锌量）也可起到一定的缓解作用。
3）电解槽突然停电
突然停电一般多属事故停电。若短时间内能够恢复，且设备（泵）还可以运转时，应向槽内加大新液量，以降低酸度减少阴极锌溶解。若短时间内不能恢复，
应组织力量尽快将电解槽内的阴极全部取出，使其处于停产状态。特别要注意的是，停电后，电解厂房内严禁明火，防止电解槽面析出的氢气爆炸与着火。另一种情况是低压停电（即运转设备停电），首先应降低电解槽电流，电解液可用备用电源进行循环；若长时间不能恢复生产时，还需从槽内取出部分阴极板，以防因其他岗位缺电，供不上新液而停产。
4）电解液停止循环
电解液停止循环即对电解槽停止供液，这必然会造成电解温度和酸度升高，杂质危害加剧，恶化现场条件，电流效率降低并影响析出锌质量。停止循环的可能原因：一是由于供液系统设备出故障或需临时检修泵和供、排液溜槽；二是低压电停电；三是新液供不应求或废电解液排不出去。这些多属计划内的原因，事前应加大循环量，提高电解液含锌量，降低电解槽供电电流，适当降低电流密度，以适应停止循环的需要，但持续时间不能过长。
5）电解槽严重漏液
正常生产过程中，当个别电解槽发生严重漏液时，应对漏液电解槽所在的一组电解槽进行横电（短路），以便对漏液电解槽进行适当的处理。首先用钢丝刷子擦亮窄路导电板和宽型导电板的接触面，将短路导电板预先排列好，用吊具吊到该槽组的两端，短路导电板与槽间导电板之间须垫绝缘磁砖。通知整流所停电，确认停电后，取出漏液电解槽全部阴极板，分别将两段短路导电板以及短路导电板与宽型槽间导电板卡紧，使该槽组短路，完成以上工作后通知整流所提升电流。拔出放液铅塞，对漏点进行处理，处理完毕后塞好铅塞，加满电解液后通知整流所停电，确认停电后，拆除横电板，补齐槽内阴极板，确认导电后，通知整流所逐步将电流升到额定值。
５．５锌电解生产的主要技术条件与指标分析
5．5．1电锌质量
电锌质量主要是指析出锌的化学成分。在生产实践中，为了降低析出锌杂质含量，提高电锌等级，除加强溶液的净化操作外，还应采取下列措施：（1）降低电锌含铜主要从两方面着手，一是严格要求新液含铜小于0．5mg ／L；二是加强电解槽上操作，杜绝含铜物料进入电解槽中污染电解液。
（2）降低电锌含铅其措施一是使电解液含锰离子保持在3～5g／L；其二是将槽温控制在35～40℃；其三是适当加入碳酸锶。另外，还要严格执行掏槽制度和阴、阳极的平整制度。
（3）降低电锌含铁主要是严格控制熔铸工序操作，尽量避免使用铁制工具；严格控制熔铸温度不超过500℃；严格操作和管理，杜绝铁质工具和机件掉入熔炉内。
5．5．2电流密度与电流效率
1）电流密度
在锌电积过程中，电流密度（面积电流）的正确选择对电锌产品质量和电能消耗有重要意义。世界各锌厂采用的电流密度差异较大，波动在200～1100Ａ／m2之间。在相同条件（酸度、温度、极距）下，电流密度每增加100Ａ／m2，由于溶液电阻增大使电压损失增加0．17V（占5．3%）。故20世纪70年代以来建设的电锌厂，所采用的电流密度波动范围大大缩小，一般为300～700Ａ／m2。另一方面因电力公司供电采用电网峰谷负荷不同时段不同电价，因此有些工厂在低谷负荷时段采用高电流密度生产，而在高峰负荷时段采用低电流密度生产，以节约成本。
2）电流效率
电流效率是指实际产出锌量与理论析出量相比的百分数，用以下公式表示：η＝m/ｑ×Ｉ×ｔ×N×100%
式中η———电流效率，%；
m———析出锌实际产量，g；
ｑ———电化当量，1．2202g／（Ａ·ｈ）；
Ｉ———电流，Ａ；
ｔ———电解时间，ｈ；
N———电解槽数目。
电流效率是电积锌生产的一项重要技术经济指标，一般为85%～94%。影响电流效率的因素很多。
（1）电解液中锌酸含量随着电解液中锌含量的降低，相应地含酸量增多，从而引起锌的电流效率下降。
（2）阴极电流密度的影响随着电流密度的增加，氢的超电压增大，一般来说对提高电流效率是有利的。但一定要有相应的电解液成分和较低的温度条件相配合，否则电流效率不但不能提高，反而会下降。
（3）电解液温度的影响在一定酸度下，电流效率随温度的升高而下降。这是因为氢的超电压随温度的升高而减小，杂质引起的烧板及锌的返溶随温度的升高而加剧所致。因此锌电积必须有冷却措施，保证电积过程中对电解液温度的技术要求。
（4）电解液纯度的影响如前所述，比锌更正电性的金属杂质，如铁、镍、钴、铜、砷、锑和锗的存在，大都引起烧板、锌返溶或因阴、阳极之间发生氧化－还原类反应而降低电流效率。故应严格控制净化液质量，提高净化深度。
（5）阴极表面状态的影响如果阴极析出锌表面粗糙或呈树枝状就会增大阴极面积，使氢的超电压下降，会降低电流效率。有时还会出现接触短路。向电解液中加入适量的质量好的胶有利于改善析出锌表面状况，提高电流效率。
（6）电积周期的影响电流效率随着析出时间的延长而降低，这与析出状况有关。但时间太短，出装槽频繁，劳动量大，阴极板消耗增加。一般析出周期为24ｈ。
综上所述，为提高电流效率应创造下列条件：不断提高电解液纯度；合理选择并控制好电解液锌、酸含量，合理的电流密度和析出周期；维持较低的电解温度；适当加入胶；减少漏电，做到绝缘好；保持现场干燥清洁；加强操作，及时处理接触短路。
5．5．3槽电压与电能消耗
（1）槽电压是指电解槽内相邻阴、阳极之间的电压降，可直接用直流电压表测出。在生产上，通常用电源总电压除以串联总槽数所得的商来表示。槽电压变化在3．2～3．6V之间。槽电压是由硫酸锌的分解电压、克服电解液电阻的电压降、阳极电压降、阴极电压降、阳极泥电阻的电压降等五项组成。硫酸锌的分解电压占槽电压的78．30%，电解液的电压降占12．13%。电极极化主要由电极表面上离子浓度改变所致，因此在设备条件一定的情况下对槽电压大小有决定性影响的因素就是极间距离、电流密度、电解液的酸度和温度、导体接头情况以及其他因素，缩短极距能够大大降低槽电压，从而减少电能消耗，但极距过小对操作不利，还易发生短路。如某厂电解槽内的极间距离为75mm。
（2）电能消耗是指每生产1ｔ析出锌所消耗的电能，单位为KWh／t。它是电
积生产中一个重要的技术经济指标。
电解锌综合回收利用技改项目环境影响报告书 根据《建设项目环境保护管理条例》（国务院令253号）和国家环境保护部《建设项目环境影响评价分类管理名录》的有关要求。 X科技有限公司已委托X省川工环院环保科技有限责任公司承担15万吨电解锌及综合回收利用技改项目的环境影响评价工作，现项目环境影响报告书征求意见稿已编制完成（链接见附件1）。 根据《环境影响评价公众参与办法》等有关规定予以公示，征求与本建设项目环境影响有关的意见： 一、建设项目环境影响报告书概况 1.建设项目情况 项目名称：15万吨电解锌及综合回收利用技改项目 建设业主：X科技有限公司 建设性质：改扩建 建设内容：本次改扩建工程，对二分厂现有电解锌生产线进行技改扩能，达到年产10万吨锌锭生产规模（其中5万吨锌锭送二分厂新建的1条5万t/a锌合金锭生产线制得锌合金锭），另新建1条1万t/a雾化锌粉生产线，新建1条处理规模达15万t/a的渣综合回收系统生产线，及辅助设施的建设；同时，企业将拆除一分厂现有24m2沸腾焙烧系统
及配套设施。 2.区域环境质量现状 1）空气环境质量 本项目位于县，属于环境空气达标区，根据项目区域环境补充监测表明，项目其他因子满足《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准和《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2018）中附录D中相关标准要求。 2）水环境质量 项目纳污水体为X河，X河监测断面的各监测因子中，能满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）III类标准限值的要求。 区域地下水均满足《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）III类标准。 3）声环境质量 现状监测表明，项目拟建地各噪声监测点的昼、夜间噪声监测值均满足《声环境质量标准》（GB3096-2008）中3类区标准。 4）土壤环境质量 项目所在地土壤环境质量评价执行《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018）第二类用地筛选值及相关背景值参照标准，项目所在地土壤环境质量较好。
生气流，局部无镀层。 热镀锌原理及工艺说明 1引言 热镀锌也称热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。近年来随高压输电、交通、通讯事业迅速发展，对钢铁件防护要求越来越高，热镀锌需求量也不断增加。 2热镀锌层防护性能 通常电镀锌层厚度5～15μm，而热镀锌层一般在35μm以上，甚至高达 200μm。热镀锌覆盖能力好，镀层致密，无有机物夹杂。众所周知，锌的抗大气腐蚀的机理有机械保护及电化学保护，在大气腐蚀条件下锌层表面有ZnO、 Zn(OH)2及碱式碳酸锌保护膜，一定程度上减缓锌的腐蚀，这层保护膜(也称白锈)受到破坏又会形成新的膜层。当锌层破坏严重，危及到铁基体时，锌对基体产生电化学保护，锌的标准电位-0.76V，铁的标准电位-0.44V，锌与铁形成微电池时锌作为阳极被溶解，铁作为阴极受到保护。显然热镀锌对基体金属铁的抗大气腐蚀能力优于电镀锌。
3热镀锌层形成过程 热镀锌层形成过程是铁基体与最外面的纯锌层之间形成铁-锌合金的过程，工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层，才使得铁与纯锌层之间很好结合，其过程可简单地叙述为：当铁工件浸入熔融的锌液时，首先在界面上形成锌与α铁(体心)固熔体。这是基体金属铁在固体状态下溶有锌原子所形成一种晶体，两种金属原子之间是融合，原子之间引力比较小。因此，当锌在固熔体中达到饱和后，锌铁两种元素原子相互扩散，扩散到(或叫渗入)铁基体中的锌原子在基体晶格中迁移，逐渐与铁形成合金，而扩散到熔融的锌液中的铁就与锌形成金属间化合物FeZn13，沉入热镀锌锅底，即为锌渣。当工件从浸锌液中移出时表面形成纯锌层，为六方晶体。其含铁量不大于0.003%。 4热镀锌工艺过程及有关说明 4.1工艺过程 工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→烘干预热→热镀锌→整理→冷却→钝化→漂洗→干燥→检验 4.2有关工艺过程说明 (1)脱脂 可采用化学去油或水基金属脱脂清洗剂去油，达到工件完全被水浸润为止。(2)酸洗 可采用H2SO415%，硫脲0.1%，40～60℃或用HCl20%，乌洛托品3～ 5g/L，20～40℃进行酸洗。加入缓蚀剂可防止基体过腐蚀及减少铁基体吸氢量,同时加入抑雾剂抑制酸雾逸出。脱脂及酸洗处理不好都会造成镀层附着力不好，镀不上锌或锌层脱落。 (3)浸助镀剂 也称溶剂，可保持在浸镀前工件具有一定活性避免二次氧化，以增强镀层与基体结合。NH4Cl100-150g/L，ZnCl2150-180g/L，70～80℃，1～2min。并加入一定量的防爆剂. (4)烘干预热 为了防止工件在浸镀时由于温度急剧升高而变形，并除去残余水分，防止产生爆锌，造成锌液爆溅，预热一般为80～140℃。 (5)热镀锌 要控制好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中引出的速度。引出速度一般为1.5米/min。温度过低，锌液流动性差，镀层厚且不均匀，易产生流挂，外观质量差；温度高，锌液流动性好，锌液易脱离工件，减少流挂及皱皮现象发生，附着力强，镀层薄，外观好，生产效率高；但温度过高，工件及锌锅铁损严重，产生大量锌渣，影响浸锌层质量并且容易造成色差使表面颜色难看，锌耗高。 锌层厚度取决于锌液温度，浸锌时间，钢材材质和锌液成份。 一般厂家为了防止工件高温变形及减少由于铁损造成锌渣，都采用450～470℃，0.5～1.5min。有些工厂对大工件及铸铁件采用较高温度，但要避开铁损高峰的温度范围。但我们建议在锌液中添加有除铁功能和降低共晶温度的合金并且把镀锌温度降低至435-445℃。 (6)整理 镀后对工件整理主要是去除表面余锌及锌瘤，用采用热镀锌专用震动器来完成。 (7)钝化
锌电解工业实践中电流效率 下降的原因分析及对策 1前言 在自由竞争市场中，经常会岀现这样的两种情况：一是由于某种商品过剩而引起价格下跌, 生产这种商品的厂家为了追求利润，就减少生产该商品，避免损失；或者加大该商品的生产量, 以求薄利多销，保住既得利益；二是商品需求旺盛而引起价格上涨，生产厂家就大量生产该商品，以求利润最大化。 在此讨论电解锌生产，设锌片价格为A,锌片产量尾C,锌精矿价格为B,锌精矿消耗量为F,制造成本消耗为G,电流密度为D,直流电能为W,电流效率为n,其它成本消耗H （包含除直流电能以外的生产物资、人工工资等），利润为E。不难得出公式： 式中：n为电流效率（％）; q为锌电化当量，1.22g/A?h； I为槽电流强度（A）； t为电 积时间（h）； N为串联电解槽槽数，a为锌湿法直接回收率（%）； B为锌焙烧直接回收率（%）。 将式（2）和式（3）代入式（1）后可得： E = qxIxNxtxr/x（A-Bx—-—） -W' — H式（5） a x
从式(5)中科看出：决定利润E 的变量有电流效率q 、锌片价格为A 、锌精矿价格为B 、 锌湿法直接回收率a 、锌焙烧直接回收率B 、直流电能为W 和其它成本消耗H 。其中通过锌湿 法直接回收率计算公式、锌焙烧直接回收率计算公式和直流电能计算公式我们不难得出：a 和 B 是关于n 的增函数f ( n), w 是关于n 的反函数f" ( n),代入式(5)后有： E = qXIXNXtXf ( H ) X [A~B Xf 1 ( q ) Xf _l ( n)] 一 尸(n ) —H 式(6) 通过式(6)可看出：电流效率对锌电积工厂的利润至关重要，无论产品与原料成本如何波 动，提高电流效率总是增加工厂利润的关键因素之一。 2电流效率下降的原因分析 一个炼锌厂当面积电流确定后，通过电解槽的电流强度，便可根据电极面积和数目计算出。 通电一定时间后，也就可以按锌的电化当量计算岀锌的析出量，这就是锌电解车间理论上应该 产岀的锌量。但是在实际生产中产出的锌量与通过同等电量理论上计算析出锌量之比，以百分 数表示便称为电流效率，其计算式为 式中：n 为电流效率(%);。为在时间t 内阴极实际析出锌量(g)；q 为锌电化当量,1. 22g/A -h ； I 为槽电流强度(A)； t 为电积时间(h)； N 为串联电解槽槽数。 电流效率是湿法炼锌工业生产重要的技术经济指标之一。1995年的调査统计平均电流是 89.2%,根据2000年世界各国炼锌厂的调查统计，波动在89%?92%之间。2000年各炼锌厂的平 均电流效率上升到90. 3%o 2. 1电解液中锌、酸含量 在电解液中一定的锌离子浓度是正常进行电解沉积的基本条件之一。若电解液的含锌过低, 则硫酸浓度相对增大，使阴极附近的锌离子浓度发生贫化现象，造成阴极上析出锌的“反溶”。 此外，氢的析出电位也随溶液中锌离子浓度的降低而降低，使得氢可能在阴极上放电析岀。 〃= 实际析出锌量 x ] 00% _ G 理论上应该析出锌量 q-1-N-t X100% 式(7)
一、电解铝的生产工艺流程： 氧化铝氟化盐碳阳极直流电 阳极气体 气体净化 铝水轧制或铸造 回收氟化物 排放废气净化澄清 浇铸 铝锭（电解铝） 二、电解铝的生产成本 电解铝的生产成本构成主要分为： 氧化铝、电力、辅料（氟化盐及阳极碳等）、人工和折旧三部分。其中氧化铝、氟化盐及碳素材料是电解铝的原材料。平均一吨的电解铝需要消耗1.95吨的氧化铝，25KG氟化盐。 1.氧化铝成本 一般来讲，每生产一吨电解铝需耗费2吨氧化铝，但目前大多数厂家生产一吨电解铝耗费氧化铝约在1.93吨—1.98吨之间，虽然这一比例随着各个厂家的努力还会有下降的趋势，但下降的幅度很小，我们理解为常量。目前，氧化铝的市场价格基本维持在2200元/吨—2300元/吨，我们按照市场的基本稳定价格维持在2200元/吨上下，我们取每生产一吨电解铝所耗费1.95吨为常数，可以计算出目前一吨电解铝所耗氧化铝费用为4290元。 2.电费成本 由于目前国内河南的电解铝产量较大，因此以河南的电价作为计算，河南电解铝工业电价约为0.442元/kwh。根据国家政策，7月1日起，国家电价总体上调0.025元/kwh，由此估算目前平均电价为0.467元/kwh。 电解铝行业耗电量很大，由于生产技术装备水平的差异，各生产企业每生产一吨电解铝所耗费的电量差异较大，目前国内大体在14000kwh—16000kwh之间，按照国家2008年的
耗电标准，每吨电解铝生产电解铝环节综合交流电耗为14400kwh，电价调整前与电价调整后的每吨电解铝的电费成本分别约为6365元和6725元，上涨幅度大概为360元。 3.辅料 （1）阳极碳成本 目前世界上的电解槽分为自焙槽和预焙槽。由于阳极碳要先经过焙烧，多了些工序，因此阳极碳块的价格相对较高。目前，自焙槽由于污染严重，逐渐被国家淘汰，所以以目前较为常用的预焙槽进行核算。一吨阳极碳的市场价格约为2000元，每生产一吨电解铝预焙槽耗碳0.6吨，据此得出一吨电解铝所耗费的阳极碳为1200元。 （2）氟化盐 目前，氟化盐的市场价约为2600元/吨，一般每生产一吨电解铝只耗用25KG。根据核算，大概一吨电解铝所耗费的氟化盐65元。 综上所述，国内每生产一吨电解铝所耗费的社会平均原材料成本为4290（氧化铝）＋6725（电价）＋1200（阳极碳）＋65（氟化盐）＝12280元。这仅仅是制造成本当中最基本的直接材料费用，而一个企业要维持简单的社会再生产必须得支付企业人员的工资、管理费用、财务费用和销售费用、摊销机器厂房折旧费用、银行贷款利息及税金等，这些都应该计入企业的生产成本。根据易贸的数据统计，目前国内企业这方面的成本约占整个电解铝生产成本的13%，按近期电解铝市场价格为12280元/吨计算，这方面的成本为2029元左右，那么一吨电解铝的总成本为17637元左右。
湿法电解锌工艺流程选择概述 1.。1 工艺流程选择 根据原料成份采用常规的工艺流程，技术成熟可靠，劳动环境好，有较好的经济效益，同时综合回收铜、镉、钴等伴生有价金属。工艺流程特点如下： （1）挥发窑产出的氧化锌烟尘一般含气氟、氯、砷、锑杂质，且含有较高的有机物，影响湿法炼锌工艺，所以通常氧化锌烟尘需先进多膛焙烧脱除以上杂质。 （2）氧化锌烟尘和焙砂需分别进行浸出，浸出渣采用回转窑挥发处理，所产氧化锌烟尘送多膛焙烧炉处理。 （3）氧化锌烟尘浸出液返焙砂系统，经中性浸出浓密后，上清液送净液车间处理，净液采用三段净化工艺流程。 （4）净化后液送往电解车间进行电解。产出阴极锌片经熔铸后得锌锭成品。 （5）净液产出的铜镉渣和钴渣进行综合回收（或外卖）。 1.6.2 工艺流程简述 焙砂经中浸、酸浸两段浸出、浓密、过滤，得到中浸上清液及酸浸渣。酸浸渣视含银品位进行银的回收后送回转窑挥发处理得氧化锌，经脱氟、氯，然后进行单独浸出，浸液与焙砂系统的浸出液混合后送净液。回转窑渣送渣场堆存。产出的中浸上清液经三段净化，即第一段用锌粉除铜镉；第二段用锌粉和锑盐高温除钴；第三段再用锌粉除复溶的镉，以保证新液的质量，所得新液送电解。电解采用传统的电解沉积工艺，用人工剥离锌片，剥下的锌片送熔铸，产出锌锭。
采用上述工艺流程的理由：主要是该工艺流程基建投资省，易于上马，建设周期短、见效快、效益高。这在株冶后10万吨电锌扩建、广西、云南、贵州等多家企业的实践中，已得到充分证实和肯定。 对净液工艺的选择，目前国内外湿法炼锌净液流程的发展趋势，主要是溶液深度净化。采用先冷后热的净液流程，为保证净液质量，设置三段净化，当第二段净化质量合格时，也可以不进行第三段净化，直接送电解。该流程稳妥可靠，净化质量高，能满足生产0#锌和1#锌的新液质量要求。 作业制度，拟采用连续操作，国内西北冶、株冶等都有生产经验。与间断操作相比，可大减少设备的容积，减少设备数量，相应可减少厂房建筑面积，故可大幅度降低基建投资。 1..3 综合利用及环境保护 浸出渣可根据含银品位高低进行银的回收后再送回转窑处理，所得氧化锌经脱氟、氯后进入氧化锌浸出系统，进一步回收锌、铟等有价金属。 净液所得铜镉渣经低酸浸出后，所得铜渣可作为炼铜原料出售。 浸出液经锌粉置换，所得贫镉液含锌很高，返回锌浸出车间，所得海绵镉进一步处理后，获得最终产品镉锭出售。 净液所得钴渣，经酸洗脱锌后根据含钴品位再考虑是否回收钴，暂时先堆存（或外卖）。 熔铸所得浮渣，其粗粒可返回熔化或作生产锌粉用。处理所得氧化锌可作为生产硫酸锌或氯化锌的原料，根据需求而定。 各湿法炼锌车间的污酸、污水，经中和沉处理后，可达到国家工业排放标准。
3.1概述 工业上从硫酸锌水溶液中电解沉积锌有三种工艺：即低酸低电流密度法（标准法）；中酸中电流密度法(中间法)和高酸高电流密度法。目前我国多采用中酸中电流密度法的下限，低酸低电流密度法上限的电解法。表3-1为三种方法的比较。 表3-1 锌电积三种工艺的比较 工艺方法电解液含 H2SO4（克/升）电流密度 （安/米2） 优缺点 酸低电流密度法（标准法）110--130 300--500 耗电少，生产能力小， 基建投资大 中酸中电流密度法(中间法) 130--160 500--300 生产操作比前者简单， 生产能力比前者大但 比后者小基建投资小 高酸高电流密度法220--300 800～1000 甚至大于 1000 生产能力大；耗电多； 电解槽结构复杂。 3.2 设计任务 设计生产能力为7万吨锌锭的电解设备 3.3 原始资料 3.3.1 设进入电解槽的电解液成份如表3-2所示： 表3-2 进入电解槽的电解液成份（克/升） 组成 Zn Fe Cd Cu CO Mn （克/升） 120 0.045 0.005 0.0004 0.005 4.720 3.3.2 电解后电解废液成份如表3-3所示 表3-3 电解废液成份（克/升） 组成 Zn Fe Cd Cu CO Mn （克/升） 46 0.028 0.003 0.0002 0.005 3.217 3.3.3 一些技术条件及技术经济指标 用于制造锌粉之锌锭占年产锌锭量的百分比，β=0.028；年工作日为330日。 阴极锌熔铸直收率η 1 = 97%
阴极电流密度 D 阴 = 520安培 槽电压 V 槽 = 3.20伏 电流效率 ηi = 98% 阴极规格 长×宽×厚= 1000×666×4（毫米） 3.4 工艺过程及设备计算 3.4.1物料平衡及电解槽计算 阴极锌成份的计算 在电积过程中，一部分铜、铁、镉与锌一齐在阴极上沉积，一升电解液得到的阴极锌含金属量如表3-4所示。 表3-4 一升电解液沉积的金属量（克） 组 成 Zn Fe Cd Cu 共计 （克） 64.00 0.005 0.002 0.0002 64.0072 铅-银阳极在电解过程中被腐蚀，使一部分铅进入到阴极锌中。设阴极锌含铅0.006%则进入到阴极锌中铅的量为： 0038.0100 006 .00072.64=?克 那么阴极锌的成份如表3-5所示。 表3-5 阴 极 锌 成 份 组成 Zn Pb Fe Cd Cu 共计 重量（克） 64.00 0.0038 0.0050 0.0020 0.00020 64.0110 % 99.983 0.006 0.0078 0.003 0.0003 100 3.4.2 所需电解槽数量的计算 （1）每日应产出的阴极锌量的计算。 Q 1= η βm Q ) 1(+吨 式中： Q 1----每日应产出阴极锌的数量，吨； Q ----设计生产能力，吨锌锭/年；
《湿法冶金用电解锌阳极板》行业标准编制说明 一、工作简况 1.1项目来源及计划任务 根据全国有色金属标准化技术委员会转的工信部“关于印发2012年第二批行业标准制修订计划的通知（工信厅科[2012]119号”的文件精神，由云南大泽电极科技有限公司、河南豫光锌业有限公司负责编制《湿法冶金用电解锌阳极板》，计划编号为2012-0729T-YS，计划完成时间为2013年。 1.2 本标准涉及的产品简况 本标准涉及的产品阳极板是湿法电解锌生产线上的重要的装配器件。国内主要的生产厂家有贵州凯里银福有色合金制造有限公司、沈阳新利兴有色合金有限公司、昆明理工恒达科技有限公司、衡阳市圆明实业有限公司等，国外主要是RSR Corporation公司。 目前国内使用及正在进行生产改造的企业有西部矿业、紫金巴彦淖尔、株冶、江西铜业、中金岭南、来宾冶炼厂、山东黄金等公司，年产10万吨锌项目年消耗阳极板约10000片。 湿法电解锌用的铅合金阳极板，随着湿法冶金工业的快速发展，需求量也将增大，对其产品的制备加工及性能要求越高，因此制定《湿法冶金用电解锌阳极板》行业标准，对于规范湿法冶金行业用电解锌阳极板的制备加工秩序、改进生产工艺、提高产品质量、促进我国湿法冶金电解锌行业有序快速发展将产生极其重要的作用和影响。 1.3 承担单位概况 云南大泽电极科技有限公司是目前国内规模最大的一家集科技研发、产品生产和贸易流通为一体的专业生产湿法冶金用电解锌、电解铜、电解镍、电解锰、电解钴等用阴阳极板的国家高新技术企业。公司自2000年开始从事湿法冶金用阴、阳极产品与相关辅助材料的研究和开发，先后研制了长寿命多元合金阳极（国家重点新产品）、铅基多元合金阳极（云南省名牌产品）、3.2㎡大型阴、阳极板、节能型阴极导电头、摩擦焊接阴极板电夹头及新型电极等产品。 1.4编制原则 本标准为有色金属行业推荐性标准，目前国内没有相关的国家或行业标准，
锌电解操作工艺 (2010-12-27 19:20:34) 转载 标签： 杂谈 一范围 本标准规定了电解工艺的基本原理,。工艺操作条件,岗位操作法, 原材料质量要求，产出物料质量要求,主要技术经济指标和主要设备. 二工艺目的及原理 1.工艺目的 使溶液中的锌通过电积提锌得到锌片，再熔铸成成品锌。 1.原理 锌电积一般釆用Pb-Ag(1%Ag)合金板为阳极，纯铝板为阴极，以酸性硫酸锌水溶液作为电解液，当通以直流电时，在阴极上发生锌的析出，在阳极上放出氧气。 阴极上 Zn2++2e=Zn 阳极上 H2O-2e=1/2O2 +2H+ 总反应式为 ZnSO4+H2O=Zn+H2SO4+1/2O2 因此，随着电解过程的进行，电解液中的含锌量不断减少，硫酸含量不断增加，为了保持电积条件的稳定，必须不断抽取一部分电解作为废液返回浸出，同时，相应地加入净化了的中性硫酸锌溶解，以补充所消耗的锌量，维持电解液中一定的H+，Zn2+含量，并稳定电解系统中的体积。 三硫酸锌溶液电解锌的生产工艺流程 四原辅材料质量要求。 1. 新液成份（g/l）符合企业标准的规定 Zn120-150 Cu≤0.002 Cd≤0.003 Fe≤0.015 Co≤0.0015 Ni≤ 0.0015 As≤0.003 Sb≤0.0005 Ge≤0.00005 Mn2.5-5 2. 废液成份（g/l） Zn35-60 H+140-200 五工艺操作条件 1. 槽温 37 -42℃ 2. 电流密度 500-550A/m2 3. 槽电压3.2-3.3V 4. 析出周期 24h 5. 同极中心距 62mm 6 . 添加剂 (1) 吐酒石:出槽前3min-5 min加入电解槽内,一般加入量为0..05-0.1g/槽 (2) 骨胶:装槽前1h-3h后加入电解槽内,加入量一般为0.25kg/t锌析出-0.5 kg/t析出锌 (3) 碳酸锶视锌析出含铅情况,每班在电解槽内加8次,每次加10-20 kg 7. 周期管理
锌电解工操作规程 5.1内容与范围 本规程规定了锌电解的操作程序。 本规程适用于锌电解车间。 5.2 循环物料及工艺条件 5.2.1循环物料 从电解槽出来的废电解液，先在溜槽中汇集，以后流入贮槽。约十分之一废电解液用泵送回浸出车间，作为浸出焙烧矿的稀硫酸使用。而从净液车间送来的中性电解液(亦称新液)用其余经过冷却的废电解液按一定的比例(约1:8～12)混合，保持适当的酸锌比(2.0～3.8)，供给电解槽。 由于电解液体积的平衡，送出的废电解液和供给的新液体积基本相同，按设计生产能力电解车间处理新液量为每日3343立方米。 5.2.2工艺条件 5.2.2.1正常生产情况下工艺条件见表1 表1正常生产情况下工艺条件
5.2.2.2开停车时工艺条件见表2 表2开停车时工艺条件 5.3车间正常操作 5.3.1 新液泵操作 5.3.1.1开泵前，先用手盘车，检查转动是否灵活，如安装或检修后的泵应检查旋转方向是否正确。 5.3.1.2 停泵时，切断电源，关闭进口阀门，放出泵内溶液，避免结晶。 5.3.1.3 注意观察新液质量，发现新液浑浊等异常现象时，要立即报告车间调度，不合格新液未征得调度同意，不得使用。 5.3.1.4 根据化验结果控制混合液锌、酸含量在技术卡片规定范围内，如生产不正常而达不到规定要求时，应向车间调度报告。 5.3.1.5 新液泵操作安全注意事项 5.3.1.5.1 上岗前穿戴好各种劳保用品。 5.3.1.5.2 开泵前应先盘车，并按操作规程中的一系列要求做好检查工作。 5.3.1.5.3 检查电机是否接地，转动部分有无安全装置和障碍物，当
运转中一旦发现故障应及时停车处理。 5.3.1.5.4 严禁用水冲洗电器设备。 5.3.1.5.5 不准用湿手或金属棒启动电器设备。 5.3.1.5.6 清扫设备时，必须停车后方可进行。 5.3.2 废液泵及循环泵操作 5.3.2.1 开泵：开泵前先用手盘对轮1～2圈，检查有无故障和轴封填料口松紧程度。打开进液阀，检查泵的进液端是否漏液。确认无故障，方可启动。启动后检查响声是否正常，转动是否正确，电流指示是否在正常范围内，震动是否太大。确认无误后，便可全部打开进液阀，投入正常运行。 5.3.2.2 停泵：先关进液阀，只稍留缝隙，然后停车，待管道内余液全部倒完后，再关紧进液阀，防止滴漏，注意换泵时应先开后停。 5.3.2.3 控制好废液的送出量，保证电解生产的正常进行，正常情况下，保持贮槽液面在堰上0.5米（约五块砖）。 5.3.2.4 按时检查泵的电流表、电机温度并注意查看泵体和管道是否漏液。 5.3.2.5 安全注意事项 5.3.2.5.1 上岗前穿戴好各种劳保用品。 5.3.2.5.2 启动设备前，作好操作规程中的一系列检查工作，特别要注意电机的接地是否安好，转动部分有无安全装置和障碍物，运转中
电解锌的工艺流程 为了减少锌冶金过程对环境的污染，促进锌冶金的长期健康的发展，研究开发新的电解锌的工艺流程具有重要的意义. 悬浮电解法是一种锌冶金的新方法，其优点是污染小，能耗低，过程简单。传统的锌悬浮电解工艺中一般采用HCl-MCl_2-H_2O电解液体系作为悬浮电解液，但该悬浮电解液体系存在设备腐蚀严重，阳极材料选择要求苛刻，不能直接获得金属锌等缺陷。我们研究开发的锌悬浮电解法是在前人研究的基础上采用全新的以硫酸锌溶液为基础的悬浮电解液体系，其优点是可以与现有的锌湿法冶金有机结合起来。研究了硫化锌矿在不同的硫酸盐体系中的溶解，通过阳极氧化极化曲线进行分析，得出当以硫酸锌、硫酸铵和硫酸作为硫化锌(精)矿悬浮电解液时，矿物能够有效地被氧化，氧化速度最快，能满足工业上生产金属锌的要求，并且合适的悬浮电解液组成为：锌90～130g/l，硫酸铵30～50g/l，硫酸30～50g/l，悬浮电解温度40～50℃，阳极氧化电位0.6～0.8V。确定了硫化锌(精)矿悬浮电解时的电解液后，我们又对硫化锌(精)矿在悬浮电解过程氧化特征即矿物氧化时其中各元素的氧化溶出情况进行分析，对阳极氧化进行了动力学研究，对氧化渣进行XRD和SEM分析，以了解其含锌矿物在悬浮电解过程中的氧化规律，还进行了渣中元素硫的回收。通过实验分析得出：硫化锌(精)矿在不同悬浮电解溶液中都能够被氧化，但有较大的差别，在硫酸锌、硫酸铵和硫酸的悬浮电解液中，矿物明显被氧化而溶解进入悬浮液中，氧化速度比较快，锌的氧化溶出率在96h的时间内达到86.73％。硫化锌矿物在不同悬浮电解液中氧化机理是相同的，但氧化的交换电流密度不大，温度升高明显加快电化学的氧化。电化学氧化过程中电子转移数为1，电化学机理为：ZnS=Zn~(2+)+S~-+e Zn~(2+)+2S~-=ZnS+S~0 氧化渣中的元素硫采用蒸馏法原理进行处理，元素硫的挥发率很高，超过80％。 通过对矿物系统的研究，我们最终得到电解锌的工艺流程，该工艺与传统的锌精矿湿法工艺相比，省去了焙烧工序和烟气制酸工序，产出元素硫，明显减少锌冶金过程的环境污染和降低锌冶金过程的能量消耗，是一个全新的新冶金工艺。
电解铝工艺流程 电解铝就是通过电解得到的铝，现代金属铝的生产主要采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。生产工艺流程如图1所示。 1. 铝电解工艺 直流电通入电解槽，电解槽温度控制在940-960℃，熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以炭素体作为阳极，铝液做为阴极，使溶解于电解质中的氧化铝在槽内的阴、阳两极发生电化学反应。在阴极电解析出金属铝，在阳极电解析出和气体。铝液定期用真空抬包析出，经过净化澄清后，浇铸成商品铝锭。阳极气体经净化后，废气排空，回收的氟化物等返回电解槽。 电解铝的主要设备是电解槽，现代铝工业主要有两种形式的槽式分别为自焙阳极电解槽和预焙阳极电解槽。以下为两种槽的比较：
图一：两种类型电解槽的比较 目前世界上大部分国家及生产企业都在使用大型预焙槽，槽的电流强度很大，不仅自动化程度高，能耗低，单槽产量高，而且满足了环保法规的要求。从铝电解槽的发展来看，目前电流强度达到17-22KA 的大型化各类阳极电解槽，产铝量为1200-1500Kg/d，电能消耗降低到13.5KW*H。下图为一种铝电解槽参数 图二：一种铝电解槽配置图 2. 电解烟气干法净化 2.1干法净化原理 干法净化就是以某种固体物质吸附另一种气体物质所完成的净化过程。具有吸附作用的物质称吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。铝电
解含氟烟气的干法净化使用电解铝生产用的氧化铝，作为吸附剂吸附烟气中的氟化氢等大气污染物来完成对烟气的净化。氧化铝对氟化氢的吸附过程分三个步骤： （1）氟化氢在气相中不断扩散，通过氧化铝表面气膜到达氧化铝表面。 （2）氟化氢受氧化铝离子极化的化学键力的作用，形成化学吸附。 （3）被吸附的氟化氢和氧化铝发生化学反应，生成表面化合物―氟化铝。氟化氢的吸附率可达98%~99%，沥青烟的吸附率在95%以上。载有氟和沥青烟的氧化铝由布袋除尘器分离后供电解使用。回收的氟返回电解槽可补充电解生产过程中损失的氟元素，沥青焦油返槽后可逐步被烧掉。 2.2干法净化工艺流程 图3干法净化工艺流程图 干法净化工艺流程包括电解槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风等五个部分，如图3所示。 （1）电解槽集气。电解槽散发的烟气呈无组织扩散状态，为了有效地控制污染，必须对电解槽进行密封。收集的烟气通过电解槽的排烟支管汇到电解厂房外的排烟总管，然后送往净化系统集中处理。
年产10000吨电解锌项目 1、生产规模 本项目用锌焙烧矿或低度氧化锌粉为原料，生产规模为年产电锌10000t。 2、产品方案 锌锭：10000t/a (Zn99.99%) 3、冶炼工艺 锌冶炼，采用常规湿法炼锌工艺流程。入厂锌焙烧矿的贮存时间按15天设计。锌浸出采用球磨浆化上矿。 浸出采用间断作业，分中浸和酸浸两个工序，浸出渣采用框式真空过滤和圆盘两段过滤。中浸浓缩上清液净化采用两段加锌粉净化工艺，液固分离采用板框压滤机。电解液冷却采用鼓风式空气冷却塔，电解槽清理采用真空掏槽装置。锌熔铸采用低频感应电炉熔化（或燃煤式反射炉），园盘铸锭机铸锭。 浸出渣处理采用干燥窑干燥后送回转窑挥发处理，产出的氧化锌尘就地浆化后泵送至浸出车间。 4、烟气收尘 锌浸出渣干燥窑烟气经两段旋涡收尘后排入大气，收集的烟尘送挥发窑处理。 浸出渣挥发窑烟气经冷却烟道、表面冷却器除尘，降温后送布袋除尘器除尘，然后经烟囱排入大气。 5、总图运输
5.1 总平面布置 以合理组织生产、改善厂区环境为原则，并结合场地地形、风向、各工序工艺特征以及尽量利用原有建构筑物等因素，将焙烧矿仓及湿法上矿布置在北端，浸出布置在中部，浓密净液、电积布置在场地西侧，浸出渣干燥及挥发布置在场地东侧，总降压站及整流所紧倚电积，锌熔铸布置在场地南端。其优点是：流程顺畅，物料输送线路短捷，能最大限度利用原有建构筑物，总降压站进出线短、方便，粉尘多的工序布置在场地下风向，能改善厂区生产环境等。 5.2 运输 总运输量48kt/a，其中运入28kt/a，运出约20kt/a，采用汽车运输。 6、给排水 6.1 给水 项目总用水量3934m3/d，其中新水757m3/d，循环水3177m3/d，水重复利用率80.7%。为节约水资源，项目设有三个循环用水系统。 6.2 排水 项目总排水量261m3/d，一般生产废水251m3/d，生活排水10m3/d。一般生产废水处理后循环使用，经处理后的生活废水直接排放，各车间跑、冒、滴、漏污水集中在各车间集液坑内，再返回生产过程中使用。 7、供电 7.1 电力负荷 总装机容量：8205kw
锌电解沉积 electrowinning of zinc x}nd一anJ一e ehenjl 锌电解沉积(eleetrowinning of:inc)采用不溶阳极，在直流电作用下使硫酸锌电解液中的锌沉积在阴极上的过程，为湿法炼锌流程的重要组成部分。工艺将已净化合格的硫酸锌溶液(简称新液)和返回的电解液(简称废液)按一定的比例混合后，连续不断地从电解槽的进液端送入电解槽，槽中插入用铅银合金板制成的阳极和压延纯铝板做的阴极。当通入直流电时，在阴极发生析出锌的反应: ZnZ++Ze—Zn 在阳极则发生水被分解成H+和氧气的反应: HZO一Ze—ZH十+l/202 锌电解沉积的总反应为: ZnSO;+HZO一Zn+HZSO‘+l/202 随着锌不断地在阴极上电解沉积，电解液中含锌量逐渐减少，而硫酸却相应增加。为使电解槽内电解液中锌和硫酸的浓度稳定地保持在规定范围，并维持稳定的电解液液面，须连续向电解槽加入新液，从另一端排出含锌50一609/L、硫酸120一2609/L 的废液。部分废液冷却后返回电解配液，以使电解槽内的电解液达到必要的循环速度。每隔一定周期(24~48h)取出沉积锌的阴极，经洗净后剥离锌。阴极锌经干燥后，送熔铸成产品锌锭。阴极铝板经刷洗处理，再装入电解槽中继续使少月。主要技术经济指标锌电积的主要技术条件和指标有电能消耗、电流效率、槽电压和电锌质量。电能消耗湿法炼锌每生产h电锌锭消耗电能3800一400Okw·h，电耗是构成电锌成本的重要部分。而锌电解沉积的电单耗达300。一3500kw·h，为总电能耗的79%一55%。因此，降低锌电解沉积的电能消耗，对降低电锌成本意义重大。从电解沉积电能消耗公式: 电能消耗(kW·h/t)~ 槽电压(V)只100 锌的电化当量(g/(A·h))x电流效率(环) 可知，锌的电化当量为一恒量，为降低电能消耗，应采取一切措施提高电流效率和降低槽电压。电流效率定义为实际产出的锌量和通过相同电量时，理论上应得的锌量比的百分数。生产中，除由于漏电和短路引起电流效率下降外，阴极上氢的析出是使电流效率下降的主要原因。因此，提高氢在阴极L的超电位，就可以提高锌电解沉积的电流效率。生产上常采用提高电流效率的措施有:提高电流密度(阴极电流密度一般为35。~600A/mZ)，控制好电解液的温度(常控制在308~313K)，加速电解液的循环，稳定电解液成分并合理使用添加剂。正常生产的锌电解沉积的电流效率为88%一92%。槽电压是影响锌电解沉积电能消耗的重要技术参数，降低槽电压就能相应降低电能消耗。槽电压由硫酸锌分解电压(占槽电压的75%一80%)，电解液电阻电压降(占13%一17%)，阴、阳极极板电阻电压降(占1%一1，3%)，阳极泥电阻电压降(占5%一6写)及各接触点电阻电压降(1%一1.4%)组成。一般工厂的锌电解沉积槽电压多控制在3.3一3.4V，如电流密度和极间距过大，也可能达到3.5一3.6V。可采取降低槽电压的措施有:使接触点导电良好，定期刷洗阳极泥，保持电解液中合适的镁、锰等离子的浓度。电锌质量电锌中的主要杂质有铅、福、铜。福主要来自新液，铜则是由于电解槽槽面操作不洁净引入的，铅基合金阳极是杂质铅的主要来源。生产实践中影响电锌质量的主要杂质是铅，铅是由于阳极腐蚀进入电解液，在电解沉积过程中沉积入阴极锌中的。因此，大多数的锌电积厂都采用耐腐蚀性能好的含银0.5% 一1%的铅银合金或铅、银、钙、惚四元合金制造的阳极。由于直接生成的PbO，膜较间接生成的致密，许多工厂采用预先镀膜的阳极，以减少从阳极进入电解液中的铅量。电解液中氯离子含量增加或电解液温度升高，都会引起阳极中铅的溶解，但当电解液中Mn与Cl 的浓度比大于3~3.5时，氯的有害影响受到明显抑制。提高电流密度以提高单位时间内锌的析出量，可相应降低电锌含铅量。向进槽电解液中添加铭或钡的碳酸盐，使之与铅形成溶解度更小的类质同晶硫酸盐共沉淀，可有效地降低电锌中的铅。设备锌电解沉积系统由贮槽、电解槽、阴极板、阳极板、废液冷却塔、管道、溜槽、输送泵和供电系统等组成。电解槽是一个钢筋混凝土制成的矩形槽子，内衬软聚氯乙烯塑料或环氧玻璃钢，也有用辉绿岩制成的。用单槽供液。阳极板材料一般为含
15万吨电解锌及综合回收利用 技改项目环境影响报告书 根据《建设项目环境保护管理条例》（xx令253号）和国家环境保护部《建设项目环境影响评价分类管理名录》的有关要求，xx科技有限公司已委托四川省川工环院环保科技有限责任公司承担15万吨电解锌及综合回收利用技改项目的环境影响评价工作，现项目环境影响报告书征求意见稿已编制完成（链接见附件1），根据《环境影响评价公众参与办法》等有关规定予以公示，征求与本建设项目环境影响有关的意见： 一、建设项目环境影响报告书概况 1.建设项目情况 项目名称：15万吨电解锌及综合回收利用技改项目 建设业主：xx科技有限公司 建设性质：改扩建 建设内容：本次改扩建工程，对二分厂现有电解锌生产线进行技改扩能，达到年产10万吨锌锭生产规模（其中5万吨锌锭送二分厂新建的1条5万t/a锌合金锭生产线制得锌合金锭），另新建1条1万t/a雾化锌粉生产线，新建1条处理规模达15万t/a的渣综合回收系统生产线，及辅助设施的建设；同时，企业将拆除一分厂现有24m2沸腾焙烧系统及配套设施。 2.区域环境质量现状
1）空气环境质量 本项目位于xx县，属于环境空气达标区，根据项目区域环境补充监测表明，项目其他因子满足《环境空气质量标准》（GB3095-20xx）二级标准和《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-20xx）中附录D中相关标准要求。 2）水环境质量 项目纳污水体为xx河，xx河监测断面的各监测因子中，能满足《地表水环境质量标准》（GB3838-20xx）III类标准限值的要求。 区域地下水均满足《地下水质量标准》（GB/T 14848-20xx）III类标准。 3）声环境质量 现状监测表明，项目拟建地各噪声监测点的昼、夜间噪声监测值均满足《声环境质量标准》（GB3096-20xx）中3类区标准。 4）土壤环境质量 项目所在地土壤环境质量评价执行《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—20xx）第二类用地筛选值及相关背景值参照标准，项目所在地土壤环境质量较好。 3.环保措施及达标排放 1）废气治理措施 本项目生产过程中，废气污染物主要来自渣回收系统，其中焙砂浸出废气、铜回收浸出废气、电解废气、氧化锌浸出废气、
湿法电解锌工艺流程选择概述 Ko 1工艺流程选择 根据原料成份采用常规得工艺流程，技术成熟可靠，劳动环境好，有较好得经济效益，同时综合回收铜、镉、钻等伴生有价金属。工艺流程特点如下：(1)挥发窑产出得氧化锌烟尘一般含气氟、氯、碑、铮杂质，且含有较高得有机物，影响湿法炼锌工艺，所以通常氧化锌烟尘需先进多膛焙烧脱除以上杂质。 (2)氧化锌烟尘与焙砂需分别进行浸出，浸出渣采用回转窑挥发处理，所产氧化锌烟尘送多膛焙烧炉处理。 (3)氧化锌烟尘浸出液返焙砂系统，经中性浸出浓密后，上清液送净液车间处理，净液采用三段净化工艺流程。 (4)净化后液送往电解车间进行电解。产出阴极锌片经熔铸后得锌锭成品O (5)净液产出得铜镉渣与姑渣进行综合回收(或外卖)o 1.6.2 工艺流程简述 焙砂经中浸、酸浸两段浸出、浓密、过滤，得到中浸上清液及酸浸渣。酸浸渣视含银品位进行银得回收后送回转窑挥发处理得氧化锌，经脱氟、氯，然后进行单独浸出，浸液与焙砂系统得浸出液混合后送净液。回转窑渣送渣场堆存。产出得中浸上清液经三段净化，即第一段用锌粉除铜镉；第二段用锌粉与钱盐高温除姑；第三段再用锌粉除复溶得镉，以保证新液得质量，所得新液送电解。电解采用传统得电解沉积工艺，用人工剥离锌片，剥下得锌片送熔铸，产出锌锭。 采用上述工艺流程得理由：主要就是该工艺流程基建投资省，易于上马，建设周期短、见效快、效益高。这在株冶后10万吨电锌扩建、广西、云南、贵州等多家企业得实践中，已得到充分证实与肯定。
对净液工艺得选择，目前国内外湿法炼锌净液流程得发展趋势，主要就是溶液深度净化。采用先冷后热得净液流程，为保证净液质量，设置三段净化，当第二段净化质量合格时，也可以不进行第三段净化，直接送电解。该流程稳妥可靠，净化质量高，能满足生产0#锌与1#锌得新液质量要求。 作业制度，拟采用连续操作，国内西北冶、株冶等都有生产经验。与间断操作相比，可大减少设备得容积，减少设备数量，相应可减少厂房建筑面积，故可大幅度降低基建投资。 1、、3综合利用及环境保护 浸出渣可根据含银品位高低进行银得回收后再送回转窑处理，所得氧化锌经脱氟、氯后进入氧化锌浸出系统，进一步回收锌、锢等有价金属。 净液所得铜镉渣经低酸浸出后，所得铜渣可作为炼铜原料出售。 浸出液经锌粉置换，所得贫镉液含锌很高，返回锌浸出车间，所得海绵镉进一步处理后，获得最终产品镉锭出售。 净液所得姑渣，经酸洗脱锌后根据含姑品位再考虑就是否回收姑，暂时先堆存（或外卖）。 熔铸所得浮渣，其粗粒可返回熔化或作生产锌粉用。处理所得氧化锌可作为生产硫酸锌或氯化锌得原料，根据需求而定。 各湿法炼锌车间得污酸、污水，经中与沉处理后，可达到国家工业排放标准。 为合理使用电能，本设计根据国外电解工厂得经验，电流密度采用白天低(400A/ m2)夜间高(500A/ m2)得操作制度；根据比利时老山锌公司、日本得彥岛、饭岛、小鸣浜与安中等国外诸多10万吨/年以上电锌厂电解车间采用自然通风、局部强制通风与两班制剥锌得生产经验，本设计采用车间自然通风，所有可能产生酸雾得溜槽与贮槽均加盖并予以强制抽风，剥锌厂房局部強制通
行政部门员工生产工艺学习指南 紫金有色金属有限公司 二0一一年四月
目录 公司简介 (1) 10万吨/年锌冶炼整体生产网 (2) 焙烧制酸生产工艺简介 (3) 浸出生产工艺简介 (7) 净化生产工艺简介 (12) 电解生产工艺简介 (14) 锌粉生产工艺简介 (16) 熔铸生产工艺简介 (16) 综合回收生产工艺简介 (17) 水汽车间生产工艺简介 (21)
紫金有色金属有限公司是紫金矿业集团控股子公司，公司成立于2004年10月，注册资本3.75亿元，现有总资产27.6亿元，员工2500余人。地处工业园区，是国内大型有色金属冶炼企业，自治区重点工业企业，自治区循环经济发展示范企业，也是首批通过国家工业和信息化部全国《铅锌行业准入条件》审核的8户铅锌企业之一。公司的20万吨/年锌冶炼工艺采用热酸浸出—低污染沉矾除铁湿法炼锌工艺，目前公司已具备年产锌锭22万吨、硫酸40万吨的产能，年产值可达40亿元以上。 控股公司紫金矿业集团股份有限公司（A+H）是一家以黄金及基本金属矿产资源勘查和开发为主的高新技术效 （H股票代码：2899,A 益型特大国际矿业集团，是中国最大的黄金生产企业和中国控制金属矿产资源最多的企业之一。 股票代码：601899）。 公司积极开展矿产资源整合和风险勘探工作，目前紫金在当地控股矿山一座，参股矿山一座，控制锌资源金属量300多万吨，原料自给率可达50%以上；现有矿权17个，矿权面积1000余平方公里。 公司始终将科学管理、安全环保、节能减排和发展循环经济作为企业可持续发展及构建和谐企业的核心来抓，成立了技术研发中心，已对伴生的铜、镉、钴、铅银等有价金属全部实现了综合回收利用，对饱和蒸汽实施了余热发电项目，建成了水污染和尾气在线监控系统，在国内首次成功应用离子液尾气吸收技术，使公司尾气排放在达到国家一级排放标准的基础上再减少了2/3的尾气排放量，成为内蒙古自治区循环经济示范企业，公司技术研发中心被认定为自治区级技术中心，巴彦淖尔市“环境友好型企业”，公司先后荣获“科技进步一等奖”、自治区“科技进步三等奖”。2007年通过了“三标一体”认证；公司“紫金”牌锌锭为上海期货交易所交割品牌；公司实验室通过国家实验室认证，紫金牌锌锭被内蒙古自治区品牌协会授予“内蒙古著名品牌”。公司先后荣获“全国劳动关系和谐企业”、“2007内蒙古自治区国税纳税50强”、“内蒙古自治区五一劳动奖状”、内蒙古自治区“AAA级诚信企业”。 公司的发展目标是将企业建成中国著名的有色金属选冶及深加工基地、行业先进生产力代表企业，最终实现探、采、选、冶、加工一体化的集约经营，使公司成为全球重要而极富竞争能力的锌等有色金属材料供应基地。