下载文档原格式
降低电积锌直流电耗分析传统的湿法炼锌过程中,电积能耗直接影响冶炼的生产成本。
锌电积直流电耗受各种因素影响，联系当前生产实践分析了这些影响因素,并提出了相应的解决方法及节电措施。
湿法炼锌是在低温（25-250℃）及水溶液中进行的冶金过程。
目前，世界上锌产量的80%以上都是采用湿法工艺生产的。
在湿法炼锌工艺中，电积是主要的耗电工序，其电耗占整个工艺能耗的70%以上，因此，降低电积电耗，对于湿法炼锌厂降低生产成本有着积极的意义。
锌电积电耗锌电积电耗主要包括交流电耗和直流电耗2部分。
交流电耗主要发生在循环酸泵、冷却塔风机、掏槽真空泵等机械设备上，其在锌电积系统中占总能耗的比例仅为3%-4%，因此，电积电耗以直流电耗为主。
在锌电积过程中，析出1t阴极锌需要的电能为：W=U×103/Q·η（1）式中W－直流电耗，kW·h/t;U-槽电压V，η-电流效率%，q-锌的电化当量， 1.219.5g。
A·h)。
从。
1)式可以看出，锌电积电耗与槽电压成正比，与电流效率成反比。
因此，要降低锌电积电耗，必须降低槽电压或提高电流效率。
锌电积的节能措施降低槽电压槽电压对锌电积的电能消耗有重要影响。
电积过程中槽电压的情况见表1由表1可以看出，一个电解槽的电压降（U）由硫酸锌分解电压（U分）。
电积液电阻电压降（U液）。
阴、阳极电阻电压降（U极）。
接触点上电压降（U 接）。
阳极泥电压降（U泥）阳极泥等5项组成即：U=U分+U液+U极+U接+U泥。
（2）式（2）表明，通过降低分解电压和电阻电压，可以降低槽电压。
降低硫酸锌的分解电压硫酸锌分解电压由理论分解电压。
E理）、阴极超电压（η阴）和阳极超电压（η阳）组成，如下式:U=)()(1303.2)([)]()(1303.2)0([222Zn Zn ga FRT Zn E O OH ga F RT E o o ηη++-+++=)()()](1303.2)([)](1303.2)([222ZN O Zn ga FRT Zn E OH ga F RT O E o o ηη+++-++。
锌电解沉积过程电解槽建模与优化控制技术研究锌电解沉积过程电解槽建模与优化控制技术研究一、引言锌是一种重要的金属材料，在许多领域中广泛应用。
锌电镀是一种常见的表面处理技术，通过电解将锌溶液中的锌离子沉积在金属表面，形成一层均匀的锌镀层。
合理控制锌电解沉积过程对于确保镀层质量和降低能源消耗至关重要。
本文将着重研究锌电解沉积过程的电解槽建模和优化控制技术。
二、锌电解沉积过程锌电解沉积过程是通过在电解槽中施加直流电压，使得锌溶液中的锌离子向阳极迁移，然后在阳极上释放电子，最后与阴极上的金属表面上的氢红化成金属锌沉积。
电解槽的设计和操作参数将直接影响沉积速率、镀层均匀性和能源消耗。
三、电解槽建模电解槽建模是研究锌电解沉积过程的关键一步。
通过建立电解槽的数学模型，可以预测锌电解沉积的速率和沉积均匀性，为优化控制提供依据。
电解槽建模需要考虑电解过程中的电流分布、离子传输、物质输运等一系列复杂的物理和化学反应。
四、优化控制技术优化控制技术可以通过调整电解槽的操作参数，实现锌电解沉积过程的最佳效果。
传统的控制方法往往基于经验和试错，效果较差。
近年来，基于模型的优化控制技术受到研究者们的广泛关注。
该技术通过将电解槽的数学模型与优化算法相结合，实现对操作参数的优化搜索，从而最大程度地提高锌电解沉积的效果。
五、电解槽建模与优化控制技术研究进展在电解槽建模方面，研究者们通过建立质量守恒、动量守恒和电荷守恒方程，考虑电解槽中的电流分布和离子传输过程，成功地建立了锌电解沉积过程的数学模型，并对模型进行了验证和修正。
在模型优化控制方面，研究者们采用了各种各样的优化算法，包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等，以实现对锌电解沉积过程的优化控制。
六、研究展望锌电解沉积过程的电解槽建模与优化控制技术研究在工业应用中具有重要意义。
通过建立准确的数学模型，可以预测电解槽的操作参数对沉积速率和镀层均匀性的影响，为优化控制提供依据。
通过优化控制技术，可以实现锌电解沉积过程的能源消耗最小化和镀层质量的最优化。
电解槽漏电检测及计算电解槽是一种用于电化学反应的装置，常见的使用是在电池制造或者电镀工业中。
由于电解槽承载了高电压和大电流的工作条件，所以对于其的漏电情况的检测是非常重要的。
一、漏电检测漏电是指从电解槽的金属结构或者电极中的电流通过物料的介质或者介质中的气体泄漏到周围环境中。
当漏电达到一定程度时，可能会引起火花、电压下降或者电解液溅出等不良后果。
因此，对于电解槽的漏电情况需要进行检测。
一般来说，电解槽漏电检测可以通过以下几个步骤来完成：1.检查电解槽的绝缘情况：要确保电解槽的金属结构和电极都没有发生绝缘性损坏，没有明显的电流泄漏点。
可以使用绝缘电阻仪来进行测量，如果测得的绝缘电阻较低，说明存在漏电现象。
2.检查电解槽附件的接地情况：通常情况下，电解槽都会有一个接地电阻来避免漏电现象。
可以通过检查接地电阻是否存在异常或者断裂来判断漏电情况。
3.检测电解液的外漏情况：电解槽中的电解液如果发生外漏，可能会导致周围环境带电。
可以通过温度上升、浓度变化或者物料泄出来判断是否存在电解液外漏现象。
4.使用负载电流表进行直流电流测试：如果上述步骤都不能确认漏电情况，可以通过使用负载电流表直接测量电解槽的电流，从而判断是否存在漏电。
二、漏电计算如果确认了电解槽存在漏电情况，那么可以通过计算来确定漏电的具体程度。
1.计算电解槽的总电流：通过测量整个电解槽的电流，可以得到总电流值。
2.计算漏电的部分总电流：漏电的部分总电流可以通过减去其他部分的电流来计算得到。
例如，可以通过减去阳极和阴极反应的电流来计算漏电的部分总电流。
3.计算漏电电流密度：漏电电流密度可以通过将漏电的部分总电流除以电解槽表面积来计算得到。
根据电解槽的材料、形状和大小，可以确定电解槽的表面积。
4.判断漏电严重程度：根据漏电电流密度的数值大小，可以判断漏电的严重程度。
一般来说，漏电电流密度越大，漏电越严重。
总结：电解槽漏电是一个需要重视的问题，可以通过绝缘检测、接地检查、电解液检测和电流测量来确定漏电的情况。
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）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）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 η1 = 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）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：0038.0100006.00072.64=⨯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=ηβm 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；β----用于制造锌粉之锌锭占年产锌锭量的百分比，%； m ----年工作日，日；η----阴极锌熔铸直收率，%。
Q 1=22597.0330)028.01(70000=⨯+吨/日（2）阴极有效总面积及片数的计算 阴极有效总面积的计算。
请教：复极式自然循环电解槽接地原因？4 R1 c, O+ L5 d9 H1 x高电流密度复极式自然循环电解槽已被许多氯碱企业采用。
电解槽的接地故障是生产中易出现的问题，对设备的危害也比较大。
望有经验的人士能讲解一下有哪些原因能使电解槽接地故障，有什么办法可以避免？谢谢！解槽一方面有要求接地的，一方面有要求不能接地的，1、要求接地的地方是：电槽基座和阴阳极液进出口总管必须接地。
万一漏电防止伤人和氢气爆炸。
接地电阻要小于4Ω2、电槽其它别的地方不能接地：接地的故障原因有，槽框漏液、垫片严重泄漏、意外搭铁、有水浇注等都可能引起电槽接地，严重时可能烧坏电槽，也可能引起爆炸，3、避免的办法就是电槽设置二个接地继电器，一个在正半区保护，一个在负半区保护，并设接地电压报警电压值±10V、接地电压与整流器连锁跳闸停车电压值±30V。
电槽通电的部位不允许安装接地线，而不通电的地方一定要安装接地线，这就跟电机外壳安装接地线是一样的道理，就是为了把感应电或者轻微的漏电流导入大地，避免人身伤害的发生。
2 U6 |$ E- l- k! |. Z电槽在首端（阳极母线）、中间单元槽、末端（阴极母线）之间安装一个电桥，用于检测中点电压的偏移，正常情况下，通过调整电桥电位器，使中点电压为0，生产中，中点电压一旦出现很大的偏差，系统会判断电槽有击穿或者局部对地短路情况发生，从而引发联锁停车。
电槽接地情况的发生，多是因为管理不善引起的，电槽中所有的起绝缘作用的垫板、垫片均要保持完好，不能有电解液等液体存在，也不能出现焦糊、击穿的情况，这些都是引发对地漏点的原因。
所以，做好电槽的绝缘就能够满足日常的要求，关键还是看管理。
离子膜烧碱厂，三分技术七分管理才能见成效。
如果过电解槽的接地零点发生偏移，却没有找到明显的非正常接地，还会有什么原因造成呢？某个单元槽出现了问题？（槽电压一般单元槽击穿会造成电解槽接地故障电解槽一方面有要求接地的，一方面有要求不能接地的，1、要求接地的地方是：电槽基座和阴阳极液进出口总管必须接地。
锌电解的目的与原理锌电解的目的是通过电解锌溶液，将锌阳极上的金属锌溶解到溶液中，然后在阴极上还原为纯净的金属锌。
锌电解的原理是基于电解质溶液中的离子导体能够在外加电压下迁移和转移电荷的特性。
锌电解的步骤如下：1. 准备电解槽和电解液：将锌阳极和铜阴极插入电解槽中的锌硫酸溶液中。
锌阳极和铜阴极要保持一定的距离，以避免短路。
2. 施加电压：通过外部电源施加电压，在锌阳极和铜阴极之间建立电场。
电场的方向是由锌阳极向铜阴极。
3. 锌阳极溶解：施加电压后，锌阳极上的金属锌会溶解到锌硫酸溶液中。
这是因为金属锌的氧化电位较低，所以它会释放出电子，形成Zn2+离子。
溶解的反应可以表示为：Zn(s) →Zn2+(aq) + 2e-。
4. 锌离子迁移：在施加电压的作用下，锌离子会从锌阳极迁移到铜阴极，并沉积在铜阴极上。
这是因为铜的氧化电位更高，所以它比锌更容易接受电子，发生还原反应。
还原反应可以表示为：Zn2+(aq) + 2e- →Zn(s)。
5. 锌离子沉积：随着锌离子在电解液中的迁移，它们会在铜阴极表面逐渐沉积并形成金属锌。
锌电解的原理是基于电解质溶液中的离子迁移和电荷转移的特性。
当施加外部电压时，电解质溶液中的阳离子会向阴极迁移，而阴离子会向阳极迁移。
在锌电解中，锌离子(Zn2+)是阳离子，会朝着铜阴极移动。
同样地，硫酸阴离子(SO42-)是阴离子，会朝着锌阳极移动。
在电解过程中，物质的电离和电荷转移相互作用，使得锌离子从阳极溶解到溶液中，然后通过电场迁移到阴极，并还原为金属锌。
锌电解在工业中有广泛应用。
其中一个主要应用是锌电镀。
通过锌电解，可以在金属表面形成一层均匀的锌金属保护层，从而防止金属氧化和腐蚀。
锌电镀常用于汽车和建筑行业，保护钢铁制品免受氧化和腐蚀的影响。
总之，锌电解的目的是通过电解锌溶液，将锌阳极上的金属锌溶解进溶液中，并在铜阴极上还原为纯净的金属锌。
这一过程依赖于离子在电场中的迁移和电荷转移的特性。
锌电解的目的与原理锌电解是一种常见的电化学反应，其目的是通过电解过程将锌金属转化为溶解态的锌离子。
锌电解的原理基于电解质溶液中的离子迁移和电子转移。
锌电解的目的之一是用于锌的提取和精炼。
锌是一种重要的金属，广泛应用于电池、合金、镀层等领域。
通过锌电解，可以将锌金属从矿石或废旧物品中提取出来，并得到高纯度的锌。
锌电解的原理涉及到电解质溶液中的离子迁移和电子转移。
在锌电解中，通常使用含有锌离子的电解质溶液，如硫酸锌溶液。
锌离子在溶液中以Zn2+的形式存在。
在锌电解过程中，需要一个电解槽，其中包含两个电极：阳极和阴极。
阳极通常由铅制成，阴极则是锌金属板。
阳极和阴极之间通过电解质溶液连接。
当外部电源连接到电解槽时，电流开始流动。
在电解质溶液中，锌离子会向阴极迁移，同时电子从阴极流向阳极。
在阴极上，锌离子接受电子并还原为锌金属。
这个过程称为还原反应。
还原反应的化学方程式为：Zn2+ + 2e- →Zn在阳极上，电子流向阳极，发生氧化反应。
在锌电解中，通常发生水的氧化反应，生成氧气和氢离子。
氧化反应的化学方程式为：2H2O →O2 + 4H+ + 4e-整个锌电解过程可以总结为：锌离子在电解质溶液中向阴极迁移，接受电子并还原为锌金属，同时水在阳极发生氧化反应，生成氧气和氢离子。
锌电解的原理还涉及到电解质溶液中的离子迁移。
在电解质溶液中，离子迁移是由于电场力的作用。
当外部电源连接到电解槽时，电源产生的电场会引起溶液中的离子迁移。
正离子（如锌离子）会向阴极迁移，负离子则会向阳极迁移。
锌电解的效果受到多种因素的影响，包括电流密度、电解质浓度、温度等。
较高的电流密度和较低的电解质浓度可以提高锌电解的效率。
此外，温度的升高也有助于提高锌电解的效果。
总之，锌电解是一种通过电解质溶液中的离子迁移和电子转移将锌金属转化为溶解态的锌离子的过程。
锌电解的目的是用于锌的提取和精炼，其原理涉及到锌离子的还原和水的氧化反应，以及电解质溶液中的离子迁移。
锌电解沉积工艺现状及发展方向中南大学——株洲冶炼集团工程硕士班王海波一、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＋0.5O2二、锌电解液成分及锌电积生产过程（一）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 （二）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。
三、锌电解生产的操作过程（一）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。
