電解鋅含鉛高的原因分析及對策措施

韓海燕

（丹霞冶煉廠，廣東 韶關 512325）

電解鋅含鉛高的原因分析及對策措施

韓海燕

（丹霞冶煉廠，廣東 韶關 512325）

為提高鋅錠質量，對電解鋅含鉛進行了研究，分析了電解鋅中鉛的來源，以及導致電解鋅中含鉛高的主要因素，提出了降低電解鋅含鉛的措施。

電解鋅；含鉛量；陽極板；錳離子

工廠采用鋅氧壓浸出工藝并綜合回收鎵鍺等稀貴金屬的鋅冶煉工藝，主工藝系統包括磨礦、氧壓浸出、硫回收、中和置換、除鐵、鐵渣過濾、凈化、鋅電積、熔鑄等。工廠采用3.2㎡大極板全自動剝鋅機組等關鍵設備，實現了高度的自動化、信息化控制。

金屬雜質離子是影響鋅離子在陰極放電的主要因素之一。在鋅電積過程中，當電解液中的雜質離子濃度達到一定程度時，隨著電解時間的延長，直接影響陰極鋅的質量。要提高陰極鋅的質量，必須加強電解液的凈化，降低溶液雜質的含量。

工廠鋅錠質量一直較穩定，但2014年0#品級率下降，出現了部分1#鋅，甚至是2#鋅。出現1#和2#鋅的主要原因是電解鋅中雜質鉛超標造成的。鉛是影響電鋅質量的最主要雜質，由鋅電積過程中鉛的平衡可知，溶液中鉛離子有76.4%進入到陰極。因此，為提高鋅錠質量，主要從降低電解鋅的含鉛量入手。

1 電解液中含鉛高的原因分析

電解液中的鉛主要來自Pb-Ag合金陽極板及微量來自原料中的鉛被溶解為硫酸鉛進入硫酸鋅溶液中。

（1）陽極板工作狀態分析。工廠從2013年到2014年，陽極板每月更換數量大大增加。如圖1所示。

圖1 陽極板更換數量

由于陽極板未及時定期更換或損壞較多，陽極的保護工作不到位均可使電解液中Pb離子增加。新上槽的陽極板鍍膜效果不好或未及時鍍膜，短期內大量更換新板，導致系統中鉛含量升高。

（2）電解液酸、鋅含量、新液含鋅分析。電解過程中，電解液中鋅、酸含量與析出鋅狀態及電解液中含鉛量有著直接關系。

從圖2中可看出，電解液中酸、鋅含量升高，析出鋅的含鉛量也隨著升高。

在鋅電積過程中，由于極化產生氫的超電壓，氫的超電壓越大，越有利于鋅的析出。隨著電解液中酸、鋅含量的升高，氫的超電壓逐漸降低，氫越容易在陰極放電析出。隨著氫氣的析出，陰極鋅容易變得疏松，甚至成海綿狀，越有利于鉛等雜質帶入鋅片，導致陰極鋅的化學質量下降。同時，隨著酸度的升高，對陽極的腐蝕加劇，也造成陰極鋅含鉛的升高。

圖2 電解液酸、鋅含量與電鋅鉛含量的關系

在實際生產中，新液含鋅較高，會相應造成電解過程酸含量的不斷上升。從圖3可看出，新液含鋅量在不斷升高。為了保證適當酸鋅比控制，只有提高溶液的鋅含量，由此往復循環使電解液含酸進一步升高。

圖3 新液含鋅

因此，合理控制新液含鋅、穩定控制電解液含酸、鋅，對陰極鋅的化學質量有很大影響。

（3）系統溶液中錳含量的分析。從圖4中看出，電解液中錳含量的下降對鋅錠中的鉛含量影響顯著。當發現錳的下降趨勢后開始向系統內大量補錳，電解液中錳含量很快上升，但電鋅的含鉛量并沒有及時好轉。從錳貧化率數據分析來看，可能電解槽內產生了大量陽極泥，按正常掏槽速度進行不能將陽極泥從系統內及時排出，需及時調整掏槽速度。

（4）電解液中氯含量的分析。從圖5可看出，電解系統內Cl-含量大幅降低，已經在很大程度上減少了Cl-對陽極的腐蝕。

（5）電流密度的分析。電流密度的合理控制也會對電鋅的鉛含量有一定影響。Pb離子按極限電流密度析出，當電流密度增加時，同時間內析出鉛量不變，而析出鋅量增加，相對鉛含量下降。從圖6可看出，電流密度、電流效率和析出鋅中含鉛量有一定的線性關系。

TF111

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1671-3818（2016）04-0004-02