硫酸鹽電鍍鋅過程的節能與陽極

硫酸鹽鐵絲電鍍鋅是金屬制品行業應用最廣泛的電鍍工藝之發色處理一。 硫酸鹽電鍍鋅在電鍍過程中的能耗主要發生在電能轉換為化學能的過程，在轉化過程中有多項因素對能耗大小的起著關鍵因素，例如陽極狀態、鍍液狀態、鐵絲狀 態、導電系統、直流電源等。它們自始至終都和電能有著不可分割的關系，硫酸鹽電鍍鐵絲所采用的工藝流程、工藝配方、工藝裝備以及生產的工藝參數等都和節能 降耗有著較為密切的關系。以往同仁對硫酸鹽鐵絲電鍍鋅生產過程中的退火、拔絲等方面的節能降耗研究較多，而對電鍍方面的節能降耗則較少。

1、硫酸鹽鐵絲電鍍鋅機理

電 鍍時電流效率的概念可以定義為用於主反應的電量在總電量中的百分數。用符號η來表示，通常陰極電流效率用ηk表示，陽極電流效率用ηa表示。一般生產中在 保證鍍層質量的前提下，一是希望電流效率越高越好，電流效率越高，則意味著消耗電能越少；二是希望陰、陽極的電極效率相等或相近，這樣溶解下來的鋅與鐵絲 陰極上析出的鋅相等或相近，才能保證溶液中的鋅離子的穩定。如果兩極電流效率相差很大，鍍液中鋅離子濃度變化也很大，最終會使鍍液失去平衡而無法進行正常 的電鍍生產。電鍍設備與電極反應，硫酸鹽電鍍鐵絲電鍍鋅是由直流電陽極處理源、 彙流排、導電輥、陽極架、鋅陽極、陰極鐵絲、電鍍槽、電鍍液等部份組成。當電流通過電極和鍍液界面時，必然伴隨著兩種不同的電極反應：陽極反應與陰極反 應。鍍液中的鋅離子在陰極鐵絲得到電子被還原成金屬鋅並沉積在鐵絲表面，在陽極上，鋅原子失去電子成為鋅離子進入溶液，鋅從鋅錠上轉移到鐵絲表面，從而完 成了電鍍鋅過程。

2、合理選用陽極材料及配置陽極

不溶陽極材料的選擇，由於金屬鉛具有良好的導電性能，價格低廉，而且在硫酸鹽電鍍鋅的生產條件下，又具有良好的耐腐蝕性能，所以硫酸鹽鐵絲電鍍鋅工藝中多選電鍍用 金屬鉛作為電鍍鋅用不溶性陽極材質，然後在其上面再放置鋅錠作可溶性陽極。在電鍍鋅的生產條件下，鉛陽極表面生成一層二氧化鉛薄膜。這層二氧化鉛膜就是陽 極架的工作表面，其實質是一層導體膜，在這層二氧化鉛膜上進行著主要的陽極反應—析氧反應。然而這層二氧化鉛薄膜往往是以粒狀分布在鉛陽極表面上，疏松多 孔，結合力不好。在電鍍鋅的過程中，鍍液中的水分子或陰離子容易通過二氧化鉛膜層中的微孔與陽極基體發生作用，導致鉛基體的逐漸溶解以及二氧化鉛膜層的脫 落。鉛陽極的溶解與二氧化鉛膜層的脫落，給硫酸鹽電鍍鐵絲電鍍鋅帶來了嚴重的質量問題鋁表面處理和 能耗損失。另外一種應用比較廣泛的鉛的二元合金陽極是鉛錫合金陽極。鉛錫合金陽極中錫的含量一般是5%。實驗證明其同純鉛陽極相比具有氧析出過電位低、陽 極失重少、二氧化鉛膜層致密、耗能低等特點。在同樣的陽極電流密度下，鉛錫合金陽極的鉛的失重更小，當然這還與鍍液中的氯離子含量有關，因為微量氯離子對 二氧化鉛膜層就有極大破壞作用，使鍍液中鉛硬陽處理離子超標，鍍鋅層發黑。

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