学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

提高锌电解过程的电流效率的系统研究

作　者: 许克昌
导　师: 刘龙玉；蒋祉刚
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料冶金
关键词: 锌冶金湿法炼锌电流效率
分类号: TF813
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 276次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

湿法炼锌由焙烧、烟气制酸、浸出、净液、电积、熔铸等主要工序组成。20世纪80年代后,湿法炼锌的产量已占世界总锌产量的80%以上。采用焙烧一浸出一电积工艺生产的锌占世界锌总产量的80%以上,但湿法炼锌的电耗高则是该法的一大缺陷。从硫化锌精矿经焙烧、浸出直至获得电锌的总能耗大约为50×10⁹J/（t·Zn）.其中电积工序的能耗大约占80%左右,降低锌电积工序的能耗是湿法炼锌节能降耗,提高经济效益的重要途径。首先进行锌电积动力学分析,电极过程是在与平衡电位不同的电位下,在电极表面随时间而发生的各种变化的综合过程,影响锌电积的主要环节是电化学反应本身,其次通过热力学分析,锌电积原理:经过净化后的ZnSO₄水溶液,以Pb-Ag合金作阳极,纯铝压延板作阴极,在直流电的作用下,溶液中带正电荷的Zn²⁺在阴极上放电析出锌,水分子发生电离以产生新的OH^-离子,OH^-离子在阳极上放电产生O2。通过对现行电解系统的各种条件的检测,导致电流效率低下的主要原因,（1）镁离子浓度;（2）F、Cl含量;（3）电解液中的硫酸含量;（4）槽面管理;（5）三系统阴极锌粘带阳极泥情况;（6）剥阴极锌片的过程中;（7）阴极锌片出槽情况;（8）装槽后情况;（9）阴极极板。本文主要是对云南罗平锌电股份有限公司这样一个中型企业,生产电解锌的过程进行了严格的考查,针对如何提高电流效率作了详细的研讨,对存在的问题进行了改进试验。采用如下改进试验方案:（1）控制镁离子浓度。（2）采取除F、Cl的措施。（3）撤换极板。（4）强化管理。最后,通过此工艺流程,即控制镁离子浓度25g/L以下,氟控制在80mg/L以内,氯控制160mg/L以内,得到了电流效率为85%以上的好效果。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-22
  1.1、湿法炼锌的发展历程和具有里程碑意义的重大事件  10-18
    1.1.1 我国湿法炼锌发展概述  10-16
      1.1.1.1 我国湿法炼锌工艺及设备的进展  11-16
        1.1.1.1.1 湿法炼锌工艺的进展  11-15
        1.1.1.1.2 湿法炼锌设备的发展  15-16
    1.1.2 国外湿法炼锌发展概述  16-18
      1.1.2.1 国外湿法炼锌工艺及设备的进展  17-18
        1.1.2.1.1 国外湿法炼锌工艺的进展  17-18
  1.2 提高电流效率在湿法炼锌工艺中的重要作用及已经形成的技术积累  18-20
    1.2.1 提高电流效率在湿法炼锌工艺中的重要作用  18
    1.2.2 提高电流效率在湿法炼锌工艺中已经形成的技术积累  18-20
      1.2.2.1 提高电解液的纯度  18
      1.2.2.2 降低系统有机物的含量  18-19
      1.2.2.3 增加阴极板的有效面积  19
      1.2.2.4 控制好电解液的酸度  19
      1.2.2.5 缩小极距。增加极板  19
      1.2.2.6 降低电流密度  19
      1.2.2.7 缩短阳极清理周期  19-20
      1.2.2.8 添加剂的使用  20
  1.3 罗平锌电公司电锌厂的现状及项目提出的背景  20-22
第二章试验的理论基础和支撑条件  22-35
  2.1 动力学分析  22-25
    2.1.1 电化学动力学  22-23
    2.1.2 扩散动力学  23-25
  2.2 热力学分析  25-27
    2.2.1 法拉第电解定律  25-26
    2.2.2 能斯特公式  26-27
  2.3 锌电解阳极过程  27-28
    2.3.1 铅阳极的溶解与保护  27
    2.3.2 氧在阳极上析出的超电压  27-28
    2.3.3 其它阳极反应  28
  2.4 锌电解阴极过程  28-31
  2.5 电流效率及其影响因素  31-35
    2.5.1 电流效率  31
    2.5.2 槽电压  31-32
    2.5.3 杂质在电积过程中的行为及电积锌质量控制  32-35
      2.5.3.1 在阴极上放电的杂质离子  32-33
        2.5.3.1.1 铅、镉、锡、铋等金属离子  32
        2.5.3.1.2 钴、镍、铜等金属离子  32
        2.5.3.1.3 锗、砷、锑等杂质元素  32-33
      2.5.3.2 在阳极上放电的杂质离子  33
      2.5.3.3 在阳极和阴极不放电析出的杂质元素  33-35
第三章提高锌电解电流效率的系统工程研究  35-62
  3.1 工业生产实践中技术、装备及管理现状调查  35-45
    3.1.1 技术指标的控制  35-41
      3.1.1.1 电压、电流、极距  35
      3.1.1.2 电解液的成份及温度的控制  35-39
      3.1.1.3 敏感及特殊杂质元素的控制情况:  39-41
    3.1.2 输电汇流排、导电铜夹运行情况  41-42
      3.1.2.1 输电汇流排的运行情况  41
      3.1.2.2 导电铜夹的运行情况  41-42
    3.1.3 现场管理  42-44
      3.1.3.1 阴阳极回收  42
      3.1.3.2 槽面管理  42
      3.1.3.3 现行电解电流效率的查定  42-44
    3.1.4 存在的主要问题及改进试验方案  44-45
  3.2 技术改进的试验内容及结果  45-55
    3.2.1 深度净化  45-52
      3.2.1.1 控制镁离子浓度  45-51
      3.2.1.2 控制氟、氯积累  51-52
      3.2.1.3 提高电解液的纯度  52
    3.2.2 引入先进的电解制度  52-53
      3.2.2.1 合理使用添加剂  52-53
      3.2.2.2 强化电解液循环  53
      3.2.2.3 降低系统有机物的含量  53
    3.2.3 降低总电阻  53-55
      3.2.3.1 降低电积液电阻  53-54
      3.2.3.2 降低电流密度  54
      3.2.3.3 缩小极距,增加极板  54-55
      3.2.3.4 降低电流密度  55
  3.3 装备改进  55-59
    3.3.1 采用节能阳极  55-56
    3.3.2 极板修复及更换  56-57
    3.3.3 冷却塔改造  57
    3.3.4 变压器增容和整流器改造  57-58
    3.3.5 阳极母带改造  58
    3.3.6 改进阴、阳极的联接方式  58
    3.3.7 降低极板及接触点电阻  58-59
    3.3.8 降低阳极泥电阻  59
  3.4 生产现场管理改进  59-60
    3.4.1 缩短阳极清理周期  59-60
    3.4.2 加强槽面管理  60
    3.4.3 加强查导电  60
    3.4.4 改进掏槽横电方式  60
  3.5 系统改进后达到的结果  60-62
第四章问题讨论  62-63
第五章结论  63-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表的论文  67

提高锌电解过程的电流效率的系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文