锌电解槽计算.doc

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 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） 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： 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。 Q1=吨 式中： Q1----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，%。 Q1=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。 ×106 米2 式中： F-----阴极有效总面积，米2 Q-----每日产出的阴极锌量，吨； D-----阴极电流密度，安培/米2； η-----电流效率，%； 1.2195----锌的电化当量，克/安培； 24-----电解析出时间，小时。 F=×106=15086米2 阴极边上装有塑料绝缘条，没边各占区阴极板宽7毫米，阴极浸没于电解液的深度为0.87米，则每片阴极的有效面积（按两面计）为： f阴 =0.87×（0.666-0.007×2）×2=1.13米2 故共需阴极片数n==片 设一个电解槽装阴极片32块，则共需电解槽数为：个 每个电解槽的阴极总面积为：