电解制锌电解质溶液中有机物的测定

电解制锌电解质溶液中有机物的测定目前，湿法冶炼锌工艺中，电解工序是生产锌锭最关键的一步，它对成本高低和电锌质量影响最大。电积过程的有机物的选择及加入量和加入方式对电解操作指标的控制和环保要求具有重要的意义。进入电解液的有机物主要有三类：一类是为了改善阴极析出锌的物理化学质量、降低槽电压和改善工作环境而加入的有机添加剂，如胶、B－萘酚以及萘的磺酸盐等；另一类是从原料次氧化锌带入的，原料来至于矿物的浮选，因此可能残存的有机物有：3号絮凝剂、黑药、黄原酸盐、脂肪酸等，还有一类是操作失误带入的，如：润滑油。后二类有机物是我们不希望带入的，它们的含量虽低，却可能会恶化电解操作，导致生产事故。如果有机物浓度太大，会影响电解过程中锌的析出，甚至最终导致“烧板”，造成严重的经济损失。因此对电解制锌过程中有机物的浓度监控进行研究，并在此基础上改进有机物的去除工艺，为生产出合格的电解锌液提供实验依据。能较好地解决电解制锌行业的技术难题，降低生产成本，降低能耗，为地方经济服务，获得较好的经济效益和社会效益。1有机添加剂对锌电积的影响1.1胶胶是一种在电解工业上广泛使用的添加剂，锌电积中常使用动物胶，它是从动物的皮、骨、肌腱、韧膜等结缔组织的生胶中制取的。主要成分是蛋白质，通常用简单的氨基酸的结构来表示：H2NCRCOOH。该分子具有偶极离子的结构：H3+-CHR-COO-。当氨基酸的溶液置于电场中时，所发生的变化取决于溶液的酸碱度。H2NCHRCOO-→H3+NCHCOO-→H3+NHCHRCOOH在相当的碱性的溶液中，阴离子超过阳离子，因此氨基酸向阳极迁移；在相当酸性的溶液中，阳离子是过量的，因此氨基酸向阴极迁移。显然，在锌电积条件下，胶受直流电作用向阴极迁移，并吸附在阴极上形成一层薄膜。胶对锌电积的主要影响有：1.1.1增加阴极的活化超电压锌电积中加胶，不仅阴极活化超电压增加，而且锌在锌阴极上超电压也增加。这部分超电压增加的原因，主要是由于Zn+沉积时要通过胶吸附层之故。从法拉第电量所形成晶核数nz表示的三维晶核生成速度公式：nz=aexp(-b/η2)式中a、b为常数；η为极化超电压。由上式可知，极化超电压越大，晶核数增加，使晶核生成速度大于晶核成长速度，从而阴极上形成的结晶晶体越细。因此，一切增加锌析出的越的因素均可使结晶细化。1.1.2增加氢的超电压和抵制氢的析出锌电积中加胶，使其阻碍H+扩散，使H+放电受阻，同时在有机物表面生成新相氢气泡所消耗的表面能更大，从而大大增加了氢的超电压。1.2β-萘酚和萘的磺酸盐β-萘酚是属于疏水性的非极性表面活性物质。能在阴极表面上形成吸附薄膜，并且优先吸附于表面能大的尖锐突出点和各种棱角边缘处。由于它不雎导电性，一旦吸附其上，就可以电流通过，即Zn+在此处放电析出，以达到使锌平整、光滑、致密的目的。磺酸盐属于亲水性的阴离子型表面性物质，在水中易离解：R-SO3M→R-SO3-+M+（烷基磺酸盐）R-C6H4-SO3M→R-C6H4-SO3-+M+（烷基苯磺酸盐）离解出来的磺酸根易与电解液中的Zn+形成R-SO3Zn+或R-C6H4SO3Zn+络阳离子，由于络阳离子放电迟缓而引起阴极极化值增加，达到析出锌结晶细化和平整的目的。