【摘要】 电解液中的杂质对电积过程影响很大。锑和镍等导致氢超电势降低的杂质会导致电流效率降低。只要在锌电积过程中使用铅基阳极，铅作为杂质在降低镀锌纯度和质量方面的负面作用就不容忽视。

硫化物生产锌的主要方法是焙烧-浸出-电积法。锌电解炼油厂；炼糖厂80%以上的电力需求来自电积过程。在尽可能接近最佳操作条件的情况下进行电解操作是非常重要的。当每吨生产的锌比能耗最小时，电解性能最佳。直接控制能源消耗的两个参数是电流效率(CE)和总电池电压。影响这两个参数的主要变量是锌和硫酸浓度、电流密度、温度、金属杂质和添加剂。在存在其他化学元素杂质和添加剂的情况下，电解时间对沉积的影响也是需要考虑的重要参数。

 

就锌电积而言，与其他金属相比，锌的析氢超电势非常高。在电解过程中，杂质的影响是一个重要的考虑因素。电解液中的杂质对电积过程影响很大。锑和镍等导致氢超电势降低的杂质会导致电流效率降低。只要在锌电积过程中使用铅基阳极，铅作为杂质在降低镀锌纯度和质量方面的负面作用就不容忽视。

 

在实践中，与施加的电流密度相对应的阳极电位可以使H2O2形成，H2O2向阴极扩散并产生有害影响。铅在阳极上的溶解导致了铅离子在溶液中的形成，铅离子在阴极上共沉积。Mansfeld和Gilma表明，阴极上的微量铅是有益的，抑制了锌沉积物的树枝状生长。Mackinnon等报道了铅与锌共沉积会引起锌晶体的取向变化并增加阴极极化。由于原始电解质含有锰，其他阳极形成的物质也可能影响阴极过程。

 

许多研究小组已经表明，极化行为、电流效率和锌沉积物形态之间存在很强的相关性。各种杂质和添加剂会以特定的方式影响锌沉积的极化行为。我们可以把一个给定的矿床形态与一个特定的极化(超电势)条件联系起来。个别的极化和形态观察或者它们的结合可以用来获得有关锌电极沉积过程的有价值的信息，从而可能应用于工业生产实践和控制。

 

Scott等发现，只有在添加剂能够控制沉积物形态的情况下，较高的电池温度才能降低能耗。Bratt提供了一个主要变量的定性描述，如杂质和添加剂，并考虑他们只用于建模。Fosnacht和o’Keefe报道，增加酸浓度会促进阴极表面的氢还原，增加锌的再溶解，从而导致低电流效率。Hosny等提供了关于电流密度影响的有限的工业数据，对其他变量的信息很少。

 

锌沉积物的形态和结晶取向对电解液中低至1mgL-1的铅含量极为敏感。在选定的过电位和确定的电解条件下，将铅含量和锌沉积物的形貌联系起来是可取的。锰可以减少其他杂质的负面影响。Mn2+阳极氧化生成MnO4-。后者立即与锰反应，产生锰3+，然后产生锰氧化物-，可以吸附有害离子，并影响当前的锌沉积效率。因此，不仅电解液中的杂质，而且阳极上产生的氧化物也是锌沉积行为的特征。

 

1.Su, C., Zhang, W., Ghali, E. et al. Electrochemical investigation of electrolyte composition and electrolysis parameters during zinc electrowinning. J Appl Electrochem 47, 941–958 (2017). https://doi.org/10.1007/s10800-017-1091-0

 

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