[发明专利]一种电积锌方法

说明书

本发明涉及一种电积锌方法，包括以下步骤：在锌电积体系中，将电解槽设置为阴极室和阳极室；将电解槽阴极室和阳极室中间用离子交换膜隔开，在阴极室和阳极室内分别加入阴极电解液、阳极电解液；在阳极电解液中添加氧气析出助剂；在阴极电解液中添加析出锌助剂。与传统锌电积工艺相比，本发明有以下优势和特点：1）可以大幅降低氧气析出过电位，能减少锌电积电耗≥10%；2）可以杜绝阳极中的金属从阳极析出通过电解液沉积至阴极，影响析出锌的品质；3）可以实现阳极室内阳极金属的高效回收。

技术领域

本发明涉及电化冶金技术领域，特别涉及一种电积锌方法。

背景技术

世界有85%以上锌产量均采用湿法炼锌工艺，在湿法炼锌过程中，锌电积作为锌金属分离提纯的最后一道工序起着至关重要的作用。传统的锌电积工艺，以硫酸作为介质，Pb-Ag合金为阳极、铝板为阴极，在阳极主要发生氧气析出反应，阴极主要发生锌析出反应。而传统的电积锌工艺由于阳极析氧过电位高，产生的无用电耗约占锌电积工序电耗近30%，造成巨大的能源浪费；此外，传统锌电积由于阳极金属被电解液腐蚀沉积至阴极，不仅降低了阴极锌的品质，也造成了大量金属的消耗，尤其是稀贵金属Ag的消耗，无法有效回收。近年来，为了解决上述问题，研究者从阳极材料的制备和电解液辅助剂的添加等方面开展了诸多研究工作，如：铅基多元合金阳极、轧制阳极、压延阳极等阳极制造技术的开发和在电解液中添加骨胶、锰离子等添加剂改善电解液组成，上述研究能一定程度降低阳极材料的制造成本、延长阳极使用寿命和改善电积锌的品质，但析氧过电位高、阴极锌品质问题仍未得到有效解决。因此，寻求一种析氧过电位低、绿色环保的新型锌电积技术工艺意义重大。

发明内容

针对传统锌电积工艺存在的主要问题，本发明提供一种电积锌方法。通过在锌电积体系中电解槽分别设置阴极室和阳极室，电解槽阴极室和阳极室中间用离子交换膜进行隔开，阴极室、阳极室内电解液进行分开循环，在阳极电解液中添加氧气析出助剂，在阴极电解液中添加析出锌助剂；实现锌电积析氧过电位的大幅降低，减少无用能源消耗，同时解决阳极金属由于腐蚀沉积至阴极影响阴极锌品质的问题。

为实现上述目的，本发明包括以下技术方案：

一种电积锌方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、在锌电积体系中，将电解槽设置为阴极室和阳极室；

A2、用离子交换膜将阴极室和阳极室隔开，然后在阴极室和阳极室内分别加入电解液，形成阴极电解液、阳极电解液；

A3、将锌电积体系中的阴极置入阴极电解液中，将锌电积体系中的阳级置入阳极电解液中，所述离子交换膜使阴极电解液、阳极电解液分开进行循环；

A4、在阳极电解液中添加氧气析出助剂；

A5、在阴极电解液中添加析出锌助剂。

如上述的方法，优选地，步骤A2中，所述阴极电解液的液面高度与阳极电解液的液面高度相同。

如上述的方法，优选地，步骤A2中，所述阴极电解液中的硫酸浓度、锌离子浓度与阳极电解液中的硫酸浓度、锌离子浓度相同。

如上述的方法，优选地，步骤A4中，所述氧气析出助剂为硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴、硫酸锆、硫酸银、硫酸钇、硫酸镉、硫酸钌中的一种或多种。

如上述的方法，优选地，所述氧气析出助剂以固体形式加入或以溶液的形式加入，每升阳极电解液中加入0.001-10g氧气析出助剂。

如上述的方法，优选地，所述氧气析出助剂为硫酸镍，所述硫酸镍在阳极循环液中的添加浓度为0.001g/L-5g/L。

如上述的方法，优选地，所述氧气析出助剂为硫酸锰，所述硫酸锰在阳极循环液中的添加浓度为0.001g/L-6g/L。