锌电积车间设计(design of zinc electrowining plant)

以净化后的锌浸出液为原料，用它配制电解液，采用不溶阳极，在直流电作用下使电解液中的金属锌离子沉积在阴极上，生产电积锌(电锌)的锌冶炼厂车间设计。锌电积车间包括电解液制配、电解沉积、电解液冷却和析出锌熔铸等工序。

从20世纪初采用湿法炼锌以来，电积在工艺上无多大变化，只在电解槽材质、电解液冷却方式、冷却设备、熔铸设备和操作制度上有不同程度的改进，并向大型化、机械化和自动化方向发展。

工艺过程   以含银1％的铅合金板作阳极，铝板作阴极，置于盛有电解液的电解槽中，通直流电，在阴极上析出金属锌。电解液由含锌45～55g／L，，含酸115～160g／L的废电解液与含锌120～150g／L的净化后液(新液)按5～7：1的体积比制配。锌电积阴极电流密度一般设计为420～550A／m2，阴极有效面积在1．0～3．4m2之间，阴极锌析出周期为24h或48h，析出锌采用人工或机械剥离后熔铸成20～25kg重的锌锭(电锌)。电积工艺流程见图1。

主要设备   有电解槽和熔铸设备等。

(1)电解槽。一般设计为钢筋混凝土槽体，内衬防腐材料，出液端设有溢流堰和溢流嘴。按每日需产阴极锌量和电流强度，计算阴极有效总面积和每槽阴极有效面积和片数。

阴极有效总面积计算式为： 

式中F为阴极有效总面积，m2；Q为每日产锌量，t／d；1．2195为锌的电化当量，g／(A•h)；D阴为阴极电流密度，A／m2；η为电流效率，％；24为阴极锌析出时间，h。

每槽阴极有效面积和片数计算式为：

式中f为每槽阴极有效面积；m2；I为电流强度，A；n阴为每槽阴极片数，片；，f阴为每片阴极有效面积，m2。

(2)熔铸设备。一般采用低频感应电炉，它由熔化室、浇铸室和炉变压器(感应加热器)组成为一个整体结构。具有床能率大、热利用率高和直收率高等优点，已逐步取代用于熔化锌电积析出锌片的反射炉。低频感应电炉的容量和座数，可根据生产实践确定，容量为6～7t锌的低频感应电炉，一般每小时可熔化析出锌1t。如选用20t容量电炉每日可熔锌25t左右。年工作日按300d计算。

车间配置   锌电积厂房通常为两层，主要作业在二楼进行。厂房跨度根据电解槽长度确定，设计采用两列槽为一单元配置时，厂房跨度一般为9～15m，每列有电解槽25～50个，两列间净空距离为2～2．7m。锌电积厂房及基础应作防酸腐蚀处理，电解槽槽壁与楼板和槽的支撑均须绝缘。锌电积车间配置见图2。

析出锌熔铸厂房一般靠近电积锌厂房单独建设。熔铸车间配置见图3。

主要技术经济指标   锌电积的电流效率为88％～91％；电积直流电每吨锌电耗为3000～3250kw•h；熔铸电炉每吨锌电耗为110～120kw•h；熔铸锌直收率为97％～98％。