CN109537003A - 一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统及方法 - Google Patents

一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统及方法，包括溶锌槽，所述溶锌槽包括1#溶锌槽、2#溶锌槽以及设置在1#溶锌槽和2#溶锌槽一侧的锌液槽，所述1#溶锌槽和2#溶锌槽平行设置，所述1#溶锌槽侧壁上设置有1#进液阀，所述2#溶锌槽侧壁上设置有2#进液阀，所述溶锌槽外侧设置有过滤机，所述锌液槽通过管道与过滤机连通，所述过滤机连通镀锌槽，所述镀锌槽上设置有溢流口，所述溢流口分别连通1#进液阀和2#进液阀，所述1#溶锌槽和2#溶锌槽内填充镀锌溶液。本发明的方法主要是为了控制溶锌槽溶锌速度来改变镀锌槽锌含量。本发明特别适合较大规模及体积的碱锌生产线主盐浓度控制。

Description

一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统及方法
技术领域
本发明涉及电化学技术领域，具体涉及一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统及方法。
背景技术
碱性锌酸盐镀锌工艺稳定镀锌层质量好，是目前镀锌的一种主要工艺。锌离子的溶解补充一般有阳极直接挂锌板补充和采用设于镀槽外的专用溶锌槽溶锌补充锌离子在电镀中的消耗，溶锌槽溶锌避免了阳极电极溶解，对镀锌溶液的纯度更有利，采用日趋普遍。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种控制溶锌槽的温度和碱浓度，因此可调整１＃溶锌槽、２＃溶锌槽的溶锌速度，进而调节镀槽锌含量。避免因生产波动，锌含量补充不足时，需专设高浓度溶锌槽或直接补充锌浓缩液带来的成本增加和锌含量波动。
本发明的技术方案：
一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统，包括溶锌槽，所述溶锌槽包括1#溶锌槽、2#溶锌槽以及设置在1#溶锌槽和2#溶锌槽一侧的锌液槽，所述1#溶锌槽和2#溶锌槽平行设置，所述1#溶锌槽侧壁上设置有1#进液阀，所述2#溶锌槽侧壁上设置有2#进液阀，所述溶锌槽外侧设置有过滤机，所述锌液槽通过管道与过滤机连通，所述过滤机连通镀锌槽，所述镀锌槽上设置有溢流口，所述溢流口分别连通1#进液阀和2#进液阀，所述1#溶锌槽和2#溶锌槽内分别设置有锌板和铁蓝，所述1#溶锌槽和2#溶锌槽上分别设置有电热管和钛降温管，所述1#溶锌槽和2#溶锌槽内充满镀锌溶液。
进一步的，所述锌板放置于铁蓝中，所述铁蓝为铁制容器，为本领域技术人员所用常规设备。
一种控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
正常生产过程中，关闭1#进液阀，1#溶锌槽内的钛降温管阀关闭停止降温，开1#溶锌槽内的电热管，控温50±5℃，同时提高1#溶锌槽内碱含量至135-155克/升，加速溶锌；溶锌4-8小时后分别检测镀锌槽和1#溶锌槽内锌含量和碱含量，计算1#溶锌槽需要加速溶锌后达到的锌浓度；
然后打开2#进液阀，2#溶锌槽内的碱含量为110-140克/升，温度为20-30℃；
取镀锌槽溶液进行检测，镀锌槽溶液溢流到2#溶锌槽内，根据镀锌槽溶液检测结果,如果需要提高镀锌槽内的锌浓度，关闭1#溶锌槽的电热管，打开1#溶锌槽的钛降温管，待1#溶锌槽内溶液温度降低至20-30℃时，打开1#进液阀，镀锌槽溶液进1#溶锌槽含锌较高的溶液随循环过滤系统带入锌液槽，与镀锌槽溶液混合，混合后化验分析镀锌槽溶液锌含量；同时关闭2#进液阀，2#溶锌槽内溶液停止循环，打开2#溶锌槽的电热管升温，控温50±5℃，关闭2#溶锌槽的钛降温管，2#溶锌槽开始升温加速溶锌，备用；
如果镀锌槽锌浓度维持正常，则不需改变1#溶锌槽和2#溶锌槽作升温加速溶锌的方式；
如果镀锌槽锌含量超过上控制线，将作为溶液循环溶锌的通道的1#溶锌槽或2#溶锌槽中的铁蓝提出液面以上，停止溶锌，关闭未提起铁蓝一侧溶锌槽的进液阀门，正常镀锌中随锌消耗，锌含量回落至正常范围再将铁蓝放入液面以下。
进一步的，溶锌槽体积为镀锌槽体积的1/5-1/3，锌板装满铁蓝，铁蓝的体积按溶锌槽尺寸能放下且放下装满锌板的铁蓝时镀锌溶液完全淹没装满锌板的铁蓝。
进一步的，所述镀锌溶液为含锌和氢氧化钠的溶液。
进一步的，计算1#溶锌槽需要溶锌后达到的锌浓度C1#计算方法见公式（1）和（2）：
△C= C平衡-C 公式（1）
C1#=△C*V/V1# 公式（2）
C1#： 1#溶锌槽溶锌后需要达到的锌浓度g/L；△C： 欲达到控制中心线需提高的锌浓度值g/L；C平衡：混合后平衡浓度g/L；C：混合前初始检测浓度g/L；V：镀锌槽、1#溶锌槽和2#溶锌槽镀锌溶液总体积L； V1#:1#溶锌槽体积L。
本发明的有益效果：
本发明方便控制并满足镀槽锌含量和消耗速度；避免补充含锌浓缩液；减少溶锌槽体积和投入的锌板数量，设备投资减少和流动资产占用减少。本发明特别适合较大规模及体积的碱锌生产线主盐浓度控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明溶锌槽的俯视图。
附图中，1-1#溶锌槽、11-1#进液阀、2-2#溶锌槽、21-2#进液阀、3-锌液槽、4-过滤机、5-镀锌槽、51-溢流口、6-锌板、7-铁蓝、8-电热管、9-钛降温管。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统，包括溶锌槽，所述溶锌槽包括1#溶锌槽1、2#溶锌槽2以及设置在1#溶锌槽1和2#溶锌槽2一侧的锌液槽3，所述1#溶锌槽1和2#溶锌槽2平行设置，所述1#溶锌槽1侧壁上设置有1#进液阀11，所述2#溶锌槽2侧壁上设置有2#进液阀21，所述溶锌槽外侧设置有过滤机4，所述锌液槽3通过管道与过滤机4连通，所述过滤机4连通镀锌槽5，所述镀锌槽5上设置有溢流口51，所述溢流口51分别连通1#进液阀11和2#进液阀21，所述1#溶锌槽1和2#溶锌槽2内分别设置有锌板6和铁蓝7，所述1#溶锌槽1和2#溶锌槽2上分别设置电热管8和钛降温管9，所述1#溶锌槽1和2#溶锌槽2内充满镀锌溶液。所述锌板6放置于铁蓝7中
锌含量控制是用与镀锌槽通过循环过滤机联通循环的溶锌槽不断溶锌补充镀锌溶液中电镀过程中消耗的锌离子。溶锌槽体积在1000升（1#和2#两个分隔开或独立的溶锌空间：称1#溶锌槽和2#溶锌槽），4个装锌板铁蓝（0#锌板，规格700×100×10,大约5㎏/块),一个蓝装满约250㎏锌板。溶锌量靠浸入溶锌槽中的锌板数量控制（锌板、铁蓝和镀锌溶液构成原电池，锌板溶解成锌离子）。锌含量要求5.0-10.0g/L，以7.5g/L为中心线，5.5g/L为下控制限，9.5g/L为上控制限。含量接近或低于5.5g/L，可将装有锌板的铁蓝都放入溶锌槽溶锌。溶锌操作一般靠升降溶锌铁蓝数量及浸入（或部分浸入）溶锌槽溶液的深度来控制。浓度向下偏离时可增加溶锌铁蓝浸入溶锌槽的数量和比例，偏离较多时可关闭1#溶锌槽加碱升温（碱含量偏低时）或直接电热器升温（碱含量正常或偏高时）操作，快速提高1#溶锌槽浓度，分析、计算1#溶锌槽锌浓度与镀锌槽溶液混合能达到控制中线要求，关闭电热管，降温至20-30°C，打开1#进液阀，让溶液流经1#溶锌槽使1#溶锌槽的较高含锌溶液与镀锌槽溶液混合，提高镀锌槽含锌量达到控制中线7.5g/L左右的要求。
实施例1
本例镀锌槽5和溶锌槽镀锌溶液总体积V=4000升,起始浓度C=5.8g/L偏离中线，NaOH含量125g/ L(恰处于中线）。
欲快速提高镀锌槽5浓度到控制中线7.5g/L 按 C平衡=C+C1#*V1#/V镀锌溶液总体积V=4000升，混合前初始检测浓度C=5.8g/L欲提高提高镀锌槽5浓度到控制中线7.5g/L需提高的锌浓度值
△C=7.5g/L-5.8g/L=1.7g/L，混合后浓度C平衡=7.5g/L；1#溶锌槽锌浓度C1#=△C*V/V1#=1.7*4000/500=13.6g/L，1#溶锌槽体积V1#=500升。
即关闭1#进液阀11，关闭1#溶锌槽的钛降温管9；放下全部装满锌板的铁蓝；打开电热器升温，控温50±5℃；快速溶锌，4-8小时中分析1#溶锌槽1达到含锌13.6g/L时，关闭电热器；打开钛降温管9降温至20-30°C；打开1#进液阀11让1#溶锌槽1溶液与镀锌槽5溶液混合即能满足镀锌槽5含锌7.5g/L的控制中线要求。
实施例2
本例镀锌槽5和溶锌槽溶液总体积V=4000升，起始浓度C=5.8g/L偏离中线，NaOH含量110g/ L(处于下限）。
欲快速提高镀锌槽5浓度到控制中线7.5g/L 并提高NaOH含量至125g/L，按 C平衡=C+C1#*V1#/V镀锌溶液总体积V=4000升，起始浓度C=5.8g/L欲提高提高镀锌槽5浓度到控制中线7.5g/L需提高的锌浓度值
△C=7.5g/L-5.8g/L=1.7g/L，混合后浓度C平衡=7.5g/L；1#溶锌槽1锌浓度C1#=△C*V/V1#=1.7*4000/500=13.6g/L，1#溶锌槽1体积V1#=500升。相应NaOH需提高125-110=15g/L，4000升溶液相应需补充4000LX15 g/L =60000g，即补充60KgNaOH。
操作如下：关闭1#进液阀11，放下全部装满锌板6的铁蓝7；关闭1#溶锌槽1的钛降温管9；将60KgNaOH搅拌加入1#溶锌槽1，溶液会快速升温（碱溶解放热）；打开电热管8，控温50±5℃，快速溶锌；4-8小时中分析1#溶锌槽1达到含锌13.6g/L时，关闭电热管8，打开钛降温管9降温至20-30°C,；打开1#进液阀11让1#溶锌槽1溶液与镀锌槽5溶液混合即能满足镀锌槽含锌7.5g/L，NaOH125g/L的控制中线要求（现场实际操作需要进一步分析并微调成分）。
实施例3
本例镀锌槽5和溶锌槽镀锌溶液总体积V=4000升,如镀液含锌接近或达到8.5g/L时，关闭1#溶锌槽进液阀门11，关闭1#溶锌槽的钛降温管9继续溶锌；只留2#溶锌槽保持镀锌溶液循环过滤；提起循环中的2#溶锌槽的装满锌板6的铁蓝7，停止溶锌；对镀锌槽5适当补充去离子水533升，补充NaOH66.6Kg，（稀释）降低锌浓度，逐步达到控制中线7.5g/L左右的要求。
计算如下：4000L*8.5g/L÷（4000+V）=7.5g/L
V=8.5*4000÷7.5-4000=533(L)
同步补充533L*125 g/L =66.6KgNaOH。
实际操作可以用500升去离子水溶解66.6KgNaOH，降温后补充到溶液中。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统，其特征在于，包括溶锌槽，所述溶锌槽包括1#溶锌槽（1）、2#溶锌槽（2）以及设置在1#溶锌槽（1）和2#溶锌槽（2）一侧的锌液槽（3），所述1#溶锌槽（1）和2#溶锌槽（2）平行设置，所述1#溶锌槽（1）侧壁上设置有1#进液阀（11），所述2#溶锌槽（2）侧壁上设置有2#进液阀（21），所述溶锌槽外侧设置有过滤机（4），所述锌液槽（3）通过管道与过滤机（4）连通，所述过滤机（4）连通镀锌槽（5），所述镀锌槽（5）上设置有溢流口（51），所述溢流口（51）分别连通1#进液阀（11）和2#进液阀（21），所述1#溶锌槽（1）和2#溶锌槽（2）内分别设置有锌板（6）和铁蓝（7），所述1#溶锌槽（1）和2#溶锌槽（2）上分别设置电热管（8）和钛降温管（9），所述1#溶锌槽（1）和2#溶锌槽（2）内充满镀锌溶液。
2.根据权利要求1所述的一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的系统，其特征在于，所述锌板（6）放置于铁蓝（7）中。
3.一种如权利要求1所述的系统控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
正常生产过程中，关闭1#进液阀（11），1#溶锌槽（1）内的钛降温管（9）阀关闭停止降温，开1#溶锌槽（1）内的电热管（8），控温50±5℃，同时提高1#溶锌槽（1）内碱含量至135-155克/升，加速溶锌；溶锌4-8小时后分别检测镀锌槽（5）和1#溶锌槽（1）内锌含量和碱含量，计算1#溶锌槽（1）需要溶锌后达到的锌浓度；
然后打开2#进液阀（21），2#溶锌槽（2）内的碱含量为110-140克/升，温度为20-30℃；
取镀锌槽（5）溶液进行检测，镀锌槽（5）溶液溢流到2#溶锌槽（2）内，根据镀锌槽（5）溶液检测结果，如果需要提高镀锌槽（5）内的锌浓度，关闭1#溶锌槽（1）的电热管（8），打开1#溶锌槽（1）的钛降温管（9），待1#溶锌槽（1）内溶液将至20-30℃时，打开1#进液阀（1），镀锌槽（5）溶液进1#溶锌槽（1）含锌较高的溶液带入锌液槽（3），通过过滤机（4）抽滤与镀锌槽（5）溶液混合，混合后化验分析镀锌槽（5）溶液锌含量；同时关闭2#进液阀（21），2#溶锌槽（2）内溶液停止循环，打开2#溶锌槽（2）的电热管（8）升温，控温50±5℃，关闭2#溶锌槽（2）的钛降温管（9），2#溶锌槽（2）开始升温加速溶锌，备用；
如果镀锌槽（5）锌浓度维持正常，则不需改变1#溶锌槽（1）和2#溶锌槽（2）作升温加速溶锌的方式；
如果镀锌槽（5）锌含量超过上控制线，将作为溶液循环溶锌的通道的1#溶锌槽（1）或2#溶锌槽（2）中的铁蓝（7）提出液面以上，停止溶锌，关闭未提起铁蓝（7）一侧溶锌槽的进液阀门，正常镀锌中随锌消耗，锌含量回落至正常范围再将铁蓝（7）放入液面以下。
4.根据权利要求3所述的一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的方法，其特征在于，溶锌槽体积为镀锌槽（5）体积的1/5-1/3，锌板（6）装满铁蓝（7），铁蓝（7）的体积按溶锌槽尺寸能放下且放下装满锌板（6）的铁蓝（7）时镀锌溶液完全淹没装满锌板（6）的铁蓝（7）。
5.根据权利要求4所述的一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的方法，其特征在于，所述镀锌溶液为含锌和氢氧化钠的溶液。
6.根据权利要求3所述的一种方便控制溶锌槽溶锌速度和镀锌槽锌含量的方法，其特征在于，计算1#溶锌槽（1）需要溶锌后达到的锌浓度C1#计算方法见公式（1）和（2）：
△C=C平衡-C 公式（1）
C1#=△C*V/V1# 公式（2）
C1#： 1#溶锌槽溶锌后需要达到的锌浓度g/L；△C： 欲达到控制中心线需提高的锌浓度值g/L；C平衡：混合后平衡浓度g/L；C：混合前初始检测浓度g/L；V：镀锌槽、1#溶锌槽和2#溶锌槽镀锌溶液总体积L； V1#:1#溶锌槽体积L。
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