热镀锌电解.doc

以前的电解脱脂清洗原理走入误区,存在着电解原理上的理解错误。哪个元素优先失去电子而进入溶液,哪个元素优先得到电子而被析出,这要看在溶液中各元素的电极电位的高低,在阳极:电极电位低的元素优先失去电子而进入溶液;在阴极:电极电位高的元素优先得到电子而析出。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极,它们做电解池的阳极时,先于其他物质发生氧化反应。铁电极不断地溶解进入溶液,而不是氢氧根离子失去电子而放出氧气的反应。根据静电感应原理,如果电场中存在导体,在电场力的作用下,出现静电感应现象,使原来中和的正负电荷分离,出现在导体表面上。这些电荷称为感应电荷。达到平衡时,导体内部的电场为零。(加图:钢带感应电场图)如图所示,钢带在上正下负的钢铁电极作用下,内部电子发生定向移动,使钢带上部带负电,钢带下部带正电,因此可以将脱脂电解分解为两个串联的等电极(假设钢带居中)。在脱脂碱液中,根据脱脂液的成分可知其所有的阴、阳离子为:H+、Fe2+、Mg2+(少量)、Na+、Ca2+(少量)、K+(少量)、OH-、CO32-、PO43-。这两组钢铁电极在上述脱脂碱液中的行为是:阳极方面阳极是由活泼金属钢铁制成的,钢铁的电极电位是-,而OH-的电极电位是+;此外溶液中还有CO32-、PO43-,根据电极电位低者优先失去电子的原则,放电顺序为金属钢铁>OH->CO32->PO43-,钢铁发生氧化反应失去电子而进入溶液:这样钢铁电极变成牺牲阳极而不断消耗,钢铁制电极需要定期更换就是这个原因。Fe-2e→Fe2+-------------------------(1)Fe2+进入到碱性溶液后,与溶液中的OH-结合形成白色的Fe(OH)2絮状悬浮物,并逐渐凝聚,在槽壁、电极上结晶出白色Fe(OH)2晶体,当其中混入杂质时,颜色变得带淡黄色。Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓----------------(2)阴极方面脱脂液中所有的阳离子的析出顺序为H+>Fe2+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+,它们的电极电位分别是:0V、-、-、-、-、-。Fe2+不可能优先于H+在钢铁表面析出,而是水电离的H+优先进行还原反应,析出的是氢气:2H++2e→H2↑------------------------(3)把上述(1)、(2)、(3)反应式叠加为:Fe+2H2O→Fe(OH)2↓+H2↑可以看出,电解过程对脱脂液的PH值无影响。同时要指出的是:上述两个电极的电场相等的,所以钢铁电极上损耗的铁量与钢带上损耗的铁量是一样的多。综上所说:可得出以下结论:由于每一对电极正常通电时只有其中一个电极中的钢铁溶解进入溶液,而另一个不消耗,为了防止金属钢铁电极的不均匀消耗,因此在生产工艺中规定同一对电极的正、负相必须定期切换。生产中常常是开卷机每更换一次带卷,电极极性就随着切换一次,生产中的带卷虽有大小,但切换时间的统计概率基本相同,这样能保证上、下电极有相同的使用寿命。在钢带的带正电荷面,钢带表面污染物中的铁因其突出在钢带表面而优先尖端放电而进入溶液。每一组钢铁电极只能使钢带的其中一个表面产生氢气而起到顶起和撕裂油膜的作用,因此生产线上布置和连接电极时,必须成对放置,通电时第一组上面为正、下面为负