不锈钢为牺牲阳极阴极保护,铜棒为阴极,能电解猛酸钾吗

不锈钢电解抛光注意事项 - 常州市新美金属表面处理厂
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不锈钢电解抛光注意事项
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1.电解抛光后,表面为什么会发现似未抛光的斑点或小块?原因分析:抛光前除油不彻底,表面尚附有油迹。解决方法:1:10兑水使用,60-90℃条件下浸泡5-20分钟。如长时间使用后应考虑更换新液。
2.抛光过后表面局部为什么有灰黑色斑块存在?原因分析:可能氧化皮未彻底除干净。局部尚存在氧化皮。解决方法:加大清除氧化皮力度,可选用“ 不锈钢氧化皮清除液”,“不锈钢氧化皮清除膏”等。
3.抛光后工件棱角处及尖端过腐蚀是什么原因引起的?原因分析:棱角、尖端的部位电流过大,或电解液温度过高,抛光时间过长,导致过度溶解。解决方法:调整电流密度或溶液温度,或缩短时间。检查电极位置,在棱角处设置屏蔽等。
4.为什么工件抛光后不光亮并呈灰暗色?分析原因:可能电化学抛光溶液已不起作用,或作用不明显。解决方法:检查电解抛光液是否使用时间过长,质量下降,或溶液成分比例失调。
5.工件抛光后表面有白色的条纹是怎么回事?原因分析:溶液相对密度太大,液体太稠,相对密度大于1.82。解决方法:增大溶液的搅拌程度,如果溶液相对密度太大,用水稀释至1.72。在90~100℃条件下并加热一小时。
6.为什么抛光后表面有阴阳面,及局部无光泽的现象?原因分析:工件放置的位置没有与阴极对正,或工件互相有屏蔽。解决方法:将工件进行适当的调整,使工件与阴极的位置适当,使电力分布合理。
7.抛光后工件表面平整光洁,但有些点或块不够光亮,或出现垂直状不亮条纹,一般是什么原因引起的?原因分析:可能是抛光后期工件表面上产生的气泡未能及时脱离并附在表面或表面有气流线路。解决方法:提高电流密度,使析气量加大以便气泡脱附,或提高溶液的搅拌速度,增加溶液的流动。
8.零件和挂具接触点无光泽并有褐色斑点,表面其余部分都光亮是什么原因?原因分析:可能是零件与挂具的接触不良,造成电流分布不均,或零件与挂具接触点少。解决方法:擦亮挂具接触点,使导电良好,或增大零件与挂具的接触点面积。
9.同一槽抛光的零件有的光亮,有的不亮,或者局部不亮。原因分析:同槽抛光工件太多,致使电流分布不均匀,或者是工件之间互相重叠,屏蔽。解决方法:减少同槽抛光工件的数量,或者注意工件的摆放位置。
10.为什么抛光零件凹入部位和零件与挂具接触点接触附近有银白色斑点?原因分析:可能是零件的凹入部位被零件本身或挂具屏蔽了。解决方法:适当改变零件位置,使凹入部位能得到电力线或缩小电极之间距离或提高电流密度。
11.已严格按照工艺规范操作,为什么抛光后零件表面有或多或少的过腐蚀现象?原因分析:是否溶液温度过高或电流密度太大,如果溶液配制没有问题,又严格操作,则可能是抛光前的处理问题。解决方法:严格执行电化学抛光前处理的操作,在酸洗过程中避免过腐蚀。不要把清洗水留在零件表面,带进抛光槽。
12.“不锈钢通用电解液”为什么使用一段时间会出现泡沫?原因分析:工件表面未除油,一些油污浮在电解液表面,对操作带来了困难。解决方法:已经出现此情况的,建议将表面的油污捞出,未出现的建议在抛光前进行除油。
13.电化学抛光液内硫酸与磷酸之间有什么关系?原因分析:硫酸较多,抛光速度过快,对金属基体可加快腐蚀,磷酸较多,可在工件表面吸附一种黏膜,亮度下降,抛光速度变慢。当然也不排除其他因素。解决方法:调整硫酸磷酸合适比例。也可以选择“各种无铬电解添加剂”配方。
14.工件抛光后表面无光泽,在浅黄色底子上有白色斑点,一般什么原因引起的?原因分析:可能是电解抛光溶液中铬酐含量过高,甚至超过1.5%。解决方法:铬离子属于重金属离子,对人体有致癌作用,污染环境,可选用无铬抛光液。推荐使用“不锈钢通用电解液”。
15.电解液成本核算主要是哪些?主要是电费、电解液、整流器、电解槽、极板、铜棒、加热管等。
16.不锈钢各种材质在电解抛光时电流密度是多少?与电解成本有什么关联?
原因分析:在市场常规情况下不锈钢各种材质在电解液的密度为:200系列不锈钢材质电流密度在25―50安培之间,300系列不锈钢材质电流密度在15―30安培之间,400系列不锈钢材质电流密度在30―55安培之间。200系列不锈钢材质电流密度在15―25安培之间,300系列不锈钢材质在10―15安培之间,400系列不锈钢材质在25―30之间。电流密度越大,耗电量越大。而在电解成本核算中,电费所占的比例很大。
17.抛光后经擦拭干净扔无光泽,有浅兰色阴影什么原因?
原因分析:可能是电化学抛光液配制后,未进行加热及通电处理,或溶液操作温度偏低。解决方案:120℃下加热电抛光液一小时或将电解液加热到规定温度。
18.抛光后无光并且有黄色斑点是什么原因引起的?原因分析:可能电化学溶液的相对密度偏小,已小于1.70。解决方案:调整电抛光的相对密度或在80―100℃条件下加热浓缩以增大起相对密度。或是更换新液。
19.工件抛光后,为什么从槽中取出就出现褐色斑点?原因分析:可能是电抛光不够,或是时间较短。解决方法:首先适当延长抛光时间,如果无作用,则可能是温度或者电流密度不够的问题。
20.电解时为什么容易出现打火现象?
原因:导致这一现象有三点因素:一是挂具与工件接触点不牢固,二是电解液密度太低,三是电流密度过高。解决方法:多换几种挂具与工件连接方法,尽量多增加挂具与工件的接触点。如是电解液密度太低,可更换电解液,建议选用“不锈钢通用电解液”。
21.不锈钢电解液操作温度对电解抛光有什么影响?最佳温度是多少?原因:一般电解液使用温度为50―90℃之间,温度较低,抛光速度较慢,光亮度下降。温度过高,液体对工件腐蚀加快,容易引起工件过腐蚀,电解液有效成分容易分解。解决方法:温度较低应加热到规定温度,加热可使用各种加热管(如石英,钛材质加热管),长时间工作温度会上升,当温度超过90℃时应停止工作,散热可选用搅拌或冷却循环方式。最佳使用温度是50―90℃,“不锈钢通用电解液”的最佳使用温度为50―80℃。
22.不锈钢工件表面凹凸不平,麻点呈凸状,什么原因引起的?原因分析:表面锈蚀较多,电解液只是微观腐蚀整平,较多的锈蚀电解液不能完全清除,如延长抛光时间,大量铁离子沉入电解液底部,降低电解液使用寿命。解决方法:将工件表面的锈蚀清除干净。推荐使用“不锈钢活化液”,“除锈水”,“氧化皮清除液”等产品进行清洗除锈。
23.影响电化学抛光的主要因素有哪些?温度,时间,工件材质,电解质,电压,电流,工件摆放位置。
24.在做不锈钢电解抛光时,表面吸附一层浅红色物质,再次放入电解液会有短时间的反应,什么原因?原因分析:用铜挂具,铜离子进入电解液吸附到阳极表面,影响抛光质量,再次放入会有短时间反应是因为电解液将工件表面的铜离子溶解了。解决方法:选用钛挂具,在夹具裸露处用聚氯乙烯树脂烘烤成膜,在接触点刮去绝缘膜,漏出金属以利于导电。
25.阴阳极的最佳面积比是多少?阳极比阴极为1:2―3.5之间。26.两极最佳极距是多少?阴极距阳极最佳距离为10―30厘米。27.不锈钢通用电解抛光液在老化后怎样维护?不锈钢通用电解液老化后可以添加硫酸(密度为1.84),添加量为槽液重量的6%,或是参考386A?H/L.28.初次进行电解抛光,不仅没有抛出亮度,而且工件表面全部变成黑色或灰色,是什么原因引起的?原因分析:发生这种现象一般是两极接反了,接反后铅板成正极溶解,工件成阴极吸附,工件溶解在溶液中的铁镍铬离子吸附在工件表面,形成了一层结合力不好的膜层。解决方法:将正负极重新连接,阳极接正极,阴极接负极。
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【相关标签】:(11分)(1)H2O2的水溶液为二元弱酸,科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程,最初他们提出了两种观点:a.(式中O→O表示共用电子对由前一个氧原子提供)和 b.H—O—O—H①请用电子式表示b的结构
。②写出H2O2在水溶液中的电离方程式
。(2)①用单质碘和氯酸钾可以制得碘酸钾,其中涉及的一个反应为:I2 + KClO3 + H2O → KH(IO3)2 + KCl + Cl2↑.因此有人认为I2的氧化性强于氯气,你
(填“同意”或“不同意”)该观点,理由是
。②用电化学方法也可以制碘酸钾.原理是以石墨为阳极,不锈钢为阴极,以碘化钾溶液为电解质溶液,在一定电流和温度下进行电解(同时不断搅拌电解质溶液)其电解总反应式为:试写出阳极的电极反应式
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。②写出H2O2在水溶液中的电离方程式
。(2)①用单质碘和氯酸钾可以制得碘酸钾,其中涉及的一个反应为:I2 + KClO3 + H2O → KH(IO3)2 + KCl + Cl2↑.因此有人认为I2的氧化性强于氯气,你
(填“同意”或“不同意”)该观点,理由是
。②用电化学方法也可以制碘酸钾.原理是以石墨为阳极,不锈钢为阴极,以碘化钾溶液为电解质溶液,在一定电流和温度下进行电解(同时不断搅拌电解质溶液)其电解总反应式为:试写出阳极的电极反应式
。(11分)(1)H2O2的水溶液为二元弱酸,科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程,最初他们提出了两种观点:a.(式中O→O表示共用电子对由前一个氧原子提供)和 b.H—O—O—H①请用电子式表示b的结构
。②写出H2O2在水溶液中的电离方程式
。(2)①用单质碘和氯酸钾可以制得碘酸钾,其中涉及的一个反应为:I2 + KClO3 + H2O → KH(IO3)2 + KCl + Cl2↑.因此有人认为I2的氧化性强于氯气,你
(填“同意”或“不同意”)该观点,理由是
。②用电化学方法也可以制碘酸钾.原理是以石墨为阳极,不锈钢为阴极,以碘化钾溶液为电解质溶液,在一定电流和温度下进行电解(同时不断搅拌电解质溶液)其电解总反应式为:试写出阳极的电极反应式
。科目:难易度:最佳答案(1)①(2分)②(2分)(2)①不同意(2分),因为碘在本反应中作还原剂,没有表现氧化性
(2分)② 或 (3分)解析
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关注我们官方微信关于跟谁学服务支持帮助中心铜作为阳极,用钛母板作为阴极,用硫酸、硫酸铜水溶;该法在世界各国均已有多年生产历史,工艺成熟可靠,;表2―1云铜电解厂传统法的作业技术参数;2.1.2周期反向电流;周期性短时间改变直流电流方向的电解方法;永久阴极电解,又名艾萨(ISA)电解法;ISA电解法有如下几个优点:;阴极板坚硬耐用、使用寿命长,循环周期短,阴极铜的;永久性不锈钢阴极比使用传统阴极铜造价
铜作为阳极,用钛母板作为阴极,用硫酸、硫酸铜水溶液作电解液,通过一定电流密度的直流电,使阳极的铜电化学溶解,并在母板上析出纯铜薄片(始极片)。将始极片从母板上剥离后经过整平、压纹、铆耳、穿铜棒、包边等工序加工后可作为生产槽所用的阴极。然后在生产槽中用同样的阳极板和始极片进行电解,电解好的阴极通过剥离机组把铜片剥离下来,从而产出最终产品――阴极铜。再有电解液需要定期定量经过净液系统,以保证电解液中铜离子浓度稳定,并脱除过高的镍离子和砷、锑、铋等杂质。 随着冶炼技术的进步,生产设备的不断改进,除了传统方法之外,出现了两种新的电解生产技术:周期反向电流法(PCR)电解,永久性不锈钢阴极(ISA)电解。下面将对这三种电解生产方法进行简要的对比。 2.1.1传统电解法
该法在世界各国均已有多年生产历史,工艺成熟可靠,操作简单、投资少、见效快、电耗低。特别是采用了机械化、自动化水平高的阴阳极加工机组,并采用新技术适当提高了阴阳极板的垂直度以后,阴极铜产品质量得到显著的改善。但是传统法的始极片制作工艺复杂,不仅需要独立的生产系统,而且制作过程中劳动强度过大,再有电解槽数量多、厂房占地面积大、工艺流程自身存在一些缺陷。然而经过多年生产实践对传统法中存在的缺陷进行改造,比如调整种板槽阳极更换周期和顺序、阴阳极板加工机组的优化与改进、板阳极优化、整种板槽阳极更换周期和顺序、更换贮液槽;改造种板导电棒两端结构使钛母板与导电棒接触部位电流分配均匀;使传统法的生产效率有较大的提高,环境污染程度大大减低。
云铜电解厂传统法的作业技术参数
2.1.2 周期反向电流
周期性短时间改变直流电流方向的电解方法。电解阴极及阳极和常规电解相同,周期性短暂反向,是为了克服阳极钝化,电流密度达300~350A/m2。,可强化生产,节省投资,缩短电解铜在产周期。缺点是电流效率低于传统电解法,电耗高于传统电解法,采用周期反向电流电解的电能消耗要比传统电解法高出30%左右,因此不建议采用周期反向电流法。 2.1.3
永久阴极电解,又名艾萨(ISA)电解法。和常规电解不同,阴极是永久性的不锈钢板,在不锈钢阴极板上析出的电解铜定期取出剥离作为成品。1979年澳大利亚精炼铜公司(Coppei refinet iesplyLtd.CRL)首先将此法用于铜电解精炼工业生产,以后美国、加拿大和联邦德国等精炼厂也应用了这一方法。艾萨电解法是世界上最先进的铜电解技术,其成熟的永久性不锈钢阴极适用于电解精炼和电解沉积作业。艾萨电解的技术关键是永久性可重复使用的阴极板,这是与使用铜始极片的传统种板工艺最主要的区别。
ISA电解法有如下几个优点:
阴极板坚硬耐用、使用寿命长,循环周期短,阴极铜的质量高,残极率低;电铜化学质量高;电解电流密度高,蒸汽消耗低;金属积压量少、流动资金周转快;生产机械化程度高,阴阳极机组可高效运作,生产效率高,人力成本低;生产车间清洁; 同时ISA电解法也存在许多缺点:
永久性不锈钢阴极比使用传统阴极铜造价高; 剥离机组及阳极机组占地面积大,并且成本价较高; ISA法总的基建投资将高于常规电解的投资;ISA法机械化程度高,并且连续作业,若是生产机组中某环节出现故整个生产过程将受到影响。对于大型企业来说投资大,成本收回也快,ISA法无疑将比传统法更有经济效益,更有容易实现清洁生产;但对于小规模生产电解车间来说,ISA法投资成本过高,企业成本收回不容易,不利于盈利。
传统法与ISA法两种工艺的技术经济指标比较(10万吨/年)
传统法 单价
ISA法 单价
设备投资 建筑投资 定员 蒸汽单耗 电流密度 残极率 综合指标
17.5% 350度/tCu 250A/ m2 180人 0.8t/ tCu 21000 m2 指标
传统法 单价
费用 15740万元
ISA法 单价
费用 22200万元
3800元/ m2
60人 0.6t/ tCu
12~16% 400度/ tCu
传统法与ISA法两种工艺设计的工厂参数和指标(20万吨/年)
生产能力 电解车间占地面
积 电解槽内尺寸 电解槽数量 阳极尺寸 阴极尺寸 同极中心距 每槽阳极数 每槽阴极数
(长X宽X深)mm
个 mm mm mm 块 块
868 0x980 105 54 53
万吨/年 m2
20 420.4x55
ISA法 20 354.5x55
电流密度 阳极周期 阴极周期 残极率 槽电压 电流效率 交流电耗 蒸汽单耗 工程投资
A/ m2 d d % V % KWh/ tCu t/ tCu 万元
240 24 12 18 0.26~0.3 96 370 0.8 4.5亿
280 21 7 15 0.3~0.35 96 430 0.3 5.4亿
综合比较三种方法的优缺点以及我国具体的工艺水平可知,三种方法各有优缺点,但是周期反向电流法生产电能消耗较高,不够经济。传统工艺流程的使用时间久,对工艺的了解程度高,技术水平,维护水平都较为高,便于建厂之后的维护。ISA法的阴极质量高,生产量大,但是投入大。从上面两表中比较可以看出如果企业电解生产规模年产大于10万吨,则选择ISA法有经济价值,综合指标高。但对于本设计年产8万吨阴极铜的电解车间而言采用ISA法,投资成本大,不利于成本的回收及盈利。因此综合考虑本设计采用传统电解法更有经济价值和更有利于做到节能减耗,充分利用二次资源来回收有价金属资源。 2.2工艺流程图
2.2.1 电解铜的基本原理 2.2.1.1 电解精炼过程示意图
电解精练过程示意图
2.2.1.2 铜电解精炼原理
铜电解精练,是利用铜和杂质的电位序不同,在直流电的作用下,阳极上的铜既能电化学溶解,又能在阴极上电化析出,杂质有的进入电解液,有的进入阳极泥。这样使铜和杂质进一步分离。
电解过程的电极反应:
Cu阳极粗铜|CuSO4,H2SO4,H2O|Cu阴极精铜
电解液中各组分部分或全部溶解。未通电时,这些离子处于无序热运动状态;通电后,他们做定向运动,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,同时在两极与电解液之间发生相应的电化过程。
电解精炼过程中阳极上进行氧化反应
Cu-2e?Cu2?
Me-2e=Me2?
式中Me是指比铜更负电性的杂质元素,因其浓度降低,电极电位进一步降低,从而优先溶解进入电解液。Au、Ag及Pt族元素点位更正,在阳极上不能被氧化进入溶液,落到电解槽底部进入阳极泥中。由于阳极的主要成分是铜,故阳极上的主要反应为铜溶解为铜离子。
阴极上反应
在阴极上进行还原反应Cu2? + 2e= CuMe2?
+ 2e = Me 阴极上主要析出铜,只有当电解液中Cu2+浓度降低,才有可能使已进入电解液的杂质在阴极上析出。
综上所述,铜电解精炼的电极反应,主要是阳极铜的电化学溶解和铜离子在阴极上的电化析出。 2.2.2工艺流程图
本设计采用传统电解法,工艺流程图如图2.2:
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