3)电流密度
电流密度是指单位(阴极)电极面积上通过的电流强度。电解槽的生产能力,几乎随电流密度的提高而成比例地增加,所以提高电流密度时,单位面积阴极沉积镍所负担的固定资产折旧费、维护费和基建投资将相应减少。但是,过高的电流密度可使氢析出,导致产生硫松状沉积物。硫化镍阳极电解工艺的阴极电流密度一般为200A/m2。适当控制操作条件,电流密度可提高到220A/m2以上。
在硫酸盐-氯化物混合体系中,当在低PH值条件下(PH﹤2.5)、电流密度D1=110A/m2时,电镍产品结晶较粗,肉眼可以看出粗粒结构,但表面平整,无金属结粒;当Dk=170A/m2是,结晶较细,表面光泽比110A/m2时为好。但当Dk=200A/m2时,结晶明显变坏,呈疤状结构,表面有金属结粒。然而PH值提高到4.5以上时,尽管Dk提高到220~280A/m2,仍可得到结晶细腻、金属光泽好的电镍。所以提高电流密度后,溶液的PH值应相应提高,同时电流解液温度也应适当地提高,电解液温度最好保持在60~70℃之间。
当然随着电流密度的提高,槽电压也会相应增加,所以电耗也随之增加,对于用提高电流密度来提高电解槽生产能力的问题,必须进行经济分析,不能一概而论。
4)电解液温度
正确控制镍电解液的温度,是改进电解过程技术经济指标,保证产品质量的重要因素。提高电解液温度可以降低电解液的粘度,减少电耗。加快离子扩散速度,减少电解过程的浓差极化及阴极附近的离子贫化现象,减少氢气和杂质离子在阴极上的析出而影响产品质量。
温度过高,将加大溶液的蒸发量,不仅恶化了巩劳动条件,而且使溶液浓缩,阴极沉积物变粗。过高的温度也增加了能源消耗,增加了成本。
一般电流密度为150~200A/m2时,电解液温度为55~60℃;当电流密度提高到220~280A/m2时,电解液温度相应提高,控制在65~70℃。
5)阴、阳极液面差
阴、阳极液面差是指隔膜袋内阴极液面与隔膜袋外,阳极液面高度之差(见图2)。利用液面差所产生的静压力使溶液由阴极室向阳极室渗透,以阻止阳极液的反渗透,而污染奶极液一般控制位差H=30~50mm。[next]
6)同极中心距
同极中心距(L)是指电解槽中两个邻阳极(或阴极)中心之间的距离(见图2)。
极间距离对电解过程的技术经济指标和产品质量都有影响。缩小极间距离可能减小电解液的电阻,降低槽电压,从而降低电耗。此外,还可以增加槽内极片数以提高设备的生产能力,增加产量。但过小的极间距给操作带来麻烦,电极粘袋和极间接触短路的可能性增大。
硫化镍阳极电解工艺有作隔膜电解,槽内阴、阳极用隔膜架隔开,因此同极中心距比无膜电解大得多,一般同极中心距保持在180~200mm。
7)阴、阳极周期
镍电解阳极周期取决于阳极板厚度、电流密度和残极率大小。一般阳极周期为8~10d。阴极周期除与电流密度、阴极产品表面质量有关外,还与劳动组织等有关,一般为阳极周期的二分之一。
8)掏槽周期
硫化镍阳极在进行一定的时间电解后,就会在其表面形成阳极泥层。阳极泥率随阳极含硫量的多小而动在6%~25%之间,硫化镍阳极泥率远高于粗镍阳极的阳极泥率。
为了防止在电解槽底部由于阳极泥的堆积而使得阴极隔膜下部的电解液循环恶化,以及发生阴、阳极短路,一般根据电流强度的大小,在3~6个月之内进行一次掏槽清理。