為了保持電鍍循環槽內錫離子濃度穩定,需要控制錫溶解反應速度,由式(1)可知,控制氧氣流量就可以控制錫的溶解速度。氧氣流量的大小則由電鍍整流器的電流量和溶液中的錫離子濃度來決定。
(1)吹氧方法
氧氣的控制模式有3種:兩種自動模式,一種手動模式。第1種自動模式是根據電鍍電流值和錫離子濃度值來共同控制;第2種自動模式是電鍍電流控制發生故障時,采用錫離子濃度直接控制;第3種模式則是采用完全手動的方式,根據檢化驗的Sn2+濃度手動控制氧氣量。
梅鋼電鍍錫機組采用的是第1種模式與第3種模式相結合的方法。
(2)吹氧效率
η=槽體內錫粒減少量(kg)×94/{吹氧流量(L/min)×時間(min)}×100%式中,η為為吹氧效率(氧氣使用效率),一般情況下按80%計算,網板堵塞后,吹氧效率會降低。
(3)氧氣流量控制
第1步先根據機組速度、帶鋼寬度、兩面鍍錫量之和計算吹氧流量:吹氧流量(m3/min)=電鍍電流(A)×K(常數)/η(4)式中,電鍍電流為上下表面合計值,5kA以下場合應判定為零;K=118.7/2÷96500×9.44×10-5×60×0.95=3.309×10-6(根據電化學知識推導)。
第2步根據錫離子濃度檢化驗結果,上調或下調吹氧流量:
上調或下調吹氧量(L/min)={Sn2+目標濃度(g/L)-當前檢化驗Sn2+濃度(g/L)}×鍍液總體積(m3)×94/(η×T)式中,T為Sn2+濃度檢化驗間隔時間,一般120min。
3.4 錫粒沉淀原理及能力
錫粒采用的是三級溢流沉淀原理,沉淀槽槽內分割成3個區間(如圖6所示),將錫溶解罐供給的溶液逐級溢流沉淀,沉淀后的錫粒供給到過濾器,高位溢流的溶液供給到電鍍循環罐,補充錫離子。

假設沉淀槽的寬度為W,長度為L,高度為H,溶液流量為Q,溶液沉淀速度為u,根據流體力學知識可以列出方程式:

所以,沉淀槽能沉淀分離出直徑ds≥0.037mm的錫粒。
4·常見故障及處理方法
4.1 網板變形
錫溶解罐內多孔小網板容易變形———中間鼓起來,造成變形的網板與下面網板之間孔隙較大,時間一長,中間堆滿的錫泥堵住了網板孔,造成循環溶液及氧氣流動不均勻,產生了幾個方面的問題:
(1)供氧效率低,錫耗量高。從錫溶解罐底部往上面流動的氧氣不均勻,造成部份錫粒過氧化,生成SnO2,錫泥量較多,錫耗量大。
(2)槽內壓差不準確,加錫量控制不好。循環溶液流動不均勻,影響槽內壓差計PT-1313顯示結果,通過公式計算的錫填充量就不準。處理故障的辦法:定期清理、更換網板,一般清洗周期不能超過2個月,選擇高強度、耐腐蝕的材料作為網板材料,或者優化網板的結構。
4.2 泄漏
槽體及管道密封腐蝕、損壞或者閥體被擊穿而漏液。目前,錫溶解液市場價位約10萬元/m3,漏液造成的損失不可估量。
處理故障的方法是:選擇耐高溫、耐腐蝕、耐高壓的材料作為密封或閥體材料,并定期更換密封、閥體。另外,錫溶解罐襯膠層兩年以內就會老化,要定期更換錫溶解罐。
5·總結
全不溶性陽極錫溶解系統基本上是一種氧化性反應,并不能防止生成Sn4+。從應用結果來看,至少有投入錫量的3%變成了錫泥而損耗,特別是網板堵住后,錫泥量更高。所以,為了控制好錫粒的溶解反應,降低噸鋼錫耗量,今后要進一步優化網板或者罐體結構,這是待攻關的技術課題。
參考文獻:
[1]齎藤隆穗,柳長福.電鍍錫線全不溶性陽極技術的開發和應用[J].武鋼技術,1992(6):50-56.[編輯:牛巍]










