Аноды в щелочном цинковании

[Djinny]

Столкнулся со следующим вопросом. Может кто сможет подсказать.

В процессе гальванического щелочного цинкования происходит накопление Na2[Zn(OH)4] из-за разностей выхода по току анодного и катодного процессов. Чтобы этого не происходило, предлагается часть цинковых анодов менять на стальные. НА практике этот способ работает. А как можно объяснить, что работает одновременно и стальной анод и цинковый? Что в этом случае говорит термодинамика процесса? По идее цинковый анод должен растворятся, а стальные не работать (наиболее электроотрицательный процесс на аноде). Как оценить распределение тока между цинковыми анодами и стальными.

В моем проекте 5 цинковых анодов и 3 стальных.

[mypucm]

Очевидно, стальной анод работает как инертный. То есть на нем выделяется кислород за счет окисления воды. Чтобы так было, сталь должна быть нержавеющей. Предположительно, с высоким содержанием никеля, поскольку никелевые аноды при электролизе в щелочных растворах реально являются практически инертными.

[Djinny]

Очевидно, стальной анод работает как инертный. То есть на нем выделяется кислород за счет окисления воды. Чтобы так было, сталь должна быть нержавеющей. Предположительно, с высоким содержанием никеля, поскольку никелевые аноды при электролизе в щелочных растворах реально являются практически инертными.

в лабораторном эксперименте я не увидел никаких пузырьков газа на поверхности стального анода. возможно не достиг нужной плотности тока анодной. Но раз пишут, значит работает. Вопрос то в том, что почему работает этот способ корректировки и как это объяснить? Как распределяется ток между группами стальных и цинковых анодов?

А вдруг току выгоднее бежать по цинковым анодам и они растворяются с бОльшей скоростью, нежели, чем, когда все цинковые аноды.

Вот столько вопросов

Изменено 9 Июня, 2012 в 06:25 пользователем Djinny

[Леша гальваник]

Рассчитать точное соотношение, имхо, довольно сложно т.к. выход по току зависит от катодной плотности тока, а она, в свою очередь - от конфигурации деталей, которые Вы цинкуете, перемешивания и температуры. Потому, соотношение стальных и цинковых анодов стоит подбирать по результатам анализов работающей ванны.

З.Ы. Впрочем, я в этом вопросе теоретик - нет у меня щелочного цинка, только слабокислый.

[Djinny]

Рассчитать точное соотношение, имхо, довольно сложно т.к. выход по току зависит от катодной плотности тока, а она, в свою очередь - от конфигурации деталей, которые Вы цинкуете, перемешивания и температуры. Потому, соотношение стальных и цинковых анодов стоит подбирать по результатам анализов работающей ванны.

З.Ы. Впрочем, я в этом вопросе теоретик - нет у меня щелочного цинка, только слабокислый.

Немного не согласен с вами. Как раз рассчитать соотношение можно, если принять допущение, что, допустим у нас 8 анодов цинковых. выход по току 100%. Заменив 4 из них на стальные выход по току становится 50%. Однако это идеальный вариант. Повторюсь, а вдруг в реальности анод стальной висит себе и висит, а цинковый растворяется с двойным ускорением...

[Леша гальваник]

Возможно, я не вполне четко выразил свою мыслю. Цель завешивания стальных анодов - не допустить роста концентрации цинка в электролите (точнее, просто поддерживать концентрацию цинка на постоянном уровне), т.к. анодный выход по току почти 100%, а катодный - от 50 и выше, но все равно далек от 100%. Именно из-за неопределенности практического ВТ на катоде сложно рассчитать правильное соотношение цинк/сталь на аноде. Потому, я думаю, проще определяться с соотношением при непосредственной работе с ванной: растет цинк в электролите - убрать/заменить часть цинковых анодов, падает цинк - добавить цинковые аноды. Опять же, динамика концентрации цинка будет существенно отличаться при работе на подвесках и с барабанами - вынос.

[Djinny]

Возможно, я не вполне четко выразил свою мыслю. Цель завешивания стальных анодов - не допустить роста концентрации цинка в электролите (точнее, просто поддерживать концентрацию цинка на постоянном уровне), т.к. анодный выход по току почти 100%, а катодный - от 50 и выше, но все равно далек от 100%. Именно из-за неопределенности практического ВТ на катоде сложно рассчитать правильное соотношение цинк/сталь на аноде. Потому, я думаю, проще определяться с соотношением при непосредственной работе с ванной: растет цинк в электролите - убрать/заменить часть цинковых анодов, падает цинк - добавить цинковые аноды. Опять же, динамика концентрации цинка будет существенно отличаться при работе на подвесках и с барабанами - вынос.

Ваша Мысль мне ясна. Спасибо Проблема в том, что я пишу диплом. И у меня как раз стоит вопрос по поводу распределения тока по анодам. Выше я написал про выход цинка на аноде в 50%. Это идеальный вариант. Но профессура с этим не согласится. И скажет: "А ведь току легче бежать по цинку, чем по стали" Отсюда напрашивается вывод, что накопление цинката не уменьшится, ведь цинковые аноды будут просто быстрее растворяться.

[Леша гальваник]

Попробуйте "прижать" током до газовыделения на стали, как вариант - чуть уменьшите общую площадь анодов. Есть же альтернатива завешиванию инертных анодов - просто уменьшение площади цинковых - растет анодная плотность - растет пассивация цинка. Другой полюс - вообще завесить в ванну сталь и поставить т.н. генератор цинка - параллельный проточный электролизер с цинковыми анодами/катодами.

А проверить как течет ток довольно просто - один амперметр ставится в цепь последовательно цинковым анодам, второй - последовательно стальным. Врядли у Вас токи больше 5 А, потому два обычных тестера сойдут, для сверки точности измерений - просто нужно будет поменять их местами. Наверное, можно обойтись и просто двумя одинаковыми шунтами и просто глянуть напряжение, которое упадет на шунтах в обоих случаях.

Изменено 9 Июня, 2012 в 10:25 пользователем Леша гальваник

[Djinny]

Попробуйте "прижать" током до газовыделения на стали, как вариант - чуть уменьшите общую площадь анодов. Есть же альтернатива завешиванию инертных анодов - просто уменьшение площади цинковых - растет анодная плотность - растет пассивация цинка. Другой полюс - вообще завесить в ванну сталь и поставить т.н. генератор цинка - параллельный проточный электролизер с цинковыми анодами/катодами.

А проверить как течет ток довольно просто - один амперметр ставится в цепь последовательно цинковым анодам, второй - последовательно стальным. Врядли у Вас токи больше 5 А, потому два обычных тестера сойдут, для сверки точности измерений - просто нужно будет поменять их местами. Наверное, можно обойтись и просто двумя одинаковыми шунтами и просто глянуть напряжение, которое упадет на шунтах в обоих случаях.

Большое спасибо за совет! С электротехникой к сожалению не дружу, поэтому до этого "не доехал" самостоятельно))