• +38 (066) 784-84-25
  • +38 (044) 585-59-30
  • +38 (067) 692-53-70
  • +38 (044) 585-59-31
  • +38 (067) 658 55 36

Аноды цинковые.

Аноды цинковые. Размеры цинковых анодов. Марки цинка. Поведение цинкового анода в различных электролитах цинкования

Цинковый анод используется для оцинкования изделий электрохимическим методом.  При растворении анодов на поверхности металлических изделий образуется защитный цинковый слой, который надежно защищает металл от коррозии.  Для покрытия цинком строго приоритетным является применение горячекатаных цинковых анодов. Литые цинковые аноды применять не рекомендуется.

В производстве анодов применяется цинк марок Ц0, Ц1С, Ц1, с химическим составом по  ГОСТ 3640 -94. Размеры на цинковые аноды  устанавливаются  ГОСТ 1180-91. Аноды выпускаются толщиной от 5 - 20 мм; по номинальной ширине 65 - 600 мм; по номинальной длине  400 - 1200 мм. Аноды цинковые производятся с градацией 50 мм по длине и 25 мм по ширине.

Аноды должны храниться в закрытых помещениях, в которых соблюдены все меры защиты изделий от механических, химических  повреждений и влаги.

 

 

Пластинчатые аноды цинка.

Листовые  цинковые аноды пригодны для кислых и щелочных электролитов и обычно применяют при небольших масштабах производства. Существенным недостатком пластинчатых анодов цинка является необходимость прикручивать к каждому аноду металлический контактный крюк для подвешивания анода в ванну. Поэтому необходимо правильно выбрать металл для крючка и болта [1]..

Для щелочных электролитов анодный крюк и болт следует делать из обычной малоуглеродистой стали. Стальные болт и крюк не будут корродировать в щелочном электролите и могут использоваться многократно.

Для кислых электролитов лучше всего использовать крюк и болт из титана. В этом случае не будет проблем с коррозией этого узла. Однако титан не всегда есть под рукой. Можно применять латунные/медные крюки и болты, но при этом необходимо поднять болтовое соединение крюка с анодом выше уровня электролита на 50-70 мм во избежание его растворения. Иногда применяют защитные короба из полипропилена для анодных штанг. Их задача предотвращать попадание коррозионно-активного электролита на медную (латунную) оснастку.

Вообще желательно, чтобы любое болтовое соединение крюка с  цинковым анодом не соприкасалось с электролитом.

 

Характер растврастворение цинкаорения пластинчатых  цинковых анодов показан на рис. 1.

Рис. 1. Внешний вид пластинчатого  цинкового анода.
А - новый анод, В и С - по мере его растворения.

 Из рис. 1 очевидно, что по мере срабатывания (растворения) анода цинка, его размеры и площадь уменьшаются, что отрицательно сказывается на анодном процессе и равномерности цинкового покрытия, особенно в слабокислых электролитах, рассеивающая способность которых и так невелика. Анод цинка в состоянии "С" (рис.1) должен быть заменен на новый цинковый анод. Оставшийся, так называемый, "обмылок" анода во избежание потерь цинка может быть использован в анодной корзине, которая должна быть предусмотрена в оснащении ванны цинкования.

 

 

 

 

Насыпные (контейнерные) аноды из цинка.

Лучшим решением анодных проблем при цинковании является применение насыпных (контейнерных)  цинковых анодов. Анодным материалом в этом случае служат литые сферические или полусферические цинковые шары диаметром 50мм. На рис.2 показаны основные типы контейнеров для сферических анодов.

 корзины для цинка

А                          В                              С           
Рис. 2. Анодные контейнеры (корзины) с цинковыми шарами:
А - стальной спиральный цилиндрический,
В - стальной сетчатый цилиндрический,
С - титановый сетчатый коробчатый.

 

В анодных корзинах цинковые шары по мере их растворения проваливаются в нижнюю часть корзины, освобождая место для добавления сверху новых шаров. Таким образом, в отличие от пластинчатых анодов, в нижней части корзины всегда есть достаточно анодного металла для обеспечения равномерности осаждения покрытия на катоде. В корзинах цинк срабатывается практически без отходов.

Следует также отметить, что активная поверхность насыпных анодов может быть существенно больше по сравнению с пластинчатыми анодами. Это позволяет соответственно увеличивать токовую нагрузку, не опасаясь пассивирования анодов и тем самым форсировать катодный процесс.

Для щелочных электролитов цинкования анодные корзины изготавливаются из обычной малоуглеродистой стали, которая абсолютно устойчива в щелочных электролитах. Ни в коем случае нельзя делать анодные корзины из нержавеющей стали или других металлов. Стальные анодные корзины, кроме удержания растворимых цинковых шаров, выполняют функцию нерастворимого анода, что несколько сдерживает избыточное растворение цинка при электролизе. Стальные корзины при этом могут служить без замены много лет.

Полотняные мешки для улавливания анодного шлама в щелочных электролитах цинкования не применяются. Неизбежно образующийся при цинковании анодный шлам и прочие механические загрязнения удаляют из электролита посредством непрерывной фильтрации последнего со скоростью не менее 1 объема в час. Для фильтрации следует применять полипропиленовую ткань в виде сменных мешков из расчета 0,5-1м2 фильтрующей поверхности на 1м3 электролита. Фильтровальные мешки можно использовать многократно, подвергая периодической очистке (стирке). Конструкция фильтра может быть любая. Поддерживать заданную концентрацию цинка в щелочном электролите, несмотря на различие в скоростях растворения на аноде и осаждения на катоде цинка (анодный выход по току составляет 100%, а катодный от 55 до 75%), очень легко. Достаточно 1 раз в смену анализировать содержание цинка в работающей ванне и, если цинк в ванне растет, то следует часть анодных корзин с цинком - до 30% - заменить на обычные стальные нерастворимые аноды-пластины. Поступление цинка в ванну при этом уменьшится и его концентрация стабилизируется. Если содержание цинк в электролите падает, то следует, наоборот, уменьшить число нерастворимых стальных анодов и/или досыпать корзины цинковыми шарами.

При нормальной загрузке ванны цинкования в 2 смены (16 часов в сутки), извлекать цинковые аноды из ванны цинкования на ночь не обязательно. За счет химического растворения цинка его концентрация в ванне в неработающей щелочной ванне поднимется на 1-2 г/л за 8-10 часов, что допустимо и не нарушает последующую работу ванны. Если цинка будет накапливаться больше, аноды надо время от времени вынимать.

Работа с цинковыми насыпными анодами показала простоту и надежность в поддержании концентрации цинка в ванне на заданном уровне таким способом. Никогда не возникала необходимость корректировать ванну цинкования окисью цинка.

Для кислых (слабокислых) электролитов цинкования анодные корзины изготавливают из титана, который устойчив в этой среде. Титановые корзины могут служить без замены и ремонта много лет.

В кислых электролитах на анодные корзины необходимо надевать полипропиленовые чехлы для улавливания анодного шлама, так как полипропиленовая ткань не препятствует нормальному растворению цинка и поступлению его в электролит. Наличие тканевых чехлов на анодах не исключает необходимость в непрерывной фильтрации электролита. Поскольку анодный цинк в слабокислых электролитах растворяется почти эквивалентно его катодному осаждению, концентрация цинка в ванне изменяется мало. Титан в кислых электролитах имеет пассивную пленку, поэтому его роль в анодном процессе невелика.

Таким образом, использование насыпных анодов  цинка для щелочных и слабокислых электролитов цинкования является весьма удачным техническим решением, позволяющим существенно упростить весь производственный процесс, снизить затраты и повысить качество покрытий.

1- Дополнение к статье Харламова В.И. «Особенности проведения анодного процесса в различных электролитах цинкования»

 

 

 

вернуться