Влияние на организм
Отрицательное влияние на организм цинковых анодов в состоянии нормального хранения не выявлено.
Внешний вид
Внешний вид цинкового анода – лист металла бело-голубого цвета, который плавится при температуре 419,5 °C, кипит при температуре — 905,4 °C. Свойства материала зависят от температуры: обычная температура делает металл непрочным, а при температуре до 150 °C металл можно катать в тончайшие листы.
Применение
Цинковый анод применяется для оцинковки металла с помощью способа«гальваники». Гальваническое нанесение защитного покрытия является на сегодняшний день самым популярным способом защиты металлической поверхности от коррозии металла.
Цинковые пластины играют роль анода – электрода, который подключен к положительному полюсу гальванической батареи. С помощью цинкового анода на металлической поверхности образуется тончайший слой цинка, защищающий металл от коррозии и дальнейшего разрушения. Предпочтение в производственном процессе отдается цинковым анодам, изготовленным горячекатаным способом.
- Наиболее распространенное применение цинковые аноды нашли в процессе«оцинковки» различных металлических поверхностей способом гальваники.
- Методом электролиза с помощью цинковых анодов образуется оксидная защитная пленка.
Для защиты от коррозии, которой подвергается любой металл, под действием не только воздействий окружающей среды, но и химических веществ, применяются цинковые аноды с максимальным содержанием высоко очищенного цинка. Большой степени коррозии подвергаются морские и океанские суда, металлический корпус которых подвергается взаимодействию с соленой водой.
Производство
Для производства цинковых анодов используется цинк следующих марок: Ц0,- содержит 99,975% цинка; Ц1С- 99,96% цинка, Ц1 – 99,95% цинка, которые производятся согласно государственных стандартов.
При производстве анодов, их размеры также определяются нормами гос.стандарта:
- Толщина листа 5 — 20 мм
- Номинальная ширина 65 — 600 мм
- Номинальная длина 400 — 1200 мм
- Градация по длине листа 50 мм
- Градация по ширине листа 25 мм
Техника безопасности
Для безопасного хранения цинковых анодов необходимо избегать контактов с влагой и высокой температурой воздуха и соблюдать утвержденные требования безопасности.
Транспортировка
Транспортировка цинковых анодов осуществляется грузовым или железнодорожным закрытым транспортом. Транспортировка пластин происходит в открытом виде или в ящиках небольшого размера.
Химический состав по гост 3640-94:
| Марка | Цинк не менее, % | Массовая доля примесей не более, % | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pb | Cd | Fe | Cu | Sn | As | Аl | Всего | ||
| ЦВ | 99,995 | 0,003 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,005 |
| ЦВ | 99,99 | 0,005 | 0,002 | 0,003 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,01 |
| Ц0А | 99,98 | 0,01 | 0,003 | 0,003 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,02 |
| Ц0 | 99,975 | 0,013 | 0,004 | 0,005 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,025 |
| Ц1 | 99,95 | 0,02 | 0,01 | 0,01 | 0,002 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,05 |
Аноды транспортируются всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на транспорте данного вида.
Аноды должны храниться в крытых помещениях. При хранении аноды должны быть защищены от механических повреждений, влаги и воздействия активных химических веществ. При соблюдении этих условий, свойства анодов не меняются.
Цинковые аноды (гост 1180-91) для гальваники и механизм их растворения
Цинкование является самым распространенным защитным покрытием в промышленности.
Поэтому и цинковые аноды являются одними из самых ходовых в гальванотехнике. Они выпускаются как в виде пластин, так и насыпью: сферами, полусферами и цилиндрами. Ввиду того, что при цинковании аноды весьма склонны к пассивации при высоких анодных плотностях тока, применение насыпных анодов в титановых корзинах более выгодно (их удельная площадь выше). Кроме этого, при работе насыпных анодов не образуется анодных остатков (“обсосков”).
ГОСТ 1180-91 Аноды цинковые. Технические условия
По маркам выделяют следующие основные виды цинковых анодов:
Марка | Zn, % | Максимальное содержание примесей, % | |||||||
Pd | Cd | Fe | Cu | Sn | As | Al | Сумма | ||
Ц0 | 99,975 | 0,013 | 0,004 | 0,005 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,025 |
Ц1 | 99,950 | 0,020 | 0,010 | 0,010 | 0,002 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,050 |
Существуют как более загрязненные марки, не применяемые в гальванике, так и более чистые, которые также не дают значительного выигрыша, но повышают себестоимость цинкового покрытия.
Растворение цинковых анодов происходит в несколько стадий и носит сложный кинетический характер. Среди осложняющих факторов, затрудняющих описание данного процесса, можно выделить:
– Одновременное протекание химического и электрохимического растворения цинка;
– Замедленная диффузия продуктов растворения из прианодного пространства в объем электролита;
– Образование новых фаз;
– Массоперенос в твердой фазе.
В процессе химического растворения цинка в конечном счете образуются цинкатные гидроксокомплексы, а при электрохимической анодной реакции соединения Zn(OH)2 и ZnO, которые также в дальнейшем растворяются в электролите в избытке щелочи с образованием цинкатов. Отличием цинка при электрохимическом растворении от менее активных металлов является тот факт, что при увеличении его анодной поляризации увеличивается и его скорость саморастворения. Это явление сопровождается ростом скорости восстановления деполяризатора (ионов водорода) – т.н. отрицательный дифференц-эффект (ОДЭ).
ОДЭ объясняется несколькими теориями:
1. Непосредственное взаимодействие воды с цинком;
2. Непосредственное взаимодействие воды с частицами цинка, выкрошившимися из анода;
3. Стадийность ионизации цинка, переход его на аноде сначала в однозарядную форму Zn , которая может доокисляться на электроде или в растворе до Zn2 с образованием водорода.
При растворении цинковые аноды могут подвергаться пассивации, если анодная плотность тока превысит 2А/дм2, либо если состав ванны будет нарушен, например, при недостатке гидроксида натрия. При пассивации на аноде обратимо возникает слой труднорастворимых соединений цинка, который препятствует новым ионам цинка диффундировать в электролит, а гидроксид-ионам из электролита поступать к не окисленной поверхности анода. Этот слой носит адсорбционную природу и выражается составом е-Zn(OH)2. Адсорбированная частица гидроксида цинка может отдавать воду и превращаться в оксид ZnO. Внешне пассивная пленка выглядит как золотистый или фиолетовый налет. Полностью запассивированные цинковые аноды прекращают растворяться, на них начинает активно выделяется кислород, концентрация цинката и щелочи в ванне снижается. При увеличении концентрации щелочи в растворе пассивная пленка становится тоньше, а количество дефектов в ней увеличивается, что приводит к возрастанию коэффициента диффузии цинка.
Скорость растворения цинковых анодов зависит от потенциала и от концентрации щелочи (рисунок 1), в то же время концентрация ионов цинка никак не влияет на нее.
Рисунок 1- Влияние С(NaOH) на скорость растворения цинковых анодов при потенциале пика в растворах: 1 – 0,2М, 2 – 1М, 3 – 2М.
Рассмотрим механизм растворения цинковых анодов более подробно по стадиям:
1. Отрыв электрона от металлического цинка, присоединение гидроксид-аниона:
Zn OH–адс ↔ [Zn(OH)]адс e
2. Разряд адсорбированной частицы, дальнейшее взаимодействие с гидроксид-ионами:
[Zn(OH)]адс 2OH–адс→ [Zn(OH)3]–адс e
[Zn(OH)3]–адс OH–адс ↔ [Zn(OH)4]2-адс
По мнению некоторых авторов возможна реакция диспропорционирования (по аналогии с растворением медных анодов):
[Zn(OH)]адс [Zn(OH)]адс → [Zn(OH)2 Zn
3. Переход комплекса [Zn(OH)4]2-адс в раствор (замедленная диффузия). Параллельно может идти разложение комплекса за счет пересыщения приэлектродного пространства:
а. [Zn(OH)4]2-адс ↔ [Zn(OH)2]адс 2OH–
одновременно может идти реакция разряда:
б. [Zn(OH)]адс OH–адс → [Zn(OH)2]адс е
или реакция отрыва воды:
в. [Zn(OH)]адс→ ZnOадс Н е
H адс OH–адс ↔ Н2О
Реакции а, б, в приводят к пассивации цинковых анодов.
Кроме этого, возможна четвертая реакция, вносящая вклад в пассивацию цинка:
Zn [Zn(OH)2]адс 2OH- ↔ 2ZnOадс 2H2O 2e
При благоприятных условиях пассивная пленка растворяется по реакциям:
[Zn(OH)2]адс 2OH–адс→ [Zn(OH)4]2-адс→ [Zn(OH)4]2-р-р
ZnOадс 2OH–адс 2H2O ↔ [Zn(OH)4]2-адс→ [Zn(OH)4]2-р-р
В полностью же пассивном состоянии на цинковом аноде идет выделение кислорода.
Возможно также частично пассивное состояние, в котором одновременно протекают процессы и растворения цинка и выделения кислорода.
В целом можно сказать, что наилучшими цинковыми анодами являются те, которые растворяются равномерно, имеют малое количество примесей, хуже пассивируются при высоких анодных плотностях тока, а также не выкрашиваются при растворении (т.е. имеющие однородную мелкокристаллическую структуру)
Оцените статью. Всего 1 клик!
Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО “НПП Электрохимия”. Любое копирование информации возможно только с разрешения владельца сайта. Размещение активной индексируемой ссылки на https://my-sertif.ru обязательно.