Объяснение процесса электролиза цинка

Объяснение процесса электролиза цинка

Электролиз — это электролитический процесс, при котором металлический цинк высокой чистоты наносится на катод за счет подачи внешней электрической энергии. В процессе электролиза восстановление цинка и реакция происходят на катоде, а вода разлагается на поверхности анода с выделением кислорода. Последняя реакция известна как реакция выделения кислорода (ООР). Несмотря на то, что эти две реакции являются основными окислительно-восстановительными реакциями в процессе электролиза цинка, на поверхности электродов протекают и другие реакции. Восстановление протонов, также известное как выделение водорода, происходит на поверхности катода. Эта реакция нежелательна, так как она потребляет электроны и снижает эффективность тока осаждения цинка. Несмотря на более высокий стандартный восстановительный потенциал протона, чем у цинка, в условиях электролиза выделение водорода происходит со значительно меньшими скоростями. Это является результатом высокого сверхпотенциала выделения водорода на поверхности цинка, что затрудняет протекание этой реакции. Совместное осаждение некоторых других элементов, таких как кобальт и медь, которые имеют низкий перепотенциал для реакции выделения водорода, снижает эффективность тока электролиза.
 
Некоторые из примесей, такие как ионы марганца и хлора, вступают в реакцию на поверхности анода в процессе электролиза, о чем будет рассказано позже. Процесс электролиза цинка обычно протекает в высококислотных электролитах и при высоких плотностях тока.

Потребление электроэнергии в процессе электролиза составляет примерно 80% от потребляемой мощности для всего процесса цинкового завода. Процесс электролиза протекает при постоянной плотности тока, поэтому потенциал ячейки РЭБ определяет энергопотребление этого процесса.