Replacement of lead-silver anodes with Ti-based anodes in zinc electrowinning process: (feasibility, coating developement, side effects, performance and energy efficiency)

锌电解提取过程中用钛基阳极替代铅银阳极：（可行性、涂层开发、副作用、性能和能源效率）

• 批准号: 522069-2017
• 负责人: Alamdari, Houshang
• 金额: $ 11.66万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Collaborative Research and Development Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=719535
• 关键词: Replacement; lead; silver; anodes; Ti

This research and development program aims to improve the energy efficiency of the zinc electrolysis process. Two industrial partners support this research program; CEZinc and Outotec Canada. The main research component is the replacement of conventional Pb-Ag anodes with titan anodes. Ti anodes have demonstrated a good performance in reducing the potential for oxygen evolution in electrolysis cells. This potential reduction of about 300 to 400 mV can translate into energy savings of nearly 100 GWh per year, or about 10% of the energy consumption of electrolysis. However, in order to use new anodes, their long-term performance needs to be validated and peripheral technologies need to be developed; i.e. the control of Mn and Cl concentrations in the electrolysis cells. The second area of research involves increasing the efficiency of purification process of the zinc solution. More particularly, the cobalt cementation process is targeted. Currently about 6% of zinc production is reinjected into the process for the removal of cobalt.This research program therefore aims to develop new technologies for the management of Mn and Cl in the electrolyte, to validate the performance of titanium anodes in the zinc electrolysis process, and to increase the efficiency of the cobalt cementation process by a new method of preparing Zn powders. The results obtained as part of this research program will give a considerable technological advantage to our partners; CEZinc and Outotec.#(cr)#(lf)Ce programme de recherche et développement vise à améliorer l'efficacité énergétique du procédé d'électrolyse du zinc. Deux partenaires industriels supportent ce programme de recherche ; CEZinc et Outotec Canada. Le volet principal de recherche est le remplacement des anodes conventionnelles de Pb-Ag par des anodes de titan. Ces dernières ont démontré une bonne performance en ce qui concerne la réduction du potentiel d'évolution d'oxygène dans des cellules d'électrolyse. Cette réduction d'environ 300 à 400 mV peut se traduire en économie d'énergie de près de 100 GWh par année, soit environ 10% de la consommation d'énergie de l'électrolyse. Toutefois, afin d'utiliser des nouvelles anodes, leur performance à long-terme doit être validée et des technologies périphériques doivent être développées ; soit la gestion du Mn et du Cl dans les cellules d'électrolyse. Le deuxième volet de recherche consiste à augmenter l'efficacité du procédé de purification de la solution du zinc avant d'entrer dans des cellules d'électrolyse. Plus particulièrement, le procédé de cémentation du cobalt est visé. Présentement près de 6% de la production du zinc est réinjecté dans le procédé pour l'élimination du cobalt. Ce programme de recherche a donc pour le but de développer des nouvelles technologies de gestion de Mn et de Cl dans l'électrolyte, de valider la performance des anodes de titan dans le procédé d'électrolyse du zinc et d'y apporter des améliorations nécessaires, et d'augmenter l'efficacité du procédé de cémentation du cobalt par une nouvelle méthode de préparation des poudres de Zn. Les résultats obtenus dans le cadre de ce programme de recherche vont donner un avantage technologique considérable à notre partenaire (CEZinc et Outotec).

该研发计划旨在提高锌电解过程的能源效率，CEZinc 和加拿大奥图泰公司的主要研究内容是用钛阳极替代传统的铅银阳极。电解槽在减少析氧潜力方面表现出色，约 300 至 400 mV 的潜力减少可转化为每年近 100 GWh 的能源节省。电解能耗的 10%。然而，为了使用新阳极，需要验证其长期性能并需要开发外围技术，即电解池区域中 Mn 和 Cl 浓度的控制。​​研究涉及提高锌溶液净化工艺的效率，更具体地说，目标是钴置换工艺，目前约 6% 的锌产量被重新注入工艺中以去除钴。旨在开发管理电解液中锰和氯的新技术，验证锌电解过程中钛阳极的性能，并通过制备锌粉的新方法提高钴置换过程的效率。该研究计划的一部分将为我们的合作伙伴带来相当大的技术优势；安省锌电解过程的功效。环境温度降低 300 至 400 mV，可实现 100 GWh 的经济节能，因此细胞能量环境 10%。加上具体的钴水泥生产过程。锌通过锌电解过程重新注入并分配。需要改进，并增强钴固结过程的功效，这是制备锌粉末的新方法。 （CEZinc 和奥图泰）。