硫酸鹽鐵絲電鍍鋅是金屬制品行業(yè)應(yīng)用最廣泛的電鍍工藝之一。硫酸鹽電鍍鋅在電鍍過程中的能耗主要發(fā)生在電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程，在轉(zhuǎn)化過程中有多項因素對能耗大小的起著關(guān)鍵因素，例如陽極狀態(tài)、鍍液狀態(tài)、鐵絲狀態(tài)、導(dǎo)電系統(tǒng)、直流電源等。它們自始至終都和電能有著不可分割的關(guān)系，硫酸鹽電鍍鐵絲所采用的工藝流程、工藝配方、工藝裝備以及生產(chǎn)的工藝參數(shù)等都和節(jié)能降耗有著較為密切的關(guān)系。以往同仁對硫酸鹽鐵絲電鍍鋅生產(chǎn)過程中的退火、拔絲等方面的節(jié)能降耗研究較多，而對電鍍方面的節(jié)能降耗則較少。

1、硫酸鹽鐵絲電鍍鋅機理

    電鍍時電流效率的概念可以定義為用于主反應(yīng)的電量在總電量中的百分數(shù)。用符號η來表示，通常陰極電流效率用ηk表示，陽極電流效率用ηa表示。一般生產(chǎn)中在保證鍍層質(zhì)量的前提下，一是希望電流效率越高越好，電流效率越高，則意味著消耗電能越少；二是希望陰、陽極的電極效率相等或相近，這樣溶解下來的鋅與鐵絲陰極上析出的鋅相等或相近，才能保證溶液中的鋅離子的穩(wěn)定。如果兩極電流效率相差很大，鍍液中鋅離子濃度變化也很大，最終會使鍍液失去平衡而無法進行正常的電鍍生產(chǎn)。電鍍設(shè)備與電極反應(yīng)，硫酸鹽電鍍鐵絲電鍍鋅是由直流電源、匯流排、導(dǎo)電輥、陽極架、鋅陽極、陰極鐵絲、電鍍槽、電鍍液等部份組成。當(dāng)電流通過電極和鍍液界面時，必然伴隨著兩種不同的電極反應(yīng)：陽極反應(yīng)與陰極反應(yīng)。鍍液中的鋅離子在陰極鐵絲得到電子被還原成金屬鋅并沉積在鐵絲表面，在陽極上，鋅原子失去電子成為鋅離子進入溶液，鋅從鋅錠上轉(zhuǎn)移到鐵絲表面，從而完成了電鍍鋅過程。

    2、合理選用陽極材料及配置陽極

    不溶陽極材料的選擇，由于金屬鉛具有良好的導(dǎo)電性能，價格低廉，而且在硫酸鹽電鍍鋅的生產(chǎn)條件下，又具有良好的耐腐蝕性能，所以硫酸鹽鐵絲電鍍鋅工藝中多選用金屬鉛作為電鍍鋅用不溶性陽極材質(zhì)，然后在其上面再放置鋅錠作可溶性陽極。在電鍍鋅的生產(chǎn)條件下，鉛陽極表面生成一層二氧化鉛薄膜。這層二氧化鉛膜就是陽極架的工作表面，其實質(zhì)是一層導(dǎo)體膜，在這層二氧化鉛膜上進行著主要的陽極反應(yīng)—析氧反應(yīng)。然而這層二氧化鉛薄膜往往是以粒狀分布在鉛陽極表面上，疏松多孔，結(jié)合力不好。在電鍍鋅的過程中，鍍液中的水分子或陰離子容易通過二氧化鉛膜層中的微孔與陽極基體發(fā)生作用，導(dǎo)致鉛基體的逐漸溶解以及二氧化鉛膜層的脫落。鉛陽極的溶解與二氧化鉛膜層的脫落，給硫酸鹽電鍍鐵絲電鍍鋅帶來了嚴重的質(zhì)量問題和能耗損失。另外一種應(yīng)用比較廣泛的鉛的二元合金陽極是鉛錫合金陽極。鉛錫合金陽極中錫的含量一般是5%。實驗證明其同純鉛陽極相比具有氧析出過電位低、陽極失重少、二氧化鉛膜層致密、耗能低等特點。在同樣的陽極電流密度下，鉛錫合金陽極的鉛的失重更小，當(dāng)然這還與鍍液中的氯離子含量有關(guān)，因為微量氯離子對二氧化鉛膜層就有極大破壞作用，使鍍液中鉛離子超標(biāo)，鍍鋅層發(fā)黑。

    陽極面積的影響，在電鍍生產(chǎn)過程中，希望陰極電流效率與陽極電流效率大致相等，因為這樣才能保證鍍液中的主鹽成分的穩(wěn)定，避免頻繁的調(diào)整鍍液。在硫酸鹽鐵絲電鍍鋅過程中，經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象往往是陽極面積太小。在電鍍生產(chǎn)過程中，陽極在不斷的消耗而沒有及時補充，因而導(dǎo)致陽極面積太小，陽極面積太小陽極電流密度（電流強度和陽極面積之比）必然偏大，這極易引起陽極鈍化，陽極發(fā)生鈍化之后，不僅電阻增大，耗電量增加，而且陽極電流效率急劇下降。

    硫酸鹽鐵絲電鍍鋅時，鋅陽極往往是平放在槽內(nèi)陽極架上的，因此鍍液中的一些固體雜質(zhì)很容易聚集在鋅陽極上面，所以鋅陽極有時很臟，如果鋅陽極表面雜質(zhì)聚集太多太厚雜質(zhì)則影響導(dǎo)電和溶解，必然引起電能消耗增加和化工原料的浪費為了維持正常的電鍍生產(chǎn)過程，需要往鍍液中補充主鹽。往鍍液中補充主鹽，不僅增加了生產(chǎn)成本，增加了勞動強度，而且還極易將硫酸鋅的雜質(zhì)帶入到鍍液中去。當(dāng)雜質(zhì)富集到一定程度后，就會影響到鍍層質(zhì)量。因此在硫酸鹽鐵絲電鍍鋅過程中，必須保持足夠的鋅陽極面積。一般陽、陰極面積之比要保持約在2：1，鍍液中鋅離子的來源主要應(yīng)該是鋅陽極發(fā)生氧化反應(yīng)后溶解下來的鋅離子，而不應(yīng)該從補充硫酸鋅主鹽的成分而來，生產(chǎn)中應(yīng)避免頻繁的添加補充化工原料，鍍液中硫酸鋅含量的高低應(yīng)由鋅陽極面積的大小來調(diào)整和控制，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋅離子濃度在不斷下降時，應(yīng)適當(dāng)增加鋅陽極，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋅離子濃度不斷增加時，則應(yīng)適當(dāng)減少鋅陽極。另外，鍍液在停止工作時，鋅陽極還會發(fā)生溶解想象，因此當(dāng)鍍液中鋅離子濃度不低，鍍液長期停止工作時，應(yīng)將鋅陽極從鍍槽中取出。

    鋅陽極要采用0號鋅錠，這對維護鍍液，保證鍍層質(zhì)量是十分關(guān)鍵的。如果鋅錠中各種有害雜質(zhì)含量較高，在陽極的逐漸溶解過程中，雜質(zhì)也在不斷地積累，當(dāng)各種有害雜質(zhì)達到一定積累量后，就會影響電鍍鋅層的質(zhì)量，這時就要對鍍液進行的大處理了，這增加了勞動強度，占用了生產(chǎn)時間，而且消耗了化工原料，增加了生產(chǎn)成本。陽極接觸包括陽極及陽極架之間、陽極架和匯流排之間的接觸。在鐵絲電鍍鋅的生產(chǎn)過程中，鋅陽極板是平放在陽極架上的，接觸一般不好。鋅陽極在不斷溶解過程中會逐漸變小，當(dāng)小到一定程度后，則有可能從陽極架上掉落下來，落到槽底，要及時補充陽極。陽極架一般和匯流排是用螺栓固定的，在新固定后導(dǎo)電狀況比較良好，但由于陽極架的外漏部分和匯流排的連接部分處于鍍槽邊的惡劣環(huán)境之中，螺絲會遭到腐蝕，出現(xiàn)接觸不良，電阻增大，影響導(dǎo)電。在硫酸鹽鐵絲電鍍鋅的生產(chǎn)過程中，應(yīng)經(jīng)常注意檢查陽極和陽極架之間、陽極架和匯流排之間應(yīng)有良好的接觸。在電鍍過程中為保證鋅層厚度的穩(wěn)定性，電鍍電源采用恒流設(shè)置，通過電壓指數(shù)即可直接判斷耗能及陽極導(dǎo)電狀況，在理想陽極狀態(tài)下電壓指數(shù)在5~8V，當(dāng)電壓值超過8V表示電耗增加，需要調(diào)整鍍液成份及工藝參數(shù)。