《7 电解精炼【
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7.0.1【 目?前国内外10万【t/a及以》上规模的铜》电解厂基本都采用长!、宽:尺,寸为950》m,m~:。1000mm重【量为3?20kg《~420k》g的大极板采用大型!极板和?大型电?解槽可设《置大跨度厂房—相同产?量,规模时电《解槽数量《少单位面积产量高】厂房占地面积—小可减少出装—槽数量和吊车运行】距离有利于提高电】解槽作业率产—能潜力大极板作【业机组?机,械化和自动化程【度高可提《高,作业率降低劳动【强,度减少操作人—员多:功能专用吊车具有】同,时起吊整槽》。或半槽阴、阳极【板的功能并》。带有接酸《盘可避免阴》、阳极从《电解槽吊《出,时附:。带的电?解液:滴落:槽,面而造成环境污【染及:可能出现的槽—面漏:电等现象同时—还可缩短《出装槽作业》周期提高作业—率近五年来》国内新建及改—。造的如江《西铜:业,集团公司贵溪—冶炼:厂、金隆铜业有【限,公司、金川集—团有限公《司、祥光铜业—有限:公司、白银有—色,集团股?份有限公《司、:山东金升有色—集,。团有限公《司、:大冶有色金属集团】控股有限公司—、紫金铜《业有限公《司、广西有》色再生金属》有限公司、》。云南锡业《。。集团有限《责任公司《。等企:业都:相继采用《大极板电解并配备了!极板作?业,机组和多功能—专用吊车
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7.《0.2 《 永久阴极》电解与始极》片阴极电解相比较具!有,更多:的优点
! (》1)省去《了,始极片生产制作工】序简化了生》产流程劳动》生产率高
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(—2):永久阴极板强—度高平直度》好表而光滑可缩短极!距减少短路发—生有:利于:提高电流效率—可高:电流:密度操作电流密度达!2,80:A/m2~33【0A:/m2提高》了单位面积的产量永!久阴:极法综合能耗低
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】。(3)永久阴—极电解?工艺因采用不锈钢】永久阴极板》一次性建设》投资较高选》择电:解工艺方案时—应根据项目》建设投资控制—要求、产《品质:量、:。经济效益等》。方面进行全面分析论!证后确定在建设投】资允:许的条?件下可优先采用永】久阴极电解工艺【当设计规模大于20!万t:/a时宜采用永【久阴:极电解法
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7.0.3! :根据有关资》料统计?铜电解生产作业的】工时比?例为始极片、—阳极、阴极和—残极:出装槽的工作—量占2?。7%始极片整—理占30%槽面操作!。占27%液面—控制占8%》其他作业《占8%现代铜电解】生产向着大极板、高!电流密度、高品【质发展因此拥有【完善的自《。动化极板《作业机组不仅可【减少劳动定》员减:轻劳动强度加快极板!出装槽速《度而且可提》高电解作业效率【提高:产品质量和产量减】少能耗?降低成本《是实现高效率、高质!量生:产的前提根据—始极片阴极电解生产!需要极板处理—包括阳极《作业:机组、始《极片作业机》组、阴极作业机【组、残极作》业机组?、导电棒转运机【。组5条?机组;为配合生产】始极片需配备吊耳切!割机组?永久阴极电解取消了!始,极片生产工序1【条阴极剥《片机组可替代始极片!制,作机组、阴极洗涤】机组和导《电棒贮运机组3【条机组故永久阴【极,电解极板处理—只需阳极作业机【组、残极作业机组】、阴极剥片机—组3条机组考—虑到机组的维—修及富?余能力机组每天【的工作时间宜为8h!~12?h
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7.0.》4 电解生—产,过,程中极板《悬垂度及极距误差】值,越小对减少短—路、降低能耗及产】品质量更有保证但误!差精度要求太高设备!加,工难度及投资—费用高因此》极板加?工精度的确》定,应,考虑设备的性价【比过高的《精度:要求使设备制造要求!。提高造成投资浪【费条文中的基本【悬,垂度和?。。极距允许误差要求可!。以满足生产标—准阴极铜或高纯【阴极铜的要求—条文中的吊耳尺寸和!平面度?允许误差要求是根据!始极片作业机—。组对吊耳的要求制】定的
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7.《0.5 电解【专用吊车是电解【车间的核心设备根据!其使用的《频繁程度及起升载荷!应,选用工作级别为A7!的起:重运输机选用能够】同,时起吊阴、》阳极板的专用吊车可!以减少起重机运行】缩短出装槽时—间有利于提》高电解槽《作业率提《高产:能永久阴极》。电解由于极距—小为保护不锈钢阴】极板专用吊车应具有!自动:定位功能《。始极片阴极》。电解则可视》操作的熟练》程,度确定是否选用自】动定位
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7.0.6 】 ,永久:阴极电解采用不【锈钢:阴极:板,。由于极板表面光洁】、,平直度高、悬垂度】好,因此较始极片阴【极电解可采用更高】的电:流密度和较小的【极距
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电【解槽单?位容积产量》与电流密度成正比】因此在保证阴极铜质!量的前提下采用更】高的电流密度—。是铜电解不断追求】的目标国外》永久阴极电解的平均!电流密度为3—00:。A/m2最高—可,。达330A》/m:2国内几家采—用永:久阴极电解的工厂电!流密度?。也都超过了290】A/m2始极—片,阴,极电解随着极—板处:理机:组、:。专用吊?车的使?用提高了始》极片:。的,悬垂度电《。流,密度也有《逐步提高的趋—。势,国内大极板始极片的!阴极电流密度一【般都在2《40A/m》2~270A/【m2有些工厂甚【至已达到《了290A/m2】为了确保稳定生产】合格阴极铜产品必】。须选择一个》合理、经济的电流密!度本:条中电流密度的【规定参照了》国内外各《电解铜厂电流—密度的?生产实践
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— 永久阴极电解由】于不锈钢阴极平【直,电力线分布均匀不容!。易短路?阳极溶解更均匀因】而残极率较》始,极片阴极电》解更低一般不大【。于16%而始极【片阴极电解残极【率一般?不大于20%—。同极中心《距除与极《板尺寸和加工精【度,等因素有关》外还与阳《极成分和电》解电流密度等有【。关国内大极板始极片!阴极电解同极中【心距一般为》105mm永—久阴极电解一般【为10?0m:m
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? 永久—阴极电解法的电【流密度高《槽电压随之升—高根:据对国内外工厂【的统:计其:槽电压一《般为:300mV》~40?0mV平均为350!mV因?此,直流电耗高于始极】片阴极电解电流密度!提高的另《一结果?是电:流通过电解液—时释:放的热量增加因此其!蒸汽消?。。耗量相应《下降
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7.0《.7 铜离子【浓度:和游离酸浓度影【响电解?液电阻?电解液电《阻随游离酸浓—。。度的增加而降低随铜!离子浓度的增加而】提高:故一:般高:酸低铜的电解液成】分有利?于降低电《耗此外电流密—度提高?时单位时间》在阴极上《放电:析出的铜量也增加因!此电解液铜离—子浓度应随电流【密度的提高而相【应提高?故高电流密度的【永,久阴极电解电—解液:铜离:子浓度比《始极片阴极电解略】高条文中对电解【液铜离子浓度及游离!酸浓度的规定是根】据目前各工厂实际生!产中的经验》而制定的
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7.0》.8 合理的电】解液成分是保证生产!合格阴极铜》、确定合理》。的电解?。液,净化规模、节约生产!成本的重要手—段实践表《明,电解:液成分控制在本条所!规定的范《围可以?。获得较好的经—济效果
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7.0.9 】 根据国内大多数电!解工厂的《生产实践在满—足本规范第》7.0.6条~【第7.?0.8条的》要求下同时在设计】和生产管理》中采取有《。效措施无《。论采用始极片—阴极电?解还是永《久,阴极电解阴极铜【质量均?可达到?现行国家标准—阴,。极铜GB/T 4】6,7中:标准阴极铜(Cu-!CA:TH-2)的—要求国内主要铜【冶炼厂?的阴极铜质量已达到!了现行国家标准【阴极铜GB/—T 467中高纯阴!极铜(C《u-CATH-1)!的标准并符合LME!注册:。要求
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7.0《.,10 ? 国内电解液—加,热一:。般采用列管式换热器!和板式换热器不透】性石墨换热器和铅管!换热器?因传热系数比较低】在电:解液加热方面已【被淘汰列《管式换热器与板式】换热器相《比传热系数》低换热面《积大:设备:占地面积大管内沉】积,难,清理维修困难—目前只?在一些老电解厂【中使用随着板片压制!技术的提高》板式:换热器进《出口:及板片流道形式可】根据加?热介质性质、流【量及换热量等进行】特殊设计《使换热器《。结构更符合工—况,条件板片结垢—易清理维护方便目】前国内所《有新建电解厂—均采用板式换热器
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, 阴极铜及残!。极洗涤需消》耗70℃~80【℃的热水每天—出,。装槽需大量》的水进行槽面冲洗将!电解:液加热蒸汽冷凝水回!收利用一则减少新】水消耗同《时,将冷凝水《余热加以利用—而减少蒸《。。汽消耗既满足生产需!。要又符合国》家对生产《企业节能减排的要求!
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7.0.1【1, 电解生》产将各种含铜酸性废!水经过滤后循环【使用不仅提》高了铜回收率而【且节省了废水处理的!费用
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7.0.12 ! 为了维《持正常电解的—电解液温度条件【(一般控制在—60℃~65—℃):需,用蒸汽加热补充热量!影,响电解精炼》蒸汽:消耗:。的主:要因:。素是电解液》的蒸发造成的热损失!以及电解《。槽体、溶《液管道和设备—的表面散热损—失据:测定实行槽面覆盖可!。减少50《%的蒸汽消耗—槽壁:保温可节约17【%的:蒸汽消耗所以本条】规定有利于减少蒸】汽,消耗同时还可减少酸!雾挥发改善操作环境!
—7.0?.13? 本条规定—是为了加强劳动保护!改善工作场地—的环:境卫生?条件:
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:7.0.14 【 电解槽出装槽【短路断电作业有两种!方式一是采用人工】导电棒“横》电短路”另一—种是在导电》母排上安装遥控【。短路开关进》行多只电解槽分【组同时断电》采用导电棒“横电】短路”方式》具有作业率高—、投资省《的优:点但由?于导电?棒截面不能太大仅】适用于?低电:流强度?的情:况一般在小》极板电解生产中【。采用随着电解的【大极板、《高电:流密度的发展趋势电!解电流强《度一般都在2000!0,A以上从减轻劳动】强度、安全》生产等方面综合考】虑应采用《在母排?上,设置短路开关—遥,控断电方式
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7.0.》15 防止漏电】是降低电耗、提高】电流效率《的主要途径之一为了!防止或减少漏电【电,解槽之间、电解槽】与,楼,板之间需留有足够的!间隙加强电》解槽与?梁、柱、地面—间的:绝缘性能在电解【槽与支撑梁》间采用绝缘瓷砖【、橡皮?或塑料隔开实践证】明该措施十》分有效?
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7.0.1—6 作为始—极,片阴极电解始—极片质量对于电解】。作业:的稳:定,、阴极?铜质:量的提高极为—重要因此对生—产始极片的种板槽】的电解液成分—添加剂加入量以及】电流密度等技—术,参,数的:控制比生产槽要求】更,高故种?板,槽,的,电解液循环》系统、添加剂—加入装置及直流电源!的单独设置有利于】。加强对始极》片,生产:的技:术控制提高始极【片质量满足机组加】工,要求:
7【.0.17 电】解过程中电解液中的!阳极泥等悬浮物对】阴,极,铜的质量产生极大影!响因此对电》解液进行过滤保证电!解液的洁净度对提高!阴极铜质量起着极为!重要的作用种—板槽电解液循—环量仅?。为生产槽电解液【循环量的《6%即?。使进行全过》滤过滤量也不—大设备投《资、运行费》用等增?加不:多国:内种板槽电解—液多为全过》滤
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7.0—.18 加强电】。解液过滤是》提高电解液洁净度】的有效?手段过?滤量越大电解液洁】净度:越,。高,越有利于高》质量阴极铜产—品的生产但过大【。的电:解液过滤《量使:设,备投资、占》地面积及生产运【行费用都《相应提高根据一【些工厂生产》实践电解液》较经济?的过滤?量为电解液循—环量的20%—由于杂铜阳极板杂质!含量偏高《电解液的《过,滤量占?。电解液循环量的比】。例有所增加因此实】。际电解液过滤—量需根据阳极板成】分,特,。别是砷?、,锑、铋杂质含量投】资及运行费用等具】体情况?。综合比较后确定此】外电解液《经澄清后《再过滤可加快过滤】速度
】 《铜电:解液过滤一般选用传!统的:。。箱式:压滤机箱式压—滤机:价格便宜但》过滤量大时因—单台过滤《能力较?低需要设备台数【多,占,地面积大使》投,资增加箱《式压滤是靠压—力强制过滤对—电解液?中微米级的细小【颗粒:过滤效果《不佳高效《净化过滤《机对电?解液中微米级—和,。。次微:米级悬浮物》的过滤特别》有效可使过滤—。后的电解液》悬浮物含量低于10!mg/L过滤—效果非常好近—年来国内新》建及改造铜电解厂电!解液过滤多》采用高效的净—化过滤机
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7《.,0.:19 随着电解】生产:规模:化、机械化、自动化!装备:水,平,的提高采《用DCS或PL【C控制系统对工艺】参数、设备》运行、仪表》检测等进行实时显示!。。与控制为《实现企业的》规,范化管理、节约能】源,、减少生《产,操作人员、降低劳动!强度:和生产成本、提高】。生,产安全?性及:产品的合格》率等提供了必要【的保证
!7.0?。.20 清槽【作业、电解液的净】化量和返回量差【值,。变化等?因素会造《成,电解:液体积波动而电【解槽、?。高位槽及各管—道内溶液《量几乎保持不变所】。。以电解液体》积波动直接反—应贮槽内液位的波动!因此对贮槽液位【进行检测和控—制是指?。导,并,。保证电解正常生【产的:重,。要手段同时》对贮:槽液位检测并设置】报警:装置:可以预防并避—免出现电《。解液冒槽等》事故
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:7.0.21 】将加:热后的电解液与加】热蒸汽阀实现自【动调节?控制可根据生—产实际情况》及时:调整电解《液,温度并?有效地?控制电?。解技术参数》为电解生产高质【量产品提供保障
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7.0.】22: 本条中的联【锁设置可避免一旦出!。现事故停电后循【环泵停止送液高【位槽中电解液放空】加热器干烧损坏以】及,高位槽继续》向电解?槽供液并溢流—至循环贮《。槽造成?循环贮槽只》进不出可能出现循】环,贮槽:冒槽等事《故的发生是确保安】全生产的《措,。施之一
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7.0.23】 :目前各电解工厂均】采用可控硅》整流:机组一般采用—变压器和整流器靠紧!布置方式额》定功:率条:件下机组的整流效率!可达:95%~97%【
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7.0.24 ! 此条主要》是针对北《方气候寒冷的地区设!定的电解生产中电】解液的温度一般控】制在60℃~—65:。℃若室内温度太低】槽体:散热损失《及槽面蒸《发均大大增》。加不仅能耗增加而】且蒸发附带》的硫酸酸雾在空气中!遇冷易?发生结露结露的酸】液给厂房及》设备带来严重的腐蚀!故在北?方地区除厂房内设置!采暖外在厂房建筑】上还应?。采取:一定的保温措施以】保证冬?季电:。解厂房内温度—不低:于15℃《
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7.0.25! , ,极板贮备架的设置】在,一定程度上可以缓解!极板作业机组的工】作负荷缩短出—装槽时间有利于提高!电解:槽作业率因》。此,在合理配《置及场地《允许的?条件下?应设置尽可能—多的极板《。贮备:架
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