铜电解过程中如何提高电流效率、降低残极率

2015-10-08刘延亮

山东工业技术 2015年18期

关键词：电解导电短路

刘延亮

（山东恒邦冶炼股份有限公司冶二电解车间,山东烟台 264109）

1 影响电流效率的因素及处理措施

1.1 电流效率的计算方式

铜的电流效率：η=实际产铜量/理论产铜量（1.186*I电流强度*t通电时间*n出铜槽数*10-6）*100%，式中：实际产铜量为该批铜的过磅重量减去该批次铜始极片重量。

1.2 影响电流效率的因素及处理措施

1.2.1 电解槽内阴阳极之间的短路及处理

（1）阳极板表面飞边、毛刺比较多，装槽时没有清理彻底造成下槽始极片与阳极板接触形成短路，降低电流效率。处理措施：阳极板在装槽前进行校正，一般自动化程度较高的企业选用阳极校正机组对板面板耳、校正。但对于产能较小的企业（5万吨/年）只能采取人工对板耳校正，保证板耳与板面处于垂直并在上槽前将板面飞边毛刺清理掉，对无法校正的阳极板进行挑选，防止下槽使用；（2）传统的电解工艺过程中，阳极板下槽后由于导电排没有定位装置，阳极板在人工调整极距时常会出现一定的偏差，造成始极片在槽内极间距过小形成短路。处理措施：阳极板下槽后可以用耐酸线绳通过“拉线”的方式将槽内阳极板及槽间阳极板对齐，防止出现极距不一形成的短路；（3）阳极板下槽前酸洗不彻底，导致阳极板下槽后铜粉粘附始极片形成短路。处理措施：阳极板酸洗槽酸度要高、也可以提高洗槽内温度提高阳极板的酸洗效果，确保将表面氧化物杂质去除掉，在阳极板酸洗完毕后需用清水将板面冲洗一遍，防止铜粉进入电解液引起电铜表面的粒子；（4）阳极板耳部不平整或有残缺，下槽后阳极板板面在槽内出现倾斜形成短路。处理措施：可以用撬棍将阳极板拨到倾斜的反方向，用锤头砸板耳（与导电排接触的一侧板耳），也可以用小铜片垫板耳使阳极板垂直。

1.2.2 添加剂添加不当原因引起的短路

添加剂一般是指明胶（骨胶）、硫脲、干酪素、盐酸、阿维同-A等，若添加剂配比适当，产出电铜表面光滑、结晶致密并带有细条纹；若添加剂配比失调,特别是明胶（骨胶）添加不及时（一般停胶超过12小时）会导致电铜表面呈现暗红色，表面开始出现大面积粒子，敲击电铜表面会出现“闷响”声音，此种情况不仅会形成短路更会导致电铜发脆影响电铜质量。处理措施：添加剂的配比每个厂家都不一样，可以根据自己阳极板成分适当增加或减少，一般硫脲的加入量为明胶的50～70%，干酪素、阿维同-A根据电铜的析出情况可以不用添加。

1.2.3 阳极板或始极片（导电棒）与导电铜排接触不良

阳极板或始极片（导电棒）与导电铜排接触不良，使阳极板“返溶”或始极片“烧板”影响电流效率。处理措施：（1）导电排及时冲刷，防止因硫酸铜结晶导致的导电不良；（2）及时观察导电排与绝缘胶板的高度并及时更换绝缘胶板，以免出现阳极板耳或导电棒与导电排接触不良，导致的“返溶”或始极片“烧板”。

1.2.4 硅整流输出电流强度与实际电流强度不否导致的计算错误

当出现此种情况时应当立即检查电流互感器问题，并通过用电流表在槽面累计每根导电棒电流的方式，检查出是输出电流高于、还是低于实际电流。

2 影响残极率的因素及处理措施

2.1 残极率的概念

残极率[1]= 本月产出残极数量(t) / [上月底结存阳极板数量(t) +本月新进阳极板数量(t) - 本月底结存阳极板数量(t) ]，由于阳极板周期一般在18至21天之间，基本会出现跨月份的情况，而我们计算残极率是按照每月统计，因此才出现以上公式。简单理解残极率可以认为是：产出残极经过冲洗掉表面阳极泥后的重量与此块残极对应阳极板下槽前的重量比值百分数。

2.2 降低残极率的措施

2.2.1 杜绝“返溶”阳极板的出现

阳极板在电解槽中与导电排接触不良，导致阳极板经过一段时间的电解，没有发生电化学溶解，阳极板板面呈现铜红色。处理措施：（1）阳极板在校正的过程中必须将导电阳极板耳砸弯，以便更容易与导电排接触；（2）槽面管理过程中可以很明显的看出“返溶”阳极板与其他正常阳极板的区别，发现后第一时间将导电阳极板板耳撬起砸弯，使之与导电排接触良好；（3）部分电解槽内虽然没有“返溶”阳极板、也没有发生钝化情况，但单槽电压明显较高，也有可能是阳极板导电板耳与导电排接触不好引起的，阳极板的导电效果差，电化学溶解就差，相应的产出残极就越重。

2.2.2 提高阳极板的有效使用面积

阳极板的有效面积主要是浸入电解液参与电化学溶解的面积。处理措施：（1）在阳极板耳能够承受极板重量的前提下，降低板耳的厚度[2]（重量）；（2）提高电解液的液位，使阳极板更大的面积浸入到电解液中，但不应达到板耳底部的高度，防止出现残极提前掉入电解槽。在电解过程中由于电解液上层含酸高、铜低使阳极板上层更容易溶解，因此阳极模具上部要稍微深一点（2mm左右）这样浇铸出来的阳极板在电解的末期不至于断裂，导致残极率增高。

2.2.3 减少阳极板钝化

阳极板含铅、镍等杂质过高，会使阳极板在电解的过程中产生一层“硬泥状物质”，隔绝了阳极板的继续电解，阳极板钝化不仅导致槽电压升高，也会使产出的残极重量过大，增加了残极率。处理措施：（1）严格控制阳极板中杂质的含量，一般含铅、镍不超过0.2%为宜；（2）个别槽出现钝化，可以用斧锤振打阳极板，使钝化阳极板表面阳极泥松动。钝化严重的阳极板只有通过提前洗槽、冲洗钝化阳极板的方式解决，但工作量比较大。