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永久阴极电解法

发布时间:2023-09-16 19:46:37

永久阴极电解法是针对传统电解法需要生产并加工始极片的缺点而研制开发的,并得到了快速发展,该法生产的电解铜已占世界总产量的30%。永久阴极电解法是用不锈钢板制作的阴极取代传统的由始极片制成的阴极。电解就是利用氧化-还原反应原理,阳极的铜电解进入电解液成为Cu,Cu带正电,流向阴极,在阴极富集,还原为金属铜,吸附在阴极上,阴极铜的纯度高于阳极。一般经过12天(阴极的反应周期)的电解反应,阴极上的铜就是所谓的“阴极铜”。

永久阴极电解法简介

永久阴极电解法是1978年由澳大利亚敦斯维尔精炼厂研制并用于生产的,其主要特点是用可反复使用的不锈钢母板取代传统的始极片,阴极铜产品由自动剥片机从不锈钢母板上剥取,母板经处理后返回生产系统重复使用。永久阴极板材质为316L不锈钢板,厚度约3.25mm,导电棒断面为中空长方形,材质为304L不锈钢压焊在316L母板上,棒上镀铜,厚度1.3~2.5mm,具有良好的导电性。母板两边采用丙烯酸PVC塑料条包镶、黏固,底边涂蜡。使用寿命可达15年。该工艺同时配备阳极处理机组、残极洗涤机组、阴极洗涤机组、专用吊车等装备,其各方面的生产技术指标均比传统方法要优越。

永久阴极电解法

永久阴极电解法始极片制备

始极片有三种:

①由阴极铜制成,这种始极片电解后成为阴极铜的一部分;

②钛板;

③不锈钢板。后两种可以重复使用,又称“永久阴极”。

电铜生产的始极片,系用一种反复使用的纯铜板或不锈钢板“母板”作为阴极,在电解槽中经受电解若干小时后,从上剥取而得到的纯铜片加工制戍。生产始极片的电解槽一般称为种板槽或母板槽。

1、母板放人电解槽前的准备工作 母板一般是纯铜经过压延加工而制戍的,也有些工厂用不锈钢板或钛板作母板。母板表面必须保持平整、无砂眼和裂痕。

母板的尺寸一般比始极片宽20~30毫米,长50~70毫米。为了便于铜片剥离,母板三边涂有宽10~±5毫米的绝缘边(沾边作业,同时,还要在母板表面附以隔离剂。使其上面析出的铜片不致附着太紧。当用钛母板和不锈钢母板时则不用隔离剂。

2、母板槽的技术条件

永久阴极电解法

为使阴极铜的析出结构致密,质量好,首先要求始极片的结构致密、表面光滑、无铜粒毛刺现象。因此,母板槽的技术条件与普通电解槽相比,通常电流密度稍低,同极中心距稍大,添加剂用量要适当增加,且电解液纯度较高。

母板槽使用的阳极晶位要高,尤其是表面要光洁平整,重量均匀,以减少杂质对电解液的污染和防止极间短路现象。阳极在母板槽内只为普通电解槽阳极寿命的二分之一或三分之一即行更换,保持阳极工作表面不致显著缩小而使电流密度提高,以保证始极片质量。母板槽内换出的阳极,尚有一定的厚度,可装入普通生产槽中再用,直至达到固定的周期为止。

3、始极片加工

母板放人槽中并根据工厂对始极片的机械加工的条件电解12~24小时后,将其取出,用温水将表面附着的硫酸铜冲洗干净,然后用扁铲剥下铜廾(不少厂从此时开始称始极片)。表面光滑无残缺的始极片用做电解槽的阴极,有粒子的、残缺的始极片则用做攀条。

永久阴极电解法优点

在电解过程,中铜在不锈钢板上析出,完成一个阴极周期后,从不锈钢阴极上剥取阴极铜,不锈钢阴极则再次装入电解槽进行下一周期的电解。周而复始,重复使用。因此,取消了传统法电解的种板电解槽,并设置一条阴极洗涤剥离机组,取代始极片制作机组、导电棒贮运机组和电铜洗涤机组三条作业线。其主要优点是:

1、由于使用永久不锈钢阴极,省去了始极片的生产制作及相应的组装阴极作业,使生产工序简化。

2、由于永久阴极强度高、平直度好、表面光滑,可缩短同极距、减少短路、提高电流密度。因此,既可保证产品质量,又能提高电铜产量。

3、阴极周期短,铜的积压量少,加快资金周转。

4、机械化程度高,操作人员少。由于使用不锈钢永久阴极,且机械化程度高,因此,一次性投资较大。

永久阴极电解法

永久阴极电解法相关扩展

1、传统电解法在多数电解铜厂使用。

传统电解法的主要缺点是始极片的生产与制作工作量约占整个电解工作量的一半,又由于始极片薄软,平直度难以保证,电解过程中易造成短路,只得采用较大的同极距和较低的电流密度,从而影响生产能力。此外,种板槽及其单独的循环系统,使厂房面积加大,建筑费用提高。

2、周期反向电流电解法是随着高电流密度电解的成功使用应运而生的,是强化生产的有效措施。

常规电解法中,在电流密度高于250A/m时,阳极钝化和电铜质量恶化现象就较为明显。通过整流器产生的周期反向电流可以消除由于电流密度提高而带来的阳极钝化的影响,从而达到强化生产、保证电铜质量的目的。与传统电解法比较,在相同的生产能力下电解槽少、厂房面积小、投资省、蒸汽单耗降低。其缺点是随着电流密度的提高,电能消耗增加据统计,约增加30%),电流效率降低,整流设备成本高。

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