мЕТАЛЛУРГИЯ МЕДИ. Металлургия меди
 Скачать 14.69 Mb.
|
|
1-главная шина; 2-передаточная шина; 3-шунт-разделитель; 4-уравнительная шина; а-подача электролита; б-вывод электролита ду группами серий устраивают рабочие площадки, оборудован ные узкоколейными железнодорожными путями и промыв ными машинами для отмывки товарных катодов и анод ных остатков. На рабочие площадки подвозят в специаль ных вагонах аноды, которые затем мостовым краном с по мощью специальных рам с захватами завешивают в ванны. С помощью этих же рам завешивают стартерные катоды, извлекают из ванн катоды с осадком и анодные остатки и подают их на промывочные машины. Недостатками общепринятой технологии электрорафинирования меди, основанной на использовании стандарт ных электролизных ванн, является сложность операцион ной подготовки катода: наращивание основы на матрицах для изготовления стартерного катода, завешивание его, постоянный кон- 5 Рис.6.21. Электролизер с ленточным катодом: 1-корпус ванны; 2-анод; 3-катодная штанга; 4-лента (катод); 5-противовес; а-ввод электролита; б-вывод электролита троль коротких замыканий и поверхности катода в процессе наращивания и трудоемкость настройки электролизных ячеек. С целью упрощения этих процессов предложена и испытана в промышленных условиях элект ролизная ванн, включающая корпус с размещенными в нем электродами, катодные штанги, токоподводящие шины, устройства подачи и отвода электролита. Катод выполнен из полосы однослойной медной фольги толщи ной 50-500 мкм, изогнутой в виде последовательного ряда вертикальных петель с размещением каждой петли в соот ветствующем межанодном пространстве с крайними кон цами медной фольги, закрепленными на катодных штан гах. Последние укреплены в торцах ванны. Верхняя полу волна каждой из петель опирается на полутрубчатую ка тодную штангу диаметром больше толщины да, уста новленную над анодом, а в нижнюю полуволну каждой из петель уложен противовес - цилиндр из токонепроводящего материала (рис. 6.21). Вопрос 6. Системы включения электродов При электролитическом рафинировании меди применяют две системы включения электродов: поледовательную (сис тема серий) и параллельную (система мультипль) (рис. 6.22). При последовательной системе (реализована на заводе Балтимор, США) ток подается на крайний от торца ванны электрод и далее последовательно проходит через все элект роды, находящиеся в ванне. При этом размеры электродов полностью перекрывают поперечное сечение ванны, элект роды не имеют токоподводов и являются биполярными, т.е. одна их сторона служит анодом и растворяется, а другая - является катодом; на ней осаждается медь. Стартерные элект роды толщиной 8-14 мм получают литьем или прокаткой. Для облегчения отделения их нерастворившейся части от катодного осадка на катодную поверхность электрода пред варительно наносят слой смоляной краски. Только крайние электроды присоединены к шинам и однополюсны (один является анодом, а противоположный - катодом). Сериесная система имеет некоторые преимущества пе ред системой мультипль:
Недостатки системы серий связаны в основном с малым (50...60 мм) межэлектродным расстоянием и более жестки ми требованиями к составу анодов, что вызвало отказ от нее на большинстве медерафинировочных предприятий:
-большие затраты ручного труда на отделение катодной меди от электродных остатков и сложность механизации этой операции; -жесткие требования не только к составу, но и к форме, состоянию поверхности электродов; -более низкий (до 70%) коэффициент использова ния тока. При параллельной си стеме одноименные элект роды в каждой ванне присоединены к шине параллельно, а ванны - последовательно. Система параллельного вклю чения электродов претерпела ряд усовершенствований, се бестоимость переработки анодной меди с ее использова нием стала ниже, чем по системе серий, и поэтому она применяется на большинстве медеэлектролитных предпри ятий. Современная система мультипль представляет собой блоки, состоящие из 5-30 последовательно включенных ванн. Блоки соединяют по два в серию, а в промежутке между ними помещают трубопровод для подачи электро лита из напорного бака в каждую ванну; выводят электро лит с противоположного конца ванны. Шины, подводящие электрический ток, находятся на бортах первой и последней ванн блока. Штанги, несу щие катоды, накладываются непосредственно на плечи ко анода в специальный паз (рис. 6.23) или непосред ственно на шинку, уложенную на промежуточной стенке ванны, необходимую для уравнивания тока в случае на рушения контакта между ушком анода и катодной штан гой (рис. 7.26). Количество анодов в ванне на 1 больше количества катодов и достигает 54 (завод Таунсвилл, Австралия). Электроды должны быть завешены верти кально на равном расстоянии один от другого и от сте нок ванны и устойчиво опираться ушками на изоляцион ный брусок и шину. Рис.6.22. Схема электрической цепи при последовательном (а) и параллельном (б) включении электродов. 1-анод;2-катод;3-анодная линия;4-катодная линия; 5-промежуточная шина; 6-биполярный электрод; а-ввод электролита; б-вывод электролита Основные недостатки системы мультипль:
Рис.6.23.Контакт анода с катодом 1-анод;2-анодный паз;3-катодная штанга;4-уравнительная шина; 5-деревянный наголовник;6-стенка ванны но полотну электрода. В значительной степени неравномерность распределе ния тока по электродам уменьшена, хотя до конца не уст ранена, совершенствованием электродных контактов. Так, предложена конструкция ошиновки электролизных ванн, содержащей токоведущие бортовые шины с канавками для удержания расплавленного металла и контактные элемен ты из легкоплавкого металла, расположенные в этих ка навках. Для упрощения обслуживания электролизера оши новка снабжена шунтирующей накладкой, установленной контактными выступами в канавках бортовых шин. Кон тактные элементы выполнены из сплава Вуда. Рис.6.24. Разрез электролизной ванны. 1-деревянное дно;2-железобетонная ванны;3-винипластовая футеровка; 4-винипластовая ошинковка;5-изоляционная доска; 6-анод;7-токоподвод(шина) 8-матрица; 9-изоляционная рейка Более равномерное распределение тока отмечено и при безоснов ном электрорафинировании меди. Большое отклонение анодов от вертикали при подвеске также ухудшает условия рафинирования. Уменьшение это го отклонения до <10 мм значительно снижает коробление анодов и улучшает все показатели рафинирования. За счет усовершенствования формы анода на рафинировочном за воде «Хитати» (Япония), в частности - конструкции мало го и длинного ушек, стало возможным снизить отклонение анода от вертикали и уменьшить образование дефектов - выпуклостей и трещин. |