銅電解過程中如何提高電流效率、降低殘極率

劉延亮

（山東恒邦冶煉股份有限公司冶二電解車間,山東 煙臺 264109）

1 影響電流效率的因素及處理措施

1.1 電流效率的計算方式

銅的電流效率：η=實際產(chǎn)銅量/理論產(chǎn)銅量（1.186*I電流強度*t通電時間*n出銅槽數(shù)*10-6）*100%，式中：實際產(chǎn)銅量為該批銅的過磅重量減去該批次銅始極片重量。

1.2 影響電流效率的因素及處理措施

1.2.1 電解槽內(nèi)陰陽極之間的短路及處理

（1）陽極板表面飛邊、毛刺比較多，裝槽時沒有清理徹底造成下槽始極片與陽極板接觸形成短路，降低電流效率。處理措施：陽極板在裝槽前進行校正，一般自動化程度較高的企業(yè)選用陽極校正機組對板面板耳、校正。但對于產(chǎn)能較小的企業(yè)（5萬噸/年）只能采取人工對板耳校正，保證板耳與板面處于垂直并在上槽前將板面飛邊毛刺清理掉，對無法校正的陽極板進行挑選，防止下槽使用；（2）傳統(tǒng)的電解工藝過程中，陽極板下槽后由于導(dǎo)電排沒有定位裝置，陽極板在人工調(diào)整極距時常會出現(xiàn)一定的偏差，造成始極片在槽內(nèi)極間距過小形成短路。處理措施：陽極板下槽后可以用耐酸線繩通過“拉線”的方式將槽內(nèi)陽極板及槽間陽極板對齊，防止出現(xiàn)極距不一形成的短路；（3）陽極板下槽前酸洗不徹底，導(dǎo)致陽極板下槽后銅粉粘附始極片形成短路。處理措施：陽極板酸洗槽酸度要高、也可以提高洗槽內(nèi)溫度提高陽極板的酸洗效果，確保將表面氧化物雜質(zhì)去除掉，在陽極板酸洗完畢后需用清水將板面沖洗一遍，防止銅粉進入電解液引起電銅表面的粒子；（4）陽極板耳部不平整或有殘缺，下槽后陽極板板面在槽內(nèi)出現(xiàn)傾斜形成短路。處理措施：可以用撬棍將陽極板撥到傾斜的反方向，用錘頭砸板耳（與導(dǎo)電排接觸的一側(cè)板耳），也可以用小銅片墊板耳使陽極板垂直。

1.2.2 添加劑添加不當(dāng)原因引起的短路

添加劑一般是指明膠（骨膠）、硫脲、干酪素、鹽酸、阿維同-A等，若添加劑配比適當(dāng)，產(chǎn)出電銅表面光滑、結(jié)晶致密并帶有細(xì)條紋；若添加劑配比失調(diào),特別是明膠（骨膠）添加不及時（一般停膠超過12小時）會導(dǎo)致電銅表面呈現(xiàn)暗紅色，表面開始出現(xiàn)大面積粒子，敲擊電銅表面會出現(xiàn)“悶響”聲音，此種情況不僅會形成短路更會導(dǎo)致電銅發(fā)脆影響電銅質(zhì)量。處理措施：添加劑的配比每個廠家都不一樣，可以根據(jù)自己陽極板成分適當(dāng)增加或減少，一般硫脲的加入量為明膠的50～70%，干酪素、阿維同-A根據(jù)電銅的析出情況可以不用添加。

1.2.3 陽極板或始極片（導(dǎo)電棒）與導(dǎo)電銅排接觸不良

陽極板或始極片（導(dǎo)電棒）與導(dǎo)電銅排接觸不良，使陽極板“返溶”或始極片“燒板”影響電流效率。處理措施：（1）導(dǎo)電排及時沖刷，防止因硫酸銅結(jié)晶導(dǎo)致的導(dǎo)電不良；（2）及時觀察導(dǎo)電排與絕緣膠板的高度并及時更換絕緣膠板，以免出現(xiàn)陽極板耳或?qū)щ姲襞c導(dǎo)電排接觸不良，導(dǎo)致的“返溶”或始極片“燒板”。

1.2.4 硅整流輸出電流強度與實際電流強度不否導(dǎo)致的計算錯誤

當(dāng)出現(xiàn)此種情況時應(yīng)當(dāng)立即檢查電流互感器問題，并通過用電流表在槽面累計每根導(dǎo)電棒電流的方式，檢查出是輸出電流高于、還是低于實際電流。

2 影響殘極率的因素及處理措施

2.1 殘極率的概念

殘極率[1]= 本月產(chǎn)出殘極數(shù)量(t) / [上月底結(jié)存陽極板數(shù)量(t) +本月新進陽極板數(shù)量(t) - 本月底結(jié)存陽極板數(shù)量(t) ]，由于陽極板周期一般在18至21天之間，基本會出現(xiàn)跨月份的情況，而我們計算殘極率是按照每月統(tǒng)計，因此才出現(xiàn)以上公式。簡單理解殘極率可以認(rèn)為是：產(chǎn)出殘極經(jīng)過沖洗掉表面陽極泥后的重量與此塊殘極對應(yīng)陽極板下槽前的重量比值百分?jǐn)?shù)。

2.2 降低殘極率的措施

2.2.1 杜絕“返溶”陽極板的出現(xiàn)

陽極板在電解槽中與導(dǎo)電排接觸不良，導(dǎo)致陽極板經(jīng)過一段時間的電解，沒有發(fā)生電化學(xué)溶解，陽極板板面呈現(xiàn)銅紅色。處理措施：（1）陽極板在校正的過程中必須將導(dǎo)電陽極板耳砸彎，以便更容易與導(dǎo)電排接觸；（2）槽面管理過程中可以很明顯的看出“返溶”陽極板與其他正常陽極板的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)后第一時間將導(dǎo)電陽極板板耳撬起砸彎，使之與導(dǎo)電排接觸良好；（3）部分電解槽內(nèi)雖然沒有“返溶”陽極板、也沒有發(fā)生鈍化情況，但單槽電壓明顯較高，也有可能是陽極板導(dǎo)電板耳與導(dǎo)電排接觸不好引起的，陽極板的導(dǎo)電效果差，電化學(xué)溶解就差，相應(yīng)的產(chǎn)出殘極就越重。

2.2.2 提高陽極板的有效使用面積

陽極板的有效面積主要是浸入電解液參與電化學(xué)溶解的面積。處理措施：（1）在陽極板耳能夠承受極板重量的前提下，降低板耳的厚度[2]（重量）；（2）提高電解液的液位，使陽極板更大的面積浸入到電解液中，但不應(yīng)達到板耳底部的高度，防止出現(xiàn)殘極提前掉入電解槽。在電解過程中由于電解液上層含酸高、銅低使陽極板上層更容易溶解，因此陽極模具上部要稍微深一點（2mm左右）這樣澆鑄出來的陽極板在電解的末期不至于斷裂，導(dǎo)致殘極率增高。

2.2.3 減少陽極板鈍化

陽極板含鉛、鎳等雜質(zhì)過高，會使陽極板在電解的過程中產(chǎn)生一層“硬泥狀物質(zhì)”，隔絕了陽極板的繼續(xù)電解，陽極板鈍化不僅導(dǎo)致槽電壓升高，也會使產(chǎn)出的殘極重量過大，增加了殘極率。處理措施：（1）嚴(yán)格控制陽極板中雜質(zhì)的含量，一般含鉛、鎳不超過0.2%為宜；（2）個別槽出現(xiàn)鈍化，可以用斧錘振打陽極板，使鈍化陽極板表面陽極泥松動。鈍化嚴(yán)重的陽極板只有通過提前洗槽、沖洗鈍化陽極板的方式解決，但工作量比較大。

3 結(jié)語

本文通過生產(chǎn)實踐提出了影響電流效率和殘極率的一些因素，并針對影響因素，提出了相應(yīng)的解決措施。根據(jù)文中所述處理措施，可以提高電流效率、降低殘極率，最終降低銅電解過程中的生產(chǎn)成本。

[1]王舉良,孫項潤,趙偉東.銅電解殘極率升降對陰極銅加工費增減量的計算[J].冶金能源,2010(06):15-17.

[2]王成國，于冰新.大陽極板耳部減薄銅電解的實踐術(shù)[J].有色設(shè)備，2010(05):19-22.