冶金機(jī)械加工設(shè)備電解槽的改造

張艷明

（中條山工程設(shè)計(jì)研究有限公司，運(yùn)城 043700）

冶金機(jī)械加工設(shè)備電解槽的改造

張艷明

（中條山工程設(shè)計(jì)研究有限公司，運(yùn)城 043700）

本文分析傳統(tǒng)冶金機(jī)械加工設(shè)備電解槽存在的問(wèn)題，并對(duì)加強(qiáng)電解槽的改造提出相應(yīng)方法，對(duì)機(jī)械加工設(shè)備的改造有實(shí)踐意義。

冶金機(jī)械加工 電解槽 材料

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，金屬冶煉工業(yè)在經(jīng)濟(jì)中的地位表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用逐漸顯著，其不斷發(fā)展帶動(dòng)其他行業(yè)的發(fā)展，為其他行業(yè)的發(fā)展奠定了有效的基礎(chǔ)?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，在科學(xué)技術(shù)不斷提高的情況下，冶煉機(jī)械設(shè)備不斷改造，變得越來(lái)越成熟，這對(duì)冶金工業(yè)的發(fā)展有著重要意義，冶金機(jī)械設(shè)備的改造有助于提高生產(chǎn)效率，減少成本的浪費(fèi)，為加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著巨大貢獻(xiàn)。

1 加工設(shè)備電解槽的定義

電解槽是在電解過(guò)程中必不可少的設(shè)備，電解是指在電流通過(guò)時(shí)借助電解液在陰極與陽(yáng)極上產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。化學(xué)電池在外部電壓的壓力下可以電解，即在電流通過(guò)時(shí)，通過(guò)物質(zhì)的化學(xué)變化而逐漸失去或取得電子。在這個(gè)過(guò)程中，通常電解在電解池中完成，電解池中含有正、負(fù)離子浸沒(méi)的陰極和陽(yáng)極兩個(gè)部分，當(dāng)電流通過(guò)陰極時(shí)，溶液中的正電荷會(huì)被帶到負(fù)極，正離子與電子相結(jié)合，從而產(chǎn)生了中性的元素或分子；當(dāng)電流通過(guò)陽(yáng)極時(shí)，溶液中的負(fù)電荷會(huì)被帶到正電極，負(fù)離子與電子相結(jié)合，從而產(chǎn)生了中性的元素或分子。

隨著機(jī)械加工技術(shù)的不斷加強(qiáng)，在冶金工業(yè)中，電解的應(yīng)用越來(lái)越多，如礦石或化合物中的金屬提純，在溶液中沉積金屬，電解提純等。在生產(chǎn)高純錮時(shí)，將欽板作為陰極，粗錮鑄板作為陽(yáng)極，將其放入硫酸錮溶液中并在整流電源控制下，通過(guò)電場(chǎng)的作用，錮離子朝著陰極運(yùn)動(dòng)通過(guò)取得電子還原成金屬錮，粗錮在陽(yáng)極電解體系的影響下產(chǎn)生作用，形成一定的電解平衡，一段時(shí)間后，取出欽板上被還原出的金屬錮，經(jīng)重熔即可獲得新的產(chǎn)品。

2 加工設(shè)備電解槽的發(fā)展情況

我國(guó)工業(yè)發(fā)展進(jìn)步速度很快，冶金技術(shù)得到顯著提高，冶煉的生產(chǎn)規(guī)模在逐漸擴(kuò)大，冶金機(jī)械加工設(shè)備也在不斷改造，其數(shù)量與質(zhì)量都在不斷提高，近30年的電解槽使用已超過(guò)10類(lèi)型。我國(guó)最早使用的電解槽是復(fù)合型結(jié)構(gòu)，主要包括結(jié)構(gòu)層與防腐層，通過(guò)兩種方式的構(gòu)成增強(qiáng)槽體本身的承重能力和防腐能力。結(jié)構(gòu)層通常由混凝土構(gòu)成，使槽體減少承重的負(fù)荷，防腐層通常采用的是耐腐蝕的材料，防止由于電解液帶來(lái)的腐蝕破壞材料，在鉛版、塑料板與玻璃中，都采用了這種方法。

因?yàn)閺?fù)合型電解槽受到破壞的可能性很大，槽體的使用壽命很有限度，20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)開(kāi)始加以探討有關(guān)電解槽防腐問(wèn)題，相關(guān)單位也在研究防腐蝕電解槽的具體方法。整體電解槽是指運(yùn)用一種能夠耐腐蝕的材料，承擔(dān)結(jié)構(gòu)層與防腐層的共同功能，在槽體的內(nèi)部和外部共同形成表現(xiàn)出防腐蝕的特點(diǎn)，我國(guó)使用過(guò)的整體電解槽有花崗巖電解槽、玻璃鋼電解槽、樹(shù)脂混凝土電解槽和水玻璃混凝土電解槽等。

3 傳統(tǒng)加工設(shè)備電解槽存在的問(wèn)題

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，由于先進(jìn)技術(shù)的引領(lǐng)，各種技術(shù)在不同領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，冶金機(jī)械加工中，工廠使用的設(shè)備開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇螽a(chǎn)量、高自動(dòng)化、節(jié)能環(huán)保的高電流效率電解槽，通常其效率最高可達(dá)95%。本文以批量電解錮為研究依照，連接電解槽的對(duì)稱(chēng)兩個(gè)側(cè)壁頂端，運(yùn)用導(dǎo)電片連接其正、負(fù)極，在連接成功后，陽(yáng)極板只能夠連接正極導(dǎo)電片，而陰極板只能夠連接負(fù)極導(dǎo)電片。

陰極板與陽(yáng)極板的距離是影響槽體內(nèi)電壓的重要原因。陰極板與陽(yáng)極板的距離越大，槽體內(nèi)部的歐姆電壓增幅越明顯，電壓明顯升高，在工作過(guò)程中若是在大電流的控制下，電壓損失將更加明顯。因?yàn)闆](méi)有十分明確的依據(jù)，陰極板與陽(yáng)極板的距離缺少放置的具體規(guī)定，這也使電解錮的質(zhì)量受到一定程度的影響，要使陰極板與陽(yáng)極板的距離保持一致，需要通過(guò)精確地測(cè)量，再將陰極板與陽(yáng)極板都放在電解槽中，這需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能完成，因此十分影響電解的效率。在一次電解后，要想進(jìn)行下一次電解需重新調(diào)整電解液，通常是將電解溶液從電解槽中抽取到別的容器中，并在容器調(diào)整好后過(guò)濾電解液，最后再將過(guò)濾好的電解液分別倒入在每個(gè)電解槽中，為下一次電解做準(zhǔn)備。在機(jī)械設(shè)備大規(guī)模生產(chǎn)中，要先把電解液從各個(gè)電解槽中抽出，再通過(guò)調(diào)整與過(guò)濾后導(dǎo)入到電解槽內(nèi)，這需要耗費(fèi)大量的人力，是機(jī)械加工設(shè)備在電解中的效率降低，無(wú)形中將提高生產(chǎn)成本。

目前冶金機(jī)械加工設(shè)備電解槽存在的主要問(wèn)題有四個(gè)方面，首先，機(jī)械設(shè)備老化問(wèn)題嚴(yán)重，存在著損耗與接觸不良等不同程度的問(wèn)題，在所需條件無(wú)法被滿足的情況下，其生產(chǎn)將會(huì)受到制約；其次，在環(huán)境的制約下，產(chǎn)品的性能與工藝都無(wú)法很好地滿足現(xiàn)代化的需求，工藝的弊端影響著產(chǎn)品的使用；再次，在科技日益發(fā)展的現(xiàn)今時(shí)代，冶金設(shè)備面臨著越來(lái)越高的技術(shù)要求，加工設(shè)備也需要加強(qiáng)改造，落后的電解槽設(shè)施已無(wú)法夠滿足機(jī)械加工與制造的要求；最后，現(xiàn)代化技術(shù)的日益進(jìn)步使落后的舊產(chǎn)品遭到淘汰，各類(lèi)新技術(shù)的出現(xiàn)需要不斷加強(qiáng)產(chǎn)品的可靠性，并需要抗干擾、更方便的機(jī)械設(shè)備。

4 針對(duì)電解槽問(wèn)題提出的具體策略

通過(guò)對(duì)電解槽的改造，把導(dǎo)電片設(shè)在電解槽的內(nèi)部對(duì)稱(chēng)頂端，使導(dǎo)電片的兩端分別連接電源的正極與負(fù)極。電解板的改造主要是包括陰極板和陽(yáng)極板的設(shè)置，用定位膠有效地連接導(dǎo)電片與陰極板和陽(yáng)極板，使其連接的距離剛好能夠滿足需要，均勻地處于連接處的兩側(cè)與突出的部分，由兩側(cè)的突出部分來(lái)交錯(cuò)分布，在連接位置的同一側(cè)形成貫穿于相鄰部分的定位膠，在其表面形成明顯的凹凸。因?yàn)閷?dǎo)電片上的陰極板與陽(yáng)極板都有定位膠起到定位的作用，定位膠可連接兩側(cè)的分布，在其連接處又有突出的部分，在其突出處有秩序的交錯(cuò)分布，另一側(cè)相鄰的部分連接貫穿著定位膠的表面凹陷。

在這樣的布局下，電解槽兩側(cè)能直接連接放置的陰極板和陽(yáng)極板，當(dāng)正極導(dǎo)電片所在側(cè)時(shí)，陰極板上的定位膠斷開(kāi)，使上面的突出部分恰好與正極導(dǎo)電片分離，陽(yáng)極板上的定位膠凹陷處剛好連接，使其定位膠的凹陷處剛好與負(fù)極導(dǎo)電片相接通；當(dāng)負(fù)極導(dǎo)電片所在側(cè)時(shí)，陽(yáng)極板上的定位膠斷開(kāi)，使上面的突出部分恰好與正極導(dǎo)電片分離，陰極板上的定位膠凹陷處剛好連接，使其定位膠的凹陷處剛好與負(fù)極導(dǎo)電片相接通。這種冶金機(jī)械加工設(shè)備電解槽的改造不再需要運(yùn)用傳統(tǒng)的方法，陽(yáng)極板靠近負(fù)極導(dǎo)電片時(shí)突出部分不用再套上塑料袋，極大地提高工作效率，運(yùn)用起來(lái)也更加便捷。與此同時(shí)，因?yàn)橥怀霾糠值木嚯x相等，有效增加電解速度，陰極板和陽(yáng)極板間在定位膠的突出和凹陷都有設(shè)置，使陰極板與陽(yáng)極板的距離基本確定，可在一定程度上保證電解的質(zhì)量。

在電解槽的外部分別設(shè)置與電解槽內(nèi)部的放液閥門(mén)，每一個(gè)閥門(mén)都有連接著的槽內(nèi)的導(dǎo)管，在閥門(mén)開(kāi)啟后，可將電解槽內(nèi)的電解液導(dǎo)入到其他槽體中，在調(diào)整電解液后，處理好即可將電解液通過(guò)過(guò)濾后放置在新的過(guò)濾槽中。因?yàn)闉V布可直接地過(guò)濾掉電解液，再通過(guò)過(guò)濾槽的閥門(mén)從導(dǎo)管將電解液引入到其他槽體中，使全部過(guò)程的效率都得到提高，增加電解的便捷性，使生產(chǎn)成本得到有效地控制。

5 結(jié)語(yǔ)

電解在冶金中是一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，也是濕法冶金采用的有效方法之一，加強(qiáng)電解槽的改造直接關(guān)系到電解效果。本文通過(guò)分析傳統(tǒng)加工設(shè)備電解槽存在的問(wèn)題，研究針對(duì)這些問(wèn)題采取的具體策略，由于產(chǎn)品需求、性能的不同，在設(shè)計(jì)和改造產(chǎn)品時(shí)就需要具體問(wèn)題具體分析，在降低成本的同時(shí)有效地提升工作效率。在冶金機(jī)械加工設(shè)備的改造中，電解槽的設(shè)計(jì)還需要考慮到電量的損耗、陰極板與陽(yáng)極板的材料消耗等，在這些問(wèn)題的基礎(chǔ)上采取有效手段。

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Modification of Electrolytic Tank of Metallurgical Machinery Processing Equipment

ZHANG Yanming
(Engineering design and Research Co. Ltd, Yuncheng 043700)

This paper analyzes the problems existing in the electrolytic tank of the traditional metallurgical machinery processing equipment, and puts forward the corresponding methods to strengthen the transformation of the electrolytic tank, which is of practical significance to the transformation of mechanical processing equipment.

metallurgical machinery processing, electrolytic tank, material