銅電解槽存陽(yáng)極盤點(diǎn)計(jì)算方法的探討

魏 寧，牛 輝

（山東祥光集團(tuán)有限公司，山東 聊城 252327）

金屬平衡管理是有色企業(yè)一項(xiàng)綜合性技術(shù)管理工作，是衡量冶煉企業(yè)工藝技術(shù)和管理水平的重要標(biāo)志[1]。要做好金屬平衡工作，必須確保計(jì)量、化驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)盤點(diǎn)等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。本文主要是針對(duì)銅電解金屬平衡中槽存陽(yáng)極的計(jì)算方法進(jìn)行探討，并對(duì)每種計(jì)算方法優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行闡述。

1 銅電解工藝流程

銅電解工藝基本上分為兩個(gè)工序：電解工序和凈液工序。簡(jiǎn)單介紹一下電解的生產(chǎn)工藝流程：電解工序：陽(yáng)極板經(jīng)陽(yáng)極準(zhǔn)備機(jī)組整形加工后,由專用吊車吊入電解槽，通入電解液，接通電流，經(jīng)過(guò)一個(gè)陰極周期的電解，產(chǎn)生陰極銅，陰極銅送至成品庫(kù)進(jìn)行銷售，經(jīng)過(guò)一個(gè)陽(yáng)極周期后，電解產(chǎn)生的殘極經(jīng)殘極洗滌機(jī)組進(jìn)行洗滌、堆垛、稱重后由叉車轉(zhuǎn)運(yùn)至熔煉車間，產(chǎn)生的陽(yáng)極泥則經(jīng)過(guò)濃密機(jī)管輸至稀貴車間進(jìn)行處理。凈液工序：電解過(guò)程中隨著電解液中雜質(zhì)升高，電解液需要通過(guò)電解液循環(huán)系統(tǒng)在凈液工序進(jìn)行脫銅脫雜處理，產(chǎn)生電積陰極銅、電積銅、黑銅粉等，脫雜后的電解液則經(jīng)過(guò)加熱后返回到電解槽中循環(huán)使用。

2 槽存陽(yáng)極對(duì)銅電解平衡的影響

銅電解平衡：銅回收率=產(chǎn)出/(期初+投入-期末)%；

銅電解平衡主要包括產(chǎn)出物料，期初庫(kù)存，投入物料，期末庫(kù)存等，物料種類及物料量都比較多，其中期末庫(kù)存中的槽存陽(yáng)極是平衡中占比最大的物料，同時(shí)又因?yàn)椴鄞骊?yáng)極是在槽內(nèi)而且處在持續(xù)的電解過(guò)程中，盤點(diǎn)時(shí)無(wú)法稱重計(jì)量，只能根據(jù)生產(chǎn)情況選擇合適的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算其槽存量，因此槽存陽(yáng)極的計(jì)算是否準(zhǔn)確直接影響了電解平衡的準(zhǔn)確性。

3 槽存陽(yáng)極的計(jì)算方法

（1）采用電流法計(jì)算槽存陽(yáng)極。

①槽存陽(yáng)極銅的質(zhì)量＝入槽陽(yáng)極銅的質(zhì)量-（入槽陽(yáng)極銅的質(zhì)量-出槽殘極的質(zhì)量）×盤點(diǎn)時(shí)累計(jì)通過(guò)的電量÷出槽時(shí)累計(jì)通過(guò)的電量；

以 某 廠2017年5月、6月 為 例：5月 槽 存 陽(yáng)極 銅 的 質(zhì) 量 =14375.12-（14375.12-2111.282）＊（29800＊11＊24＊6＊40+29800＊2237＊40）/29800＊24＊22＊680=9154.52t；6月 槽 存 陽(yáng) 極 銅 的 質(zhì) 量=15223.031-（15223.031-2195.271）＊（29800＊11＊24＊11＊40+29800＊2616＊40）/29800＊24＊22＊720=7656.4t。其中 ：電解槽電流強(qiáng)度：29800A、電解總周期：22天陰極銅1周期：11天；電解總槽數(shù)：720槽每組槽組電解槽數(shù)：40槽。

（2）采用溶解比值K的方法計(jì)算槽存陽(yáng)極。溶解比值K即陽(yáng)極銅溶解量與陰極銅產(chǎn)出量的關(guān)系：

②K=陽(yáng)極銅溶解量/陰極銅產(chǎn)出量③槽存陽(yáng)極銅的質(zhì)量=入槽陽(yáng)極銅的質(zhì)量-陽(yáng)極銅溶解量；

由此可導(dǎo)出：④槽存陽(yáng)極銅的質(zhì)量=入槽陽(yáng)極銅的質(zhì)量-陰極銅產(chǎn)出量＊K；

一般在電解生產(chǎn)比較穩(wěn)定的情況下，K值是個(gè)穩(wěn)定值，計(jì)算槽存可以參考上年度的K值，下面我們采用某廠16年的K值1.039來(lái)計(jì)算17年5月、6月的槽存陽(yáng)極銅質(zhì)量為例：5月份槽存陽(yáng)極質(zhì)量=入槽陽(yáng)極銅的質(zhì)量-陰極銅產(chǎn)出量＊K=14375.12-5143.936＊1.039=9030.573t；6月份槽存陽(yáng)極質(zhì)量=入槽陽(yáng)極銅的質(zhì)量-陰極銅產(chǎn)出量＊K=15223.03-7262.647＊1.039=7677.141t。

（3）采用回收率回算槽存陽(yáng)極法。定義：A：當(dāng)月陰極銅總產(chǎn)出；B：期初陽(yáng)極銅+投入陽(yáng)極板；C：殘極+陽(yáng)極泥；X：期末陽(yáng)極銅；a：期末槽存陰極+裝槽陽(yáng)極板已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅；b：期末陽(yáng)極板裝槽量；⑤γ=陰極銅產(chǎn)出/陽(yáng)極銅消耗即γ=A/(B-X-C)；⑥陽(yáng)極銅消耗=期初陽(yáng)極銅+投入陽(yáng)極銅-期末陽(yáng)極銅；⑦期末陽(yáng)極銅=期初陽(yáng)極銅+投入陽(yáng)極銅-陽(yáng)極銅消耗；

而當(dāng)期回收率滿足γ=(期末槽存陰極銅+裝槽陽(yáng)極銅已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅)/槽陽(yáng)極板的消耗即γ=a/(b-X)A/（B-X-C）=a/(b-X)；

可推導(dǎo)公式得：⑧X=(A＊b-a＊B+aC)/(A-a)

即：期末陽(yáng)極銅=（當(dāng)月陰極銅總產(chǎn)出＊期末陽(yáng)極銅裝槽量-(期末槽存陰極銅+裝槽陽(yáng)極銅已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅)＊(期初陽(yáng)極銅+投入陽(yáng)極銅)+(期末槽存陰極銅+裝槽陽(yáng)極銅已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅)＊(殘極+陽(yáng)極泥)）/(當(dāng)月陰極銅總產(chǎn)出-期末槽存陰極銅-裝槽陽(yáng)極銅已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅)

假設(shè)目前電解回收率比較平穩(wěn)，以某廠2017年5、6月份為例，通過(guò)公式可以計(jì)算可得：5月份期末陽(yáng)極銅=9062.8t；6月份期末陽(yáng)極銅=7695.2t

4 三種計(jì)算方法的優(yōu)劣比較

運(yùn)用以上三種計(jì)算方法對(duì)某廠5月、6月份槽存陽(yáng)極銅進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后所得的對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 某廠2017年5月、6月份不同計(jì)算方法槽存陽(yáng)極量對(duì)比圖

槽存陽(yáng)極量通過(guò)以上三種方法計(jì)算的結(jié)果都各不相同，每種計(jì)算方法都需要滿足一定的條件才能更貼近真實(shí)槽存量，那我們就對(duì)這三種方法的優(yōu)劣分別討論一下：方法一：采用電流法計(jì)算槽存陽(yáng)極法，也稱傳統(tǒng)計(jì)算槽存陽(yáng)極法，采用這種方法計(jì)算槽存陽(yáng)極必須在電解通電電流一直穩(wěn)定的情況下才能比較發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，若是電解經(jīng)常提高或者降低電流強(qiáng)度，這種方法就不合適了；方法二：采用溶解比值K的方法計(jì)算槽存陽(yáng)極，即通過(guò)陽(yáng)極銅溶解量與陰極銅產(chǎn)出量比值K來(lái)計(jì)算槽存陽(yáng)極，這種方法適合在電解陽(yáng)極板成分保持相對(duì)穩(wěn)定的情況下采用，若是陽(yáng)極板成分波動(dòng)很大或者因停電出現(xiàn)陰極銅返溶時(shí)，計(jì)算的槽存陽(yáng)極板就會(huì)有較大偏差，不能真實(shí)反映其真實(shí)槽存量；方法三：采用回收率回算槽存陽(yáng)極法，利用這種方法的前提必須基于電解回收率一直處于平穩(wěn)狀態(tài)而且槽存陰極銅數(shù)量已知，在這種理想情況下計(jì)算的槽存陽(yáng)極比較準(zhǔn)確，但其存在很大其劣勢(shì)就是銅電解工藝因?yàn)楦鞣N生產(chǎn)因素的影響其回收率一般會(huì)都會(huì)有波動(dòng)，槽存陰極銅估算結(jié)果也會(huì)有偏差，因此這種方法很少被采用。

5 結(jié)論

通過(guò)上述分析，三種計(jì)算電解槽存陽(yáng)極的方法都存在優(yōu)劣，為了更好的做好銅電解的金屬平衡，準(zhǔn)確計(jì)算電解槽存陽(yáng)極量，電解車間期末槽存陽(yáng)極具體采用哪種方法計(jì)算還得根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)選擇，必須考慮到陽(yáng)極板品位是否穩(wěn)定，電解電流是否波動(dòng)，電解周期是否固定等綜合因素來(lái)選擇一種合適的計(jì)算方法，使計(jì)算所得的期末槽存陽(yáng)極量更準(zhǔn)確一些。

[1]夏雙愛(ài)，淺談加強(qiáng)金屬平衡管理，提高銅回收率[J]．銅業(yè)工程，2011，（5）．