鉛電解工藝參數(shù)的控制策略分析

李占林

青海西豫有色金屬有限公司 青海格爾木 816000

鉛電解工藝是相對復(fù)雜的工藝流程，其工藝實(shí)施過程中，影響電解工藝的主要因素也比較多，其中在電解過程中，電流密度、電解溫度、電解液循環(huán)量等因素指標(biāo)對于鉛電解的效率有非常重要的影響。而在當(dāng)前鉛電解工藝研究過程中，針對鉛電解工藝中各項(xiàng)指標(biāo)影響進(jìn)行分析研究，能夠在最大程度上完成對鉛電解工藝進(jìn)行優(yōu)化，保證鉛電解工藝實(shí)施更加有效。

1 鉛電解工藝參數(shù)試驗(yàn)準(zhǔn)備

本文筆者所在試驗(yàn)研究組，為了良好的研究鉛電解工藝實(shí)施，組織設(shè)計了鉛電解工藝參數(shù)試驗(yàn)，以下是試驗(yàn)的具體內(nèi)容總結(jié)；

1.1 鉛電解工藝試驗(yàn)材料準(zhǔn)備

在鉛電解工藝試驗(yàn)實(shí)施的過程中，試驗(yàn)材料的準(zhǔn)備非常重要，是試驗(yàn)良好實(shí)施的基礎(chǔ)工程。①試驗(yàn)中選擇國標(biāo)1#電鉛制作始極片，采用的鉛材料則是使用冷卻熔析方法處理的鉛陽極板，其中鉛極板已經(jīng)做好了處理，在實(shí)際的電解鉛極片中，主要成分包括鉛、微量銅元素、銻元素以及砷元素。其分配比例為98.5%、0.01%、0.57%以及0.08%。②試驗(yàn)中選擇使用外購電解液。外購電解液成分中包括有總酸、游離酸、鉛元素和銅元素等，在一定程度上能夠良好完成電解工作。③試驗(yàn)中選擇使用0.6kg/t的骨膠作為試驗(yàn)添加劑、同時選擇使用β-萘酚材料作為添加劑。④試驗(yàn)電解過程中，選擇設(shè)計電解陰影面積達(dá)到69mX72cm，同級中心距也達(dá)到了100mm。⑤具體試驗(yàn)過程中選擇使用OCS-XE-DCE-5型號的電子吊鉤稱、HSB-LED-50型號的電磁流量計以及玻璃溫度計等設(shè)備[1]。

通過良好試驗(yàn)材料和試驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備，保證鉛電解試驗(yàn)?zāi)軌蛄己玫倪M(jìn)行。

1.2 鉛電解工藝試驗(yàn)方法準(zhǔn)備

試驗(yàn)過程中選擇試驗(yàn)對比方法進(jìn)行鉛電解。試驗(yàn)主要分為兩個部分進(jìn)行操作。其一，試驗(yàn)中1#電解系統(tǒng)進(jìn)行一次電解試驗(yàn)，電解過程中設(shè)計電解周期在3d左右，其二，實(shí)際的電解試驗(yàn)過程中，應(yīng)該注重電流密度、電解溫度以及電解液循環(huán)量不通過條件下的電解試驗(yàn)，通過試驗(yàn)后觀察鉛析出量，并同時計算出電流效率，進(jìn)行具體的工藝參數(shù)分析。通過合理的試驗(yàn)方法設(shè)計，保證鉛電解工藝試驗(yàn)?zāi)軌蛄己玫倪M(jìn)行，從而提升鉛電解工藝。

2 鉛電解工藝參數(shù)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)具體分析

2.1 電流密度對電流效率的影響分析

電路密度是影響鉛電解工藝中電流效率的主要因素之一，在實(shí)際的鉛電解試驗(yàn)中，試驗(yàn)分析了電流密度對電流效率的影響。在具體試驗(yàn)中，設(shè)計電解溫度在普通42℃溫度下，電解液循環(huán)量22L/min，分析了不同電流密度情況下，電流效率的變化情況，其具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖繪制如圖1所示。通過圖1可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的試驗(yàn)過程中，電解溫度和電液循環(huán)量不發(fā)生變化，電流密度增加其鉛電解試驗(yàn)中的電流效率隨之減少，其中在電流密度為160A/m-2時，電流效率達(dá)到最高的96.5%，而在電流密度為230A/m-2時，其電流效率達(dá)到了93.5%。并且在具試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，200A/m-2電流密度是電流效率下降的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其電流效率下降速度最快，而在電流密度下鉛離子放電速度有所減少，所以在實(shí)際的電解試驗(yàn)中，確定使用到中度電流密度最為適宜，而以200A/m-2為基準(zhǔn)而言，選擇180A/m-2電流密度最佳[2]。

2.2 電解溫度對電流效率的影響分析

電解溫度對電流效率也有非常重要的影響，在實(shí)際的電解試驗(yàn)展開過程中，設(shè)計電解液循環(huán)量以及電力密度穩(wěn)定，其中電流密度設(shè)計最為適宜的180A/m-2，而電解溫度設(shè)計使用為22L/min，以下是對不同電解溫度條件下，電流效率的具體分析，其數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖2所示。

根據(jù)圖2可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的試驗(yàn)過程中，電流效率隨著電解溫度的增高而增高，其電解溫度為32℃時，電流效率最低為90.5%。并且在實(shí)際的試驗(yàn)溫度達(dá)到44℃時，其電流效率增速開始發(fā)壞，其主要是由于溫度過高時，其電解液中的骨膠材料會出現(xiàn)一定的老化問題，從而影響到實(shí)際的電流效率發(fā)揮。而根據(jù)試驗(yàn)而言，在當(dāng)前的電流效率而言，選擇電解溫度在45℃左右，為最佳事宜溫度。

2.3 電液循環(huán)量對電流效率的影響分析

電液循環(huán)量也是鉛電解試驗(yàn)過程中非常重要的影響因素，所以在具體的試驗(yàn)中固定了電解溫度以及電流密度，其中電解溫度選擇設(shè)計為42℃而電流密度設(shè)計為180A/m-2，以下是對不同電液循環(huán)量條件下，電流效率的影響分析，圖3為具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖。根據(jù)圖3可以發(fā)現(xiàn)，在電解也循環(huán)量發(fā)生變化的過程中，電流效率也發(fā)生了一定程度的變化，其電解液循環(huán)量增加電流效率也呈現(xiàn)上升趨勢，并且在電解液循環(huán)量最大增大到24L/min時，其電流效率增大到最佳效果，其電流效率達(dá)到了96%。并且從圖3中也可以看出，18L/min-22L/min電流循環(huán)流量時，其電流效率增加最為快速，而到22L/min電流循環(huán)效率之后，其電流效率增加速度有所放緩，其主要是電解液循環(huán)量逐漸趨于穩(wěn)定。所以，根據(jù)試驗(yàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，22L/min電解液循環(huán)量最適合現(xiàn)代電解當(dāng)中應(yīng)用，有助于鉛電解工藝參數(shù)提升，其工藝效果也比較明顯[3]。

3 結(jié)語

本文筆者通過試驗(yàn)，分析了電解液循環(huán)量、電解溫度以及電流密度對電流效率的影響。在實(shí)際的鉛電解過程中，選擇42℃電解溫度、22L/min電解液循環(huán)量以及180A/m-2電流密度作為鉛電解工藝的參數(shù)，能夠保證鉛電解工藝實(shí)施效率更高，從而保證其能夠具有良好的效應(yīng)。