淺談如何降低銅電解殘極率

王 剛

（巴彥淖爾西部銅材有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

將火法精煉澆鑄的陽極板當(dāng)做陽極，用穩(wěn)定性極強的不銹鋼板或者種板系統(tǒng)生產(chǎn)的始極片，當(dāng)做陰極，相互交替的排列于電解槽中，以CuSO4和H2SO4的水溶液為電解液，在直流電的作用下，正極上的銅會失去兩個電子，變?yōu)樨?fù)二價銅離子，但是仍存在不能溶解的一些金屬（如:金、硒、碲等），它們沉落在電解槽的下部，成為陽極泥。在這種液體狀態(tài)下，在負(fù)極上首先分離出來的是負(fù)二價銅離子，而其他電位較負(fù)的非貴金屬，無法在陰極上析出，只能繼續(xù)存在于電解液當(dāng)中，在每隔一段時間的溶液凈化時剔除掉。如上文所述的操作，正是應(yīng)用較為廣泛的電解精煉銅工藝。電銅，便是在這種工藝中所得到的純度極高的銅。

所謂銅的電解殘極率，是指在Cu電解精煉的過程中，陽極電解生產(chǎn)終了時的殘余部分（即：產(chǎn)出的殘陽極）與入槽陽極的重量百分比。殘極率以月為考核單位，殘極率的計算見下面公式：

就國內(nèi)的現(xiàn)狀來說，相關(guān)銅電解公司的殘極率大多限定在百分之十四至百分之二十之間。在銅的冶煉生產(chǎn)的過程中,電解精煉產(chǎn)出的殘極大部分都重返火法精煉的步驟,再次熔合成新的陽極。

為了實現(xiàn)低成本、高效益的目標(biāo)，多數(shù)銅電解企業(yè)基于陰極銅出產(chǎn)量較為有限的狀況，努力使重新進(jìn)行火法精煉工序的殘極數(shù)量變少,使返煉的資金費用和金屬折損方面的數(shù)量也變少,且盡可能避免貨存積壓。如果想要達(dá)到陰極銅生產(chǎn)的高質(zhì)量，就需要通過較高的殘極率,來保證殘極板的面積足夠大,相應(yīng)的使下一個電解循環(huán)中殘極板上的電流密度變小,從而提高陰極銅質(zhì)量。此外,殘極板上電流密度減小的另一個優(yōu)點是降低了槽電壓,也減少了銅電解的直流電消耗，有助實現(xiàn)降低成本的目的。

1 改造陽極模

所謂陽極模，是在銅的火法精煉廠鑄造陽極板時所需的設(shè)備之一。設(shè)計不合理的陽極模，多出現(xiàn)裂紋、變形等問題，報廢頻繁，不能較長使用，既影響效率，還加大成本。經(jīng)過科學(xué)改造的陽極模，質(zhì)量會有很大提升，平均壽命會增加3到6倍。陽極模的生產(chǎn)制造，直接影響它澆鑄的陽極板的生產(chǎn)和使用，極為關(guān)鍵。

（1）陽極板的耳部具有吊掛陽極板，并保持系統(tǒng)有穩(wěn)定的過電位，它的重量在電解過程中總體上沒有明顯變化。在以前的設(shè)計中，陽極板耳部與板面厚度一致，對殘極率的降低無益。一些公司企業(yè)精于探索，從各個角度出發(fā)，多次對陽極模施行改造。改造后的陽極模，耳部變的精巧，側(cè)面斜度也進(jìn)行了調(diào)整，使耳部厚度比板面厚度減少3-5mm。無論從理論還是實踐角度來說，都是可以降低殘極率的。

（2）陽極模的總體狀況也需要改善。如果將模具頂部的板孔鑄作技術(shù)改為一次性鑄孔工藝，在使用過程中頂板孔周邊部分的穩(wěn)固性會明顯增加，從而有效避免陽極模的過量損耗，節(jié)省機加工費用，縮減了不必要的成本。

（3）在細(xì)節(jié)方面，如果堅持在陽極板鑄造前在澆鑄面上涂灑BaSO4溶液，就有利于澆鑄后的陽極板依附性減弱，進(jìn)而在分離時保護(hù)好陽極板，避免形變，有助于電解操作。

2 對銅電解操作和陰極進(jìn)行改進(jìn)

（1）通過對銅電解的陰極板面積進(jìn)行加長，使得陰極變形的難度減小。為了避免陰極發(fā)生彎曲，多數(shù)企業(yè)使用陰極機組進(jìn)行始極片的生產(chǎn)。將母板在槽時間延長原來的三分之一，從而使其厚度增加近一倍。

（2）在陰極下半期，陰極吊耳大處多會發(fā)生斷裂。這種現(xiàn)象的發(fā)生，并不是質(zhì)量不過關(guān)，而是陰極重量偏大的緣故。通過研究及生產(chǎn)實踐表明，效果顯著的避免陽極耳部液面處損壞、降低殘極率的對策，即是調(diào)整電解槽內(nèi)的液面高度。為了避免吊耳斷裂，需要在適度的情況下，把電解槽內(nèi)的電解液高度提高兩到三厘米，增加陰極吊耳處的厚度。

（3）陽極板的分板環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步嚴(yán)格化，對造型、薄厚不合格的產(chǎn)品進(jìn)行單獨堆放；且要按照陽極板的重量進(jìn)行分組，分出的每一類陽極板之間的重量數(shù)差應(yīng)小于十千克，并依照不同的重量值分別放入槽里。

（4）半溶陽極挑選環(huán)節(jié)應(yīng)該進(jìn)一步嚴(yán)格化。在工作中要學(xué)會轉(zhuǎn)變思路，分類排列半溶陽極，把其中能重新使用較長時間的再次入槽，以起到降低殘極率的作用。

（5）電解液溫度的提高，有利于電解生產(chǎn)。因為這樣能夠減弱陽極的鈍化，雖然溫度升高，蒸汽消耗會有所增加，但總體是有利的。

（6）電解工序的穩(wěn)定，需要多種條件促成，例如恒定電解液的成分、溫度，保持電流強度、添加劑加入量等均衡的操作技術(shù)等，多方面都是有關(guān)的。

（7）減少檢修次數(shù),縮短停電時間。電解過程中盡可能減少非計劃檢修電解槽次數(shù),縮短停電時間。每一次局部停電檢修,都會縮短陽極的使用周期,檢修次數(shù)越多,時間越長,陽極的實際使用周期越短,殘極率自然就會升高。

3 結(jié)語

企業(yè)生產(chǎn)追求效益是實現(xiàn)其價值的途徑，借助創(chuàng)新思維、突破陳舊習(xí)慣，科學(xué)合理改進(jìn)技術(shù)手段、管理策略，才可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)企業(yè)騰飛。本文以降成本、增效利為目標(biāo)，對降低殘極率的相關(guān)技術(shù)手段、問題進(jìn)行了綜合的分析和探討，旨在與同仁們交流生產(chǎn)經(jīng)驗，促進(jìn)共同發(fā)展。

[1]王舉良,孫頂潤,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,2010，11(6):15-17.