銅電解槽存陽極盤點計算方法的探討

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，必須確保計量、化驗及現(xiàn)場盤點等數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。本文主要是針對銅電解金屬平衡中槽存陽極的計算方法進(jìn)行探討，并對每種計算方法優(yōu)缺點進(jìn)行闡述。

1 銅電解工藝流程

銅電解工藝基本上分為兩個工序：電解工序和凈液工序。簡單介紹一下電解的生產(chǎn)工藝流程：電解工序：陽極板經(jīng)陽極準(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)過一個陰極周期的電解，產(chǎn)生陰極銅，陰極銅送至成品庫進(jìn)行銷售，經(jīng)過一個陽極周期后，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)運至熔煉車間，產(chǎn)生的陽極泥則經(jīng)過濃密機(jī)管輸至稀貴車間進(jìn)行處理。凈液工序：電解過程中隨著電解液中雜質(zhì)升高，電解液需要通過電解液循環(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)過加熱后返回到電解槽中循環(huán)使用。

2 槽存陽極對銅電解平衡的影響

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，期初庫存，投入物料，期末庫存等，物料種類及物料量都比較多，其中期末庫存中的槽存陽極是平衡中占比最大的物料，同時又因為槽存陽極是在槽內(nèi)而且處在持續(xù)的電解過程中，盤點時無法稱重計量，只能根據(jù)生產(chǎn)情況選擇合適的計算方法來計算其槽存量，因此槽存陽極的計算是否準(zhǔn)確直接影響了電解平衡的準(zhǔn)確性。

3 槽存陽極的計算方法

（1）采用電流法計算槽存陽極。

①槽存陽極銅的質(zhì)量＝入槽陽極銅的質(zhì)量-（入槽陽極銅的質(zhì)量-出槽殘極的質(zhì)量）×盤點時累計通過的電量÷出槽時累計通過的電量；

以 某 廠2017年5月、6月 為 例：5月 槽 存 陽極 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 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的方法計算槽存陽極。溶解比值K即陽極銅溶解量與陰極銅產(chǎn)出量的關(guān)系：

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

由此可導(dǎo)出：④槽存陽極銅的質(zhì)量=入槽陽極銅的質(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值是個穩(wěn)定值，計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來計算17年5月、6月的槽存陽極銅質(zhì)量為例：5月份槽存陽極質(zhì)量=入槽陽極銅的質(zhì)量-陰極銅產(chǎn)出量＊K=14375.12-5143.936＊1.039=9030.573t；6月份槽存陽極質(zhì)量=入槽陽極銅的質(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極法。定義：A：當(dāng)月陰極銅總產(chǎn)出；B：期初陽極銅+投入陽極板；C：殘極+陽極泥；X：期末陽極銅；a：期末槽存陰極+裝槽陽極板已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅；b：期末陽極板裝槽量；⑤γ=陰極銅產(chǎn)出/陽極銅消耗即γ=A/(B-X-C)；⑥陽極銅消耗=期初陽極銅+投入陽極銅-期末陽極銅；⑦期末陽極銅=期初陽極銅+投入陽極銅-陽極銅消耗；

而當(dāng)期回收率滿足γ=(期末槽存陰極銅+裝槽陽極銅已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅)/槽陽極板的消耗即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：期末陽極銅=（當(dāng)月陰極銅總產(chǎn)出＊期末陽極銅裝槽量-(期末槽存陰極銅+裝槽陽極銅已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅)＊(期初陽極銅+投入陽極銅)+(期末槽存陰極銅+裝槽陽極銅已產(chǎn)出（1、2周期）的陰極銅)＊(殘極+陽極泥)）/(當(dāng)月陰極銅總產(chǎn)出-期末槽存陰極銅-裝槽陽極銅已產(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，通過公式可以計算可得：5月份期末陽極銅=9062.8t；6月份期末陽極銅=7695.2t

4 三種計算方法的優(yōu)劣比較

運用以上三種計算方法對某廠5月、6月份槽存陽極銅進(jìn)行計算，計算后所得的對比結(jié)果見圖1。

圖1 某廠2017年5月、6月份不同計算方法槽存陽極量對比圖

槽存陽極量通過以上三種方法計算的結(jié)果都各不相同，每種計算方法都需要滿足一定的條件才能更貼近真實槽存量，那我們就對這三種方法的優(yōu)劣分別討論一下：方法一：采用電流法計算槽存陽極法，也稱傳統(tǒng)計算槽存陽極法，采用這種方法計算槽存陽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，若是電解經(jīng)常提高或者降低電流強度，這種方法就不合適了；方法二：采用溶解比值K的方法計算槽存陽極，即通過陽極銅溶解量與陰極銅產(chǎn)出量比值K來計算槽存陽極，這種方法適合在電解陽極板成分保持相對穩(wěn)定的情況下采用，若是陽極板成分波動很大或者因停電出現(xiàn)陰極銅返溶時，計算的槽存陽極板就會有較大偏差，不能真實反映其真實槽存量；方法三：采用回收率回算槽存陽極法，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算的槽存陽極比較準(zhǔn)確，但其存在很大其劣勢就是銅電解工藝因為各種生產(chǎn)因素的影響其回收率一般會都會有波動，槽存陰極銅估算結(jié)果也會有偏差，因此這種方法很少被采用。

5 結(jié)論

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

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