鋅電積車間陰極處理自動化設備及布局優化探討

彭 滔

（深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠，廣東 韶關 512300）

從以往傳統濕法煉鋅實際實施情況來看，大體上包含了多方面，分別是焙燒、浸出、凈化和電解沉積等多個階段，其中，鋅的電解沉積主要是采取電解方式將純金屬鋅從硫酸鋅水溶液內有效提取出來，屬于濕法煉鋅工藝中極為重要的一項流程，從中來看，無論是鋅電積車間工藝技能還是裝備情況等，都直接決定了濕法煉鋅領域內的實際發展趨勢。在陰極辦內，剝離金屬鋅極為繁瑣且復雜化，周圍工作條件非常的惡劣，面臨著極高的勞動壓力。在最近幾年中，鋅電積車間陰極處理自動化裝備得到了快速發展，是從國外引進各項新型設備的基礎上開展了定值設計以及升級工作[1]。

1 布置相關的工藝

本文結合實際情況對剝鋅洗刷裝備布置進行合理劃分，具體分為以下幾方面類型。

1.1 雙線類型

所謂雙線型式，主要是配置有著獨立性特征的剝鋅線以及洗刷線，采取行車方式把電解槽內的陰極板運輸到剝鋅線內，完成剝鋅機剝鋅工作以后，根據行車運輸到洗刷線內，完成洗刷工作以后返回電解槽中。將雙線型式應用到鋅大極板電積中，由于極板有著尺寸和重量大的特征，因此需要采取自動行車的方式實施極板轉運操作。此種類型在我國得到了普遍應用。雙線型式的布置圖如下所示。

圖1 雙線型布置圖

從圖中來看，廠房布置兩項電解槽，把剝鋅線以及洗刷線布置在廠房一側，另外一端為陽極處理領域，通常裝設陽極清洗和拍平設備。

1.2 小C型式

對于小C型式來講，也需要配置剝鋅線以及洗刷線，和雙線型式相比較來看有一些差別存在，剝鋅線和洗刷線之間增設了橫向移載裝置，可以使剝鋅線中已經剝完的極板依照移載方式運輸到洗刷線內，以此確保工作高效率開展。在鋅小極電積車間中對小C型式的應用力度極為廣泛，這主要是因為小極板與大極板比較來看要輕盈很多，對此，可以采取橫向移載裝置達到極板基于剝鋅線和洗刷線之間有效交互的目的，其中，在布置相關設備時，應當為廠房提供剝鋅領域，遵循的基本工藝要點表現為陰極板通過行車吊出電解槽以后放置于剝鋅線內，在移動小車的基礎上運輸極板，依照預處理形式以后實施機械預剝離工作，送往剝鋅機位置，完成剝鋅操作以后借助移載裝具運輸到洗刷線內，通過洗刷處理以后運輸到主跨內，行車吊裝到電解槽中。

1.3 大C型式

一般情況下，是在中小極板車間對大C型式進行有效應用。該項類型的操作原理為從橫向移載內設置陰極處理的有關設備，有效保存出板工位，整體形狀呈現出了C現象。首先，在電解槽內利用吊車把極板調運到人板輸送裝置內，運輸到橫向移載以后實施預剝離以及機械式剝離操作，完成作業以后運輸到出板輸送裝置內，使用吊車吊裝到電解槽中。從實際情況可以看出，該種類型的型式由于優勢極高因此得到了普遍應用，各項領域對其的關注度大。

2 關鍵設備現狀

對于鋅電積車間陰極處理設備來講，包含的關鍵設備有很多種類型，分別是剝鋅機組、洗刷機組等多方面。本文對此種現象進行了逐一論述以及探討。

2.1 發展現狀

其一，鋅電積設備實際發展情況。在濕法鋅冶煉發展初期階段中，由于生產規模不大，因此經常應用小電解槽陰陽極板，鋅電積只是對簡單的起重設備以及熔煉設備加以裝設，或者是人工方式吊裝陰極板，對于設備性能無太高的要求，維護起來極為便利。我國大部分企業紛紛引進了完善的成套鋅電積設備，各項設備都有著獨立的控制系統，運行效果良好，安全性高，可以快速反應出安全元件對于過程區域產生的一系列影響以及設備運行的聯動關系，這些都可以通過上位機清楚的體現出來。

第二，鋅電積生產線設備維護問題。伴隨著設備的日益完善，相關企業已經制定了相應的設備維護計劃，同時落實了一系列標準體系，表現為潤滑檢驗標準、維修標準等方面，依照設備實際運行情況加以分析。大多數領域應用了精細化和標準化的設備管理方式，可是管理體系具備獨立性特征，設備點檢查運維十分的分散化，數據記錄區域抽象性。通過制定有關的設備結構，將數據詳細記錄下來，不過該項記錄難以精準體現出設備具體運行狀態，以往傳統且滯后的檢修方式等已經不符合當代動態管理多維度要求了。

2.2 剝鋅機組

當前階段，應用剝鋅機期間，涉及到了兩項形式。第一，板動刀不動的類型，應用剝刀加以固定，極板上下進行動作，可以將該項形式應用到雙線型工藝布置方面。極板采取兩邊吊鉤帶動逐漸朝著上部進行運動，剝刀合攏以后全面剝離處于陰極板內的鋅片。第二，采取刀動板不動的形式。確保極板處于良好的固定狀態，剝刀實施上下動作方式，在小C型以及大C型內的工藝布置中應用特別的廣泛。可以在步進裝置內有效固定極板，主剝離刀采取自上而下的形式有效剝離附著于陰極板內的鋅片。

2.3 洗刷機組

對于剝鋅以后的陰極板來講，由于表面有著諸多的雜質，因此使重回電解槽電積累以后無法對鋅片進行全面的剝離，基于此，在電解槽的前期階段中，需要有效清理陰極板。通過相關實踐表明，整潔且干凈的陰極板進一步提升了剝鋅的效率，整體效果有效體現了出來。需要認識到的一點是，雖然洗刷機和剝鋅機原理上來講處于相同的狀態，可是包含的工作方式卻是不一樣的，具體如下所示。第一，采取板動滾刷不動的方法。通常情況下，應用新型的框架類型結構，采取兩邊吊鉤發帶動極板朝上運動的方式，依照基本要求對極板下降現象是否需要沖洗加以探究。第二，采取滾刷動板不動的方法。在橫向移載裝置內固定極板，滾刷處于驅動裝置的條件下實施動作，將極板洗刷干凈，此種方式在小C型和大C型工藝布置內應用極為廣泛。

2.4 采取預剝離設備

從實際工作開展現狀可以看出，鋅片本身的附著力伴隨著電解液內F離子的具體含量波動現象而發生一系列改變。經過探究表明，在F離子整體含量上升的情況下，鋅片處于陰極板中形成的附著力也會隨之增大，導致剝鋅成功概率下降。要想將工藝波動引起的問題徹底解決，通常是將預剝離裝置設置到剝鋅機內。目前采取的預剝離設備包含了兩點，分別是振動預剝離，使用高頻氣錘對鋅片表面輕輕敲擊，鋅片和陰極板由于不同的形變量而使兩者發生間隙，可以加快鋅片剝離的速度。另外一方面，則是預剝離小刀和陰極板挨著，處于鋅片與陰極板內形成開口，便于采取主剝刀直接鏟下鋅片。

2.5 碼垛機組

對于完成剝離以后的鋅片而言，應當利用碼垛機組設備運輸到車間內，該項設備產生的效果極高，作用良好。當收集鋅片時以皮帶、鏈條和輥道運輸方式為主，綜合性對車間設備工藝實際布置情況加以考慮。在生產期間要想進一步強化鋅片碼垛的質量。將性能體現出來，加快運輸效率，可以把鋅片對其裝置安裝到碼垛裝置內。并且從頂部對壓緊裝置進行規范性設計，從一定程度上確保鋅片剁自身的穩定性和安全性。

3 有效優化布局

在鋅電積車間內，需要以工藝配置的優點為主，做好相關的布局操作，從總圖布局、業主需求、自動化水平、遵循的設計理念等多方面入手。不過從實際情況來看，以往老舊廠房鋅電積車間剝鋅片自動化內的廠房空間結構較為狹窄一些，存在著極板吊運半自動化現象，這就需要以小型結構為主，引進占地面積極少風結構，提升自動化程度，減少成本輸出，以此和老舊廠房自動化剝鋅改造優化布置要求相符合。

通常來講，電解槽的高度極高，當把剝鋅機和電解槽放置到相同標高中的話，可以利用接片裝置使剝離的鋅片調到一層碼垛，根據垂直空間減少設備實際占地面積。在布置大產能鋅電積累廠房期間，都會應用多項類型的陰極處理設備，綜合性對設備通用處理能力加以考慮和分析，統一布置人板輸出鏈以及出板速輸出鏈，為后期檢修和維護陰極設備性能提供良好的依據，與基本要求相符合。

表1 陰極板的各項定義

4 極板崗位標準操作流程

4.1 多陽極進行有效的清理

對于陽極板表面來講，從電積期間形成了相關的二氧化錳以及其他固體沉積物，相關人員需要將這些物體徹底清理干凈，保持陽極板通平行，這是目前維護期間的一項要點，本身決定了陰極鋅質量和電流效率的提升。使用吊鉤的陽極行車從槽內吊取出陽極板，平均每一次吊出大約為1/3槽的陽極板。完成陽極板吊出工作以后，放置于陽極小車內，陽極小車自動將陽極板運輸到自動化拍平機中，同時在返程途中將已經整理完成的陽極板重新運輸到已經吊起的陽極板電解槽內，操作人員重點檢驗陽極板性能和質量，以免發生安全方面的問題。在抬起拍平板以后，周圍高壓水噴嘴將陽極板有效的清理干凈，一直到了拍平板頂端后，拍平板對陽極板循環拍，保持平整后把陽極板放置于陽極小車中，進入下一道清洗和拍平流程，一直反復操作。

4.2 電解槽掏槽

采取真空系統實施掏槽工作，操作期間，沿著電解槽的方向使用硬管吸取槽中的陽極泥，明確各項要點，用安裝在陽極行車上的輔助提升機的特殊吊鉤將陽極板和陰極板吊走。應當明確認識到的一方面是，當完成了掏槽作業以后，需要采取清水對真空掏槽系統加以清洗，保持整潔性。

4.3 陽極準備

當前，陽極準備在陽極拍平機相鄰地方完成。陽極準備區的行車把新陽極板從一樓吊起，將新陽極板放入陽極鍍膜槽中。

5 結語

從以上論述來看，在鋅電積車間內，陰極處理屬于極為重要的一方面流程，以往階段中主要是采取人工操作方式，面臨著巨大的勞動強度以及壓力。處于10kt/a鋅電積車間內實施剝鋅片以及陰極板沖刷作業，引進專業性強且經驗豐富的人員，同時借助剝鋅洗刷自動化設備使鋅電積車間的設備化自動程度呈現出良好的提升狀態。當前階段，面臨的首要難點是采取何種方式對鋅電積車間布置自動化設備是關鍵所在，其除了和相關工藝參數有著密切的聯系之外，而且還和基本操作方式有關。本文全面整合了鋅電積車間陰極板處理設備的工藝布置形式以及設備具體應用現象，以此合理設計鋅電積車間，促使工作安全開展，實現相應的目標。