【免费下载】河南豫光金铅铅电解大极板生产线试生产综述

河南豫光金铅铅电解大极板生产线试生产综述
方帅领
(河南豫光金铅股份有限责任公司河南济源 454650)
摘要：本文简述了铅大极板生产线试生产情况，分析了试生产期间主要问题产生的原因，采取的相应措施及取得的效果。

关键词：铅电解；大极板；试生产
1、概述
河南豫光金铅股份有限公司是亚洲最大的电解铅生产基地，年生产电铅40万吨，拥有了4条
传统电解生产线和1条大极板生产线。

大极板生产线由长沙有色冶金设计研究院设计，设计年产量10万吨。

从日本群马友好贸易株式会社引进了阳极板铸造机、阴极片制造机、DM机、阴阳极自动
排距机四套设备。

大极板生产线是2010年7月开始试产运行，一次性通电生产成功。

进入2012年以来，各项技术经济指标已达到或超过设计水平，跨入了国际先进水平。

2、铅电解大极板工艺试生产情况
铅电解大极板生产线电解工序共有344台电解槽（均为钢筋砼衬PE内胆），二台电解液高位槽、二台电解液循环槽、8台储液槽（均为钢筋砼衬PVC板），二套整流系统。

采用了传统的卧式洗涤机
及传统的铜棒收拢装置。

成品工序2台熔铅锅，采用直线铸锭机进行铸锭。

除铜工序3台熔铅锅，采用通过渣包从熔炼工序转运来的液态铅进行除铜。

试产初期，设备故障较多，制约生产。

另大极板与小极板生产工艺差别较大，又无经验借鉴，针对此情况，进行了分析研究，摸索工艺条件的控制，寻求最佳的工艺参数，采取了许多行之有效的措施，成效显著。

3、试产期间存在的主要问题及整改措施
3.1设备问题
3.1.1阳极立模铸造机
①泡沫铅问题
在试产初期，铸出的阳极板经常出现泡沫铅现象，阳极板底部出现高低不平的氧化渣，此种板
如果进入电解槽，将会造成连电，电解后期阳极板底部泡沫铅落槽等问题，针对此，我们采取了以下方案：
严格控制工艺参数，粗铅熔化温度≤500℃，加硫磺除铜温度≤350℃，浇铸锅铅液温度
≤420℃，立模保持炉温度≤400℃，冷却水温度≤27℃，粗铅成分：Pb≧96%；
Sb+Bi+As≦2.2±0.5%；Cu≦0.045%，表面渣不能超过20mm。

制做了二段浇铸箱，将铅泵通过溜槽打过的铅液在流动过程中产生的氧化渣进行阻挡，以保证阳极板浇铸过程中不进入氧化铅。

②掉板现象
阳极板浇铸完成后，经由移载小车运至提升位置后，由起重提升机提起，而后由推出机推至齐排输送机上，在此过程中出现掉片现象，经研究发现，由于设备长期运转，提升机的二个提升臂不平衡，提升过程中片不稳，有时会出现掉片现象。

针对此，我们采取了以下方案;
经常校验提升臂的高度，保证一致。

对推出机进行加固，在推出过种中，由于摩擦将会造成设备的晃动，影响稳定性。

③残片处理
在铸板过程中，每次开机时，由于铸模不能充分进行预热，第一片易出现残片，此时就要用行车将残片移走，由于空隙小，行车工作十分不便，操作难度大，经现场实际测量，我们新建了一个电动葫芦，操作方便，很好的解决了问题。

④节约人工成本
阳极铸板工序共有三个操作盘，二个在上方平台，一个在下方平台，上方平台的二个操作盘负责二个铸模的操作，下方平台上的一个操作盘主要是阳极板的移载、提升、推出、排距操作，我们根据实际情况，将下方平台上的操作盘移至上方平台，使三个操作盘布置在一起，由二个人操作，成功减员１人。

3.1.2阴阳制造机
①铅卷卡片
铅卷在卷绕过程中，经由橡胶辊的整形，及导向辊的折边后，经由裁刀裁切，再穿上铜棒进行
倾斜输送。

在橡胶辊的整形过程及导向辊的折边过程中，经常出现卡片。

我们采取了二个方案，１、铅卷卷好后２天内使用，早的话片太软，晚的话片太硬，都会给输送造成困难。

２、保证导向辊的方向，使铅卷逐步完成折边过程。

②断片
阴极片穿过铜棒后，经由横向移载机－压力机－点焊机－矫正机－自动排距机，在此过程中有时会出现阴极片断裂的情况，有的现场看不出来，但阴极片装入电解槽后，在电解后期，随着阴极片上附着的析出铅增多，会出现断裂落槽的情况。

经研究，主要原因是在压力机工作时，压板压在了铜棒的下棱上，造成铅皮断裂。

而后我们将横向移载机的高度进行了调整，很好的解决了这个问题。

③点焊不牢
在电解后期，有些片会从焊接部位裂开落槽，主要原因是点焊机焊接不牢，我们将点焊机的焊头经常清理及旋转方向，很好的解决了这个问题。

3.1.3阴阳极自动排距机
①阴极片折弯
阴极接收机接收阴极片时，有时阴极片在下降过程中会出来折弯的现象，主要原因是下降速度过快，同时缓冲定位条位置不对。

通过调整解决了问题。

②阴极片不能正常输送
阴极片在接收机接收完毕，与阳极板穿叉之后，阴阳极板定位过程中经常出现设备报警，不能正常输送的问题，经研究，发现是包钢铜棒的问题，外商要求包钢铜棒的尺寸为1130，下偏差为０，上偏差为２，但铜棒生产厂家不能严格的控制这个偏差范围。

我们通过调整阴阳极板定位块的位置，很好的解决了这个问题。

3.2工艺问题
3.2.1电解液的铅酸比
表1 不同电解液成分对产量的影响
S i F62-(g/l)Pb2+H2S i F6日产量(t)
月份
170.3884.40111.30252
2010.8
180.5474.18128.61256
2010.9
200.3175.83147.23292
2010.10
204.4078.81148.23290
2010.11
212.9081.73155.69285
2010.12
202.3076.87148.49289
2011.1
188.3178.91133.07286
2011.2
189.9578.91134.71295
2011.3
从表中统计来看，2010年10月、2011年3月产量较高。

由此可见大极板电解时电解液成份控制
在铅离子70--85g/l、游离酸130--150g/l、总酸185--210g/l较为合适。

而小极板电解液成分铅离
子90--120g/l、游离酸100--140g/l、总酸200--220g/l，小极板具有周期短，电效高，电流密度高等特点，故与大极板比较，电解液成份有较大差距。

在生产过程还发现，当铅离子浓度低于70g/l时，析铅结晶开始恶化，出现长须状结晶，严重
影响产量。

在这种情况下，就要注意系统中一次水的用量，更严重的情况下需立即补入黄丹，强制增加铅离子量。

3.2.2电解液的温度和循环速度
在铅电解过程中，电解液导电是离子导电，因此，适当提高温度，有利于加快铅离子扩散速度，降低电解液比电阻，减小浓差极化，降低电解液粘度，有利于杂质离子的沉淀，维持生产中Pb2+的
平衡，从而可改善溶液伯导电性能，提高电解液电导率。

温度高时虽然导电性良好，但也会带来电解液蒸发和硅氟酸分解，致使酸耗增大，增加成本，车间劳动条件恶化等不利因素。

充分考虑到这些影响因素，我厂把电解液温度由原来的33--36℃提高到40--42℃左右。

由工艺员进行温度监控，每小时记录一次温度，根据所测温度对高位槽内电解液温度进行调控，确保温度稳定在40--42℃的范围内。

温度和电压、电导率的关系见表2：
表2 温度和电压、电导率的关系（I=10500A）
温度（℃）3336384042
总电压（V）7068666360
比电阻（μS/Cm）126011621061968880提高电解液循环速度对铅大极板生产也非常重要，由于阴阳极板大，电解槽深，易造成电解液铅离子分层，阴阳结晶异常。

故电解液的循环量由原来小极板15—22l/min，提高到40—45l/min，降低了电解槽内铅离子浓度差，改善了阴极结晶。

循环量与电解槽内铅离子浓度关系见表3：
表3 循环量与电解槽内铅离子浓差关系
循环量 l/min2030354045
△Pb2+ g/l（上/下）60/19070/16070/13075/10080/95
3.2.3添加剂的使用
由于电解系统采用的是新配置的电解液，所以在生产初期，向系统中加入了大量的添加剂，使电解过程得以顺利进行，得到较好的析铅结晶。

随着生产周期的增加，逐步减少添加剂的用量，根据结晶状况和成本考虑，最终找到合适的配比范围。

经过9个月的生产实践，目前的添加剂加入量
已经稳定下来，骨胶0.65kg/t，乙萘酚0.016kg/t，同最初的骨胶1.98kg/t，乙萘酚0.031kg/t相比，用量大大减少。

3.2.4阳极板成分的控制
试产初期，生产中发现泡沫铅产生的较多，阳极泥有脱落现象，致使短路现象增多，电耗过高，析出铅内在质量得不到保障。

经研究讨论，决定降低铜含量，同时加强对除铜的作业控制，严格控制阳极板成份，泡沫铅现象得到解决，有效的避免了阳极泥落槽现象，使析铅直流电效保持稳定，同时使析出铅内在质量得到保障。

3.2.5阳极泥洗液控制
由于大极板生产与小极板相比较，电解液总量增大，循环量也较大，造成电解液平衡难以控制。

所以阳极泥洗涤控制对电解液总量平衡和电解液成分的相对稳定，起到至关重要的作用。

经过几个月的实践，对生产操作提出了以下建议：
①阳极泥洗涤用水量每天必须根据电解液消耗情况适当补充，确保电解液总量平衡。

②阳极泥必须经过充分搅拌浆化使铅离子溶解均匀，以便洗涤时铅离子能较完全的重新返回电解液循环系统，使电解液成分相对稳定。

③洗液的补充必须保证干净，无杂质。

要求洗液必须进行沉淀24小时以上才能补入循环系统。

④定期化验洗液成分，在洗液成分达不到电解液成分要求时，重复洗涤，增加成分浓度。

4、设计、施工安装问题及解决措施
4.1残极洗涤机
此次设计采用液压驱动代替了传统减速机双摇臂驱动形式，液压杆与洗涤架连接在一起，通过洗涤槽二端的四个支撑走轮往返移动，洗涤架通过悬臂带动洗涤刷进行洗涤。

由于原先设计的悬臂是“Z”字形，悬臂的上部固定在洗涤架的顶部。

在残极洗涤时，“Z”字形悬臂与吊具外框架影响，必须将吊具移走方能正常洗涤，工作流程为吊具从电解槽内将残极吊起后放入洗涤槽，而后吊具吊起将残极留在洗涤槽内，洗涤机对残极进行洗涤，吊具再将洗涤后的残极吊至残极收拢槽内。

这个过程就必须脱钩洗涤，造成了行车的重复作业，且洗涤完后残极的位置相对移动，对洗涤后的残极起吊极其困难。

针对此，通过改动悬臂，实现了残片的不脱钩洗涤。

悬臂采用一定长度的直径35
圆钢，焊接在洗涤架的底部，端部焊接上刷头固定洗涤刷。

改进后的洗涤机保证了洗刷速度，使用效果良好。

4.2工艺管道
原设计中电解液循环系统是一体的，未分开。

考虑到以后生产的可调性，将电解液循环管路进行改造，使二台电解液高位槽、二台电解液循环槽分别对应二套整流系统，形成了完全独立的二个电解系统，极大便利了后期的生产调节。

5、小结
河南豫光金铅股份有限公司铅电解大极板生产线自投产以来，电效达到92—93%，析铅直流电耗113kwh/tPb，槽电压相对较低，反映出的电耗指标也相对较低，车间环境良好。

真正实现了节能降耗、提高生产率、保护环境的目的，取得了良好的经济效益，使铅电解设备向大型化、机械化、自动化的发展方向上迈出了坚定的一步。

目前，正在向新的目标努力。