铜阳极板中的氧对电解生产的影响

, , , 。
,
在 不 影 响 电 解 生 产 的 前 提 下 一 般 阳极 板 生 产
。
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残 极 厚 的地 方 出 现 了 小 范 围的 阳 极 钝 化现 象 对 同
一 块 阳 极 板 取 样 进 行分 析 结 果 见 表 2
. 5 . 厂 家 控 制 氧 在 0 0 % 一0 2 % 之 间
、
但 在实 际 生 产 中
底 成 品 阳 极 板含 氧偏高
,
化验 分 析 阳 极 板 表 面 撕 下 的 铜 皮
,
,
,
. 其 氧 含量 达 0 8 %
。
已 达 到 氧 化 作 业 时深 度 氧 化状
在 还 原 剂 的 选 择 上 含 硫 是 考核 的一 项 重 要 指
标
,
,
。
硫 与 氧 易 反 应 生 成 二 氧 化硫 铜 在 熔 融状 态 下
.
,
分
布 于 铜 的 晶界 上 含 氧 达
;
, ,
u 2 时 出现 C 0 的亚
,
体还原 剂
。
各 厂 在 对 固体 还 原 剂还 原 的 反 应 机 理 认
,
. 9 共 晶 体 含 氧达 0 3 % 时 出现 C O 的共 晶体 含 氧
u Z
;
识 上 存在 差 异
,
在 质 量 上 也 没 有统 一 的 标 准执 行
含 氧正常时 多
。
对 含 氧铜 的 铸 态 显 微 组 织 图 分 析
u +
,
时产 生 大 量 黑 烟 对 周 围环 境 产 生 污 染 同时 木 质还
原 剂 受 国 家 保护 森林 的 制约 许 多 工 厂 选 择 采 用 固
,
含 氧铜 凝 固 时 氧 以 (C
, ,
C u 必 )共 晶 体 形 式 析 出 0 巧%
粒子 生 长 过 快 的变 为 结 构疏 松 的 树枝 状粒 子
, , , 。
,
,
年 云 南 铜 业 股 份 有 限 公 司 电解 系 统 生 产
,
在生
,
能力 大 幅 增 加
自产铜 阳 极 已 不 能 满 足 生 产 需 要
。
、 、
,
产 实践 中 多 次 遇 到类 似 情 况 的发 生 有 时 是 一 槽
, , ,
到严 重 影 响 如 不 及 时 处 理 树 枝 状 的 结 晶铜 还 会 与铜 阳极 造成 短 路
1
。
阴极板 上 产 生 大 面 积 粒 子 如 图
电化 学 溶 解 而 是 以 微 粒 的 形 式 沉 人 槽 底 成 为 阳
所示
。
极 泥 的一 部 分
,
。
正 常 生 产 过 程 中 阳极 含 氧 必 须 控 制
不 均匀 的现 象
2 13
. .
在 氧 超 标 严 重 的情 况 下 阳 极 板 的 外 形 质
, , ,
,
量 也 会受 到 影 响 浇 铸 时 铜水 勃 度增 加 需 要 铜 水 温
严 格 还 原 剂 质量 由 于 重 油 还 原 剂价格 不 断 上 涨 以及 重 油 还 原
, ,
度 更 高 浇铸 才 能正 常 进 行 浇包 和 溜槽 结 冷 铜也 比
,
点 的 控 制 同 等 重 要 还 原 终 点控 制 的 原 则 就 是 控 制
. 氧在 0 2 % 以 下 取 铜 小 样 观 察 还 原 操 作 是 否 到 达 终
,
点 时 不 能 用 小 样 的表 面 结 晶 状 况 来 判 定 必 须 通
过 小 样 断 面 的结 晶 状 况 来 判 定 在 工 艺 操 作 水 平 还 不 熟 练 的 情 况 下 可 以 通 过 购 置 测 氧仪 来 校 正 实 际
.
样5
0 1 72
.
0 17 8
控 制 合适 的 还原 终 点
目前 国 内 的 阳 极板 生 产 厂 家基 本 上 采 用 人 工
,
. 样 3 和 样 6 含氧 均 在 0 2 % 以 上 这 两 个 点 区 域
,
判 定 还 原 终 点 人 工 判 定 还 原 终 点不 规 范
,
,
。
对于 没
,
产 生 了 阳 极钝 化
对 于 回转 式 阳 极炉 的 还 原 操
, 。
作 为 了 防止 铜 水 喷溅 到相 关 的 操作 孔及 观 察 孔 上 表1
阳极 板 含 氧 分 析
阳极 板 3 阳极 板 4
%
还 原 风 管插 人 较 浅 铜 水 搅 动 的 幅 度 和 深 度小
,
要
阳极 板 1
. 0
阳极 板 2
使还 原 终点 到 位 和 脱 氧均 匀 应 加 大还 原 风 管 插 人
,
,
。
. 5 氧含 量 不 能 太低 低 于 0 0 % 时 氢 的 溶解 量 迅 速 增
加 当铜 凝 固时 铜水 中 内 部 残 留 的 氧 与氢 结 合 生 成 大 量 水 蒸 汽 蒸 汽逸 出会 严 重 影 响 阳 极 板 外 形 质
量
。 ,
,
,
2 12
.
.
保证 还 原 均 匀 生 产 中 时 常 会 出 现 同一 残 极厚 薄 不 均 的 现 象
, , , ,
常快 没 有 树 枝 状粒 子 对 应 的 阳 极 板 表 面 产 生 阳 极
钝 化 在一 块 阳极 的 表 面 上 同 时 出现 两 种 对 电 解 有
一 严重 影 响 的 情 况 槽 电 压 比 正 常时 高 出 2 3 倍
, 。 ,
,
问题 同 时存 在 的 情 况
。
经 过 实践 和 探 讨 发 现 阳 极
Cu 刃
。
图 1
阴 极 板 上 产 生 的 大 面 积粒 子
在 电解 初 期 (1 )
2
. 2 1
与稀 硫 酸 发 生 反 应 而 析 出 铜 粉
‘ 二
:
阳极 铜 含 氧 的 控 制
控制 还 原 过 程 中 阳 极 铜 中的 妞
C u 必+ H Z O S
,
C u S0 4 H 必 + C u +
u2
u2
集 在 阳 极 板 冷 却 凝 固 时 阳 极 板 的 面 收 缩 率增 大 皮覆 盖 的 小坑
态 下 的 氧 含量
。
,
,
内硫偏 高 所致
,
为 了 控 制 阳 极板 冷 凝 时 的 冒硫 只
, 。
严 重 时 会 在 阳 极 的上 表 面 上 产 生 一 个 或 几 个 被铜
好 还 原 操作 时控 制还 原 程 度 浅一 些 造 成 还 原 不 彻
极 钝化
。
,
,
,
单独 存在 于 阳极 板 上 的
, ,
Cu 2 0 是 在 阳 极 板 浇 铸
、
过 程 中二 次 吸 氧 产 生 的 冷 凝 的 阳 极 表 面 阳 极 飞 边 毛 刺 上 一 般 含 氧 偏 高 特别 是 一 些 含 氧 高 的 铜 粉 和 铜 颗 粒 附 着 在铜 表 面 及 阳 极 气 孔 内
,
公 司 开 始从 其 他 厂 家 购进 阳 极 板
,
由于 外 购 的 阳 极
有 时几 槽 同 时发 生 这 种 现 象发 生 在 一 周 期 阳 极 板 电解 的 初 期 阶 段 树 枝 状 粒 子 对应 的 阳 极 板 表 面 周
围 快 速 放 电 溶 解 阴极 表 面 树枝 状 粒 子 生 长 速 度非
,
。
同 一 块 阳 极 上 含 氧有 高 有 低 说
, ,
,
有 电解 工 序 的 炼铜 厂 火 法 精炼 的 重 点是 脱 除 氧 化 过
程 中 的杂质 这 些 杂质 会影 响 阳 极板 的 主 品 位 也 会
影 响 阳极 的 外 形 质 量
l
。 ,
明 还 原 不 均 匀 这 与还 原 操作 过 程 中还 原 风 管搅 动 有关
,
。
【 键 词 1 铜 ; 火 法 精 炼 ; 阳 极 板 ; 电 解 ; Cu 刃 关 [ 中图分 类 号 ]
润4 F T S 1 1注
[文 献标识 码 ]
B
[ 文 章 编 号]
1 6 7 2 一6 10 3 (2 0 7 )o se 以”9 一 0 3
O
前言
20 5
粘 附并 形 成 结 晶核 引起 阴极 表 面 生 长大 面 积 粒 子
20 7
o 年 r 月第 5 期
黄太 祥 等 铜 阳极 板 中 的氧对 电解 生 产 的影 响
:
铜 阳极 板 中的氧对 电解生 产 的影 响
黄 太祥 华宏 全
(云 南 铜业 股 份 有 限公 司 云 南
,
,
昆明
6 5 0 10 2 )
【 摘
要l
分 析 了栩 阳 极 板 中 的 氧 对 电铜 生 产 的 影 响 探 讨 了 火 法 精 炼 过 程 中 阳 极 板 氧 含 童 的 控 制
、
,
铜还 原 过 程 受 工 艺 操 作水平 还 原 剂品 种 还 原 剂 质 量 等 因 素 的影 响 阳 极 板 氧含 量 大大 超 过 了 电 解
工 艺 的要 求
2 1 1
. .
表2
样
.
同一 块 阳极 板 的 含氧 分析
样3
0 249
.
%
样6
0 293
.
,
1
。
样2
0 19 3
.
样4
0 18 9
,
,
u . 大 于 0 3 9 % 时 出现 C 刃 的 过共 晶 体
,
。
一 些 厂 家 在 使 用 固 体 还 原 剂 后 阳 极 板 面 产 生 冒硫 现 象 影 响 阳 极 外 形 质 量 分 析 原 因 是 固体 还 原 剂
, 。 ,
随 着 阳 极板 含 氧 量 增加 C 0 在 铜 的晶 界 上 富
,
板 在 生 产 工 艺 控 制 原 料 构成 质量 等方 面 存在 差
异 一 段 时 间 里 采 用 外 购 阳极 板 电 解 出现 了 电 铜 质 量 大 幅 波动 阳 极 钝 化 漂 浮 阳 极 泥 增 加 电 效 下 降 的 状 况 这 是 公 司 自生 产 电 铜 以 来 第 一 次 出现 多 个
处 铜 水 的 还 原 深 度 同时 借 助 回转 炉 的摇 动 保 证 炉
,
9 4
内死 角 处 铜 水 的 还 原 从分 析 结 果看 这 些 批 次 的 阳 极 板 氧含 量 远 远
, ,
。
对 于 固 定 式 阳极 炉 应 控 制
MP 以上 a
,
,
. 输送 还 原 剂 的 风 压 在 0 3
以 增 大铜 水 接
, ,
,
以 上 分 析看 出 铜 水 还 原 终 点 的 控 制 与 氧 化 终
对二 氧 化 硫 溶 解 能 力很 强 还 原 过 程 中 应 消 除 二 氧 化硫 在 铜 水 里 的 溶 解 以 重 油 还 原 剂 和 木 质 还 原 剂
. 含硫 低 于 0 5 % 以 下 为 依据 固 体 还 原 剂 杂 质硫 的含
。
,
随
板 中 的含 氧变 化对 上 述 问题有 直接 影 响
着电解的进行
, ,
,
阳极 上 同 时 极 化 和 钝 化 的 现 象 加
, ,
1
重 阴极 板 长 满 了 树 枝 状 的 结 晶 铜 阴 极 铜 质 量 受
氧 对 电 解 生 产 的影 响
C u 20 是稳 定 的化 合 物 电 解 时 在 阳 极 上 不 发 生
反应 式 (l 中 生 成 的 铜 粉 呈 海 绵 状 粘 附 于 阳 极 )
火法 精 炼过 程 中
,
,
铜 水 中 的 杂 质 被 氧 化脱 除
,
、
表 面 与 阳 极板 内 的 C
, ,
0 共 同作 用
,
使 阳极 产 生 钝
后 残 留 的 氧 被 喷 人 炉 内 的还 原 剂 还 原 脱 除 在 还
,
. 超 过 火 法 还 原 精炼 氧控 制 小 于 0 2 % 的要 求 说 明 电
触面
,
在 还 原 过程 中要 适 当调 整 还 原 风 管 的 位 置
。
解 时 阳 极 板 钝 化 和 阴极 板 上 长 粒 子 是 氧 严 重 超 标
造成的
。
消 除 固 定 式 阳 极 炉 死 角 处 铜 水 含 氧偏 高 或 氧脱 出
, ,
,
,
. 量 控 制也 应 小 于 0 5 % 这 已 成 功 实 现 在 公 司 采 用 煤
,
质 还 原 剂替 代 木 质 还 原 剂 的 生 产实 践 中
化 阳极 泥 率 增 大 漂 浮 阳 极 泥 增 多 在 阴 极 铜 表 面
【 者 简 介 」 黄 太 祥 (19 6 一 ) 男 贵 州 开 阳 人 冶炼高 级 工 程 师 作 5
,
,
,
原气 氛 下
、
,
铜 水 中 的 氧非 常 容 易 被 还 原 剂 中 的 C
。 ,
,
CO H : 还 原
根 据 火 法 精 炼 工 艺 控 制特 点 铜 水 中
。
,
从反 应 动力 学 分析 风 管搅 动 幅度大 铜 水 比
, , 。
而 对 于 氧 的 控 制 随 意性 大
,
。
表 面 积 增 大 加 大 了铜 水 与 还 原 剂 的接 触 面 使 铜
水 中氧还 原速 度加 快
, ,
公 司针 对 影 响 电铜 生 产 的 阳 极 板 取样 测 氧 结 果 见 表
,
、
. . 在 0 2 % 以 下 超 过 0 2 % 容 易使 N o 镍 云 母 的 比 i
率 增 大 阳 极 泥率 增 加 影 响 铜 的直 收 率 和 镍 的 回
收 率 同时 会 在 阳 极 表 面 形 成不 宜 脱 落 的 化合 物 薄
,
,
,
膜 引起 阳 极 电 位升 高 槽 电压 增 大 严 重 时 造 成 阳