强化生产,提高阴极铜产量.pdf

2 l 强化生产，提高阴极铜产量 赵向民 江铜公司贵溪冶炼厂．江西3 3 5 4 2 4 摘要详细分析丁贵冶电解在达到设计能力年产1 5 万t 阴极铜后，进一步增产的可能性 并介绍了强化生产的措施和效果． 关键词锕电解；电流密度；电渔效率；作业率 中围分类号T F S I I文献标识码B 贵冶铜电解生产为传统常规工艺，其特 点是大极板、长周期、高杂质．一期设计能 力为7 ．5 万t 阴极铜，a ，于1 9 8 6 年建成投 产．二期设计能力7 ．5 万t 阴极铜／a ，1 9 9 2 年一1 9 9 8 年分步建成。1 9 9 6 年贵冶牌阴极 铜在伦敦金属交易所一次注册成功，打破了 国际阴极铜市场没有中国品牌的历史记录。 9 9 年我们立足现有规模和条件，通过提高电 流密度，提高电流效率、提高作业率、降低种 板作业槽数等措施，进一步强化生产，探索 出一套高产品质量和高生产强度的阴极铜生 产与管理方法．全年完成产量1 5 6 4 3 0t ，超 出设计能力6 0 0 0 余t ，圆满完成了公司“增 产，降耗、增效”的生产经营目标． 1 铜电解主要技术条件及生产状况 贵冶铜电解阳极板成分为 ％ C u 9 9 ．3 9 ， N i 0 ．0 4 4 ，B i 0 ．0 6 ，S O ．0 0 3 6 ，0 0 ．0 8 ，S b 0 ．0 7 2 ， A s 0 ．2 1 ，A u 3 0 ．2 8 9 ／t ，A 9 4 4 3 9 ／t ．电解液组成 g ／L C u ”4 5 ．6 7 ，H 1 7 5 ．3 ，C 10 ．0 5 7 ，A s 2 ．9 ， s b o ．4 9 ，B i 0 ．7 1 ，N i l 0 ．7 ．产出阴极铜的成分 为 ％ C uS eT eB iC r 9 9 9 9 n 0 0 0 0 5n 0 0 0 0 5n 0 0 啷00 0 0 l P bSS nN iF c 0 0 0 0 ln O 0 0 4n 0 0 0 l00 0 0 0 500 0 0 l M nS bC dA sP n 0 0 0 0 50 ．0 0 0 0 5n 伽0 0 500 0 ∞5n 伽∞5 S iZ n C o A g n 0 0 0 l 咀0 0 0 0 5n 0 0 0 0 5a 0 0 1 0 9 其他主要技术条件和指标见表1 ． 表l贵冶铜电解主要技术条件及指标 作者简介赵向民 1 9 7 1 一 ，江苏响水人，南方冶金学院学士．责冶工程师 万方数据 2强化生产的可行性分析 铜电解生产的强化应在质量确保的前提 下，以尽量低的投入和消耗谋求最大限度驹 产量规模。阴极铜产量的规模根据法拉第定 律，主要由电流、通电生产时间 由现有设备 作业率和生产天数决定 、电流效率和生产 槽数等因素决定，即 M q I t n 1 I 目2 其中 M 实际析出阴极铜产量；t 通电生产天数； q 铜的电化当量；n 生产电解槽数； ”电流效率；”作业率 因为q 为定量，要进行生产强化，则须对 电流效率、电流密度、作业率等因素加以分 析、研究和强化，1 9 9 5 ～1 9 9 8 年贵冶铜电解 主要指标见表2 。 表21 9 9 S 年～1 9 9 8 年电解主要指标 2 ．1 电流密度分析贵冶一、二期设计电流 密度均为2 4 0 A ／m2 ，但由于诸多条件的限制 一直未能达标，主要制约因素有两方面． 1 电解液杂质A s 、S b 、B i 含量长期偏 高。由于矿源的不可选择性和火法部分脱杂 效果不好，造成阳极铜杂质成分长期超出设 计值．以1 9 9 9 年阳极铜成分为例，A s 、S b 、B i 各为0 ．2 1 ％、0 ．0 7 2 ％，0 ．0 6 ％，分别超出设计 值2 倍、1 ．9 倍和1 ．6 倍，电解净液因此表现 出相对能力不足，由此形成了贵冶电解的长 期高杂质生产环境． 2 两个极板的影响．阳极单重偏差大 和表面物理质量的不稳定严重影响了阳极加 工质量和装槽质量，极大地阻碍了阳极泥的 沉降和极板均匀排距，促进了阴极表面粒子 的生成．另外，阴极的加工垂直度从一期投 产至今仍未能达到设计值 x ≤6 ．5 m ，数量 9 0 ％ ．也是长期制约电流密度提升和阴极 铜质量的关键问题．始极片加工机组虽有多 次改进，但垂直度多在1 3 ～1 8 m m 之间，离 设计值甚远。以上因素的现状短期内难以有 效好转，仍须通过不断改进加以控制．因 此，要快速、大幅度提高电流密度很难实 现，只能以边改边控制边适应的原则，小幅 逐步偿试电流密度的提升。 2 ．2 生产通电时间的分析 1 生产天数从表2 可以看到，9 5 年～9 8 年电解年平均作业天数为3 4 5 天， 其原因主要是火法部分和电解设备年修或工 艺改造。9 9 年随着改造工程的结束，阳极铜 供应不再成为问题。可以考虑的问题应是电 解年修时间的压缩或年修方式的改进，以求 大幅延长生产通电时间。 2 作业率现有设备作业率的高低主 要取决于生产性作业停电，故障性修槽停 电、故障性直流供电停电．分析1 9 9 5 至9 8 年电解作业率平均为9 6 ．5 ％，只要进一步杜 绝故障性停电，加快作业速度，争取槽面及 早通电，作业率还是可以有所提高的． 2 ．3 电流效率在电流密度适当、极板加工 质量波动不大、直流供电不漏电以及其它基 本参数稳定情况下，电流效率的高低取决于 装槽质量和后期短路处理。如果能够进一步 加强槽面作业质量和槽面后期管理，电流效 率应能稳定在更高水平． 2 ．4 种板开动槽数的挖潜种板生产属阴 极铜的原料性生产环节，若能大幅提高始极 片成品率，减少废片数，则可以在满足原料 供应和周转的基础上余出部分种板槽直接进 行成品阴极铜的生产。这样，部分在制品生 产将转化为成品生产，最大限度地挖掘生 产潜能．1 9 9 6 年～1 9 9 8 年种板槽开动系数 见表3 。 万方数据 表31 9 9 6 年～1 9 9 8 年种板槽开动系数统计 1 9 9 8 年电解种板系统全面投人使用了 钛母板，产且运用了新的导电棒技术和包边 技术，因此种板使用槽数的降低仍有挖掘的 潜能． 3生产强化措施 3 ．1 适量提高皂流1 9 9 9 年元月起贵冶电 解生产电流开始逐步提升 见图1 ，期间为 确保电流顺利提升并稳定，针对性地采取了 以下措施 电流 k A 2 4 2 3 2 2 一一二四五六七八九十十一十二 月份 图l 电解电流提升状况 1 实施阳极加工机组技术改造，完善极 板压力整形，矫耳和铣耳功能，确保铣耳合 格率 ／9 6 ％． 2 进行阴极加工机组技术改造，确保始 极片垂直度≤1 2 r a m ． 3 改进并提高连续脱铜脱杂能力，适量 放大净液量．同时，为平衡铜酸，增设选择 性化学脱杂补充流程以进一步扩大净液量， 适应高杂质生产条件． 4 强化工序标准化作业，确保基本条件 的稳定． 土2 延长生产通电时间 I 改往年的集中式年修为分散年修． 1 9 9 9 年虽然年修项目多，但全年生产天数仍 达到3 5 0 天，低于往年平均水平。 2 增设极板储备架，完善极板储备制 度，确保槽面作业的通畅．同时，改造槽面 加酸系统，加快槽面作业节奏。 3 严格工序服从制度，保证工序之问衔 接畅通． 3 ．3 提高并稳定电效 1 建立槽面作业的量化分工、人员协作 的作业制度，降低初始短路数。 2 完善日常短路的跟踪、检测办法，加 强短路处理结果的考核． 3 协调短路处理人员、槽面人员与电效 指标的利益关系，充分调动双方的积极性。 3 ．4 提高始极片成品率，降低种板开动槽数 由于钛母板的全面使用、导电棒技术的改造 和塑料夹边条技术的应用，贵冶电解始极片 的成品率和质量已经有了很大提高。1 9 9 9 年在此基础上又进行了功能性的完善和适 应．主要措施为 1 完善包边程序，提高包 边质量，杜绝底边长粒子． 2 调整阳极周 期、板面打磨周期和添加剂配比，提高边角 合格率。由此，1 9 9 9 年种板槽开动系数再降 0 ．2 抬} _ j 1 锅， 4 效果 由于各措施实施顺利，保障有效，1 9 9 9 年贵冶电解在年产1 5 万t 阴极铜规模的基 础上，成功挖潜增产约6 0 0 0 t 。1 9 9 9 年电 解生产中电流密度、电流效率、作业率等指 标优化情况列于表4 ． 表41 9 9 9 年责冶铜电解 指标优化表 下转第2 0 页 万方数据 机排压达到此值，将调节放空并维持压力 同时需对转炉风口作紧急处理。 2 ．2S F M G 5 ．6 型送风机运行实践 1 风机运行参数及性能测试结果见 表2 、表3 。 表2S F M G 5 ．6 型风机主要运行参数及性能测试数据 ①原变顿调建国产风机t 在接近此工况点的功率消耗．达到1 5 0 k k W ； a 此排气量是在空气吸 温度、压力分别为1 4 ．8 ℃．9 6 ．g k P a A 时测出的．如折算成风机考核状态吸人温度．压力分别为 3 5 ℃，9 73 I d e a 时，其捧气量为4 2 2 8 7 m ’／h ； b 性艟测试时的大气湿度为7 8 ％．如折算成千基的空气量为4 1 7 6 2 m ’／h ． 表3S n I G 5 ．6 型风机喘振点测试结果 入口导叶开度 1 5 。3 0 。4 5 。6 0 。 7 5 。9 0 。 啮振压力01 3 8n 1 6 0 0 ．1 8 00 ．1 9 3n 1 9 7 n 2 M 啪 l 测试时大气温度1 4 ．8 ℃ 2 实际测试结果．嗤振压力高于设计预定压力； 王当睚 空气温度低于或高于1 4 ．8 ℃时．晴撮压力将相应 变化． 2 投人生产运行后的效果 ①送风量加大，日增0 ．4 炉粗铜，相当于 日增产5 6 t ，而风机的能力还有很大的富裕 量． ②入口导叶控制的风机，送停风过程明 显比变频调速风机快，这有三方面的优越性 首先是炉期交换作业间隙缩短，转炉烟气低 空污染情况得以改观；二是冷风吹刷炉衬的 时间缩短，避免了炉衬的激冷，延长了炉 龄；再就是提高了转炉的送风时率，增加了 产量。 ③允许的送风压力提高，防喘振方案完 善，转炉捅风眼的次数比原来减少2 ／3 ，降低 了操作员工的劳动强度． 上接第2 3 页 5结语 铜电解生产中，当设计能力定形。基本条 件稳定时，在确保高产品质量的前提下，通 过稳步提高电流密度，提高并保持高电效、 协调工序作业、分散检修密度，降低种板槽 开动槽数等挖潜措施，可以实现一定规模的 产品增产．贵冶在扎实基础工作、严格标准 化作业的原则下进行了有益的生产实践，取 得了颇有规模的产品增产． 万方数据