阴极铜电解与电积共线生产试验研究

本文主要概述了国内某铜冶炼厂电解精炼过程中存在的系统平衡控制问题，旨在通过电解液的成分平衡控制，经济有效提高阴极铜质量。试验研究了在电解槽内利用钛基阳极板作为阳极、不锈钢母板为阴极，采用下进上出的电解液循环方式（L型管底部分散给液，同时加酸管中部辅助给液）、电流密度300A/m2、槽温62℃～64℃、电解液流量（70+30）L/min、骨胶60～65g/t条件下，通过对钛基阳极板进行优化，实现了阴极铜电解和电积共线自动化兼容生产，较好的平衡了电解液的成分，同时电积槽产出符合标准的阴极铜。     

全封闭底部液态阴极结构稀土电解槽的模拟与设计

利用ANSYS10.0软件对20kA底部液态阴极结构的电解槽进行温度场、电场的模拟计算,并结合计算结果设计出一种极距为10cm、半径为92cm的20kA全封闭底部液态阴极结构电解槽。该电解槽采用阳极切分方式来减轻阳极质量,且不会对电解槽的电场造成影响,同时设计钢爪+石墨的阳极固定方式,以降低阳极残极消耗。槽盖的设计可提高电解槽的电流效率,降低能耗;N2进气口的设计可防止石墨阳极侧面被氧化消耗。     

低砷铜电解阳极铜上沿漂浮粒子的预防

某冶炼厂电解生产过程中会出现阴极铜上沿漂浮粒子,针对这一情况,采集了该厂为期6个月的阳极铜化验分析数据,分析了砷元素对铜电解生产的影响。生产实践证明,当阴极铜顶部出现上沿漂浮粒子时,阳极铜中砷的质量分数低于0.03%,且满足As与Sb+Bi的质量分数比值小于1的条件,可见阳极铜中砷含量过低不利于电解精炼生产。基于上述研究,提出通过适当提高阳极铜中砷的含量、电解液过滤、优化净液工序的参数控制等可预防阴极铜上沿漂浮粒子的出现。     

磁场协同作用对铜电解过程的影响

随着铜冶炼原料复杂程度的提升,阳极铜成分很难控制在标准之内,精炼过程中阴极铜质量一直是铜冶炼研究的热点和难点.本文通过在铜电解原循环管道上添加磁场和过渡槽,并通过对比施加磁场前后电解槽Cu2+的分布、电解液的清晰度、阳极泥成分以及阴极铜质量和产量的变化来研究、探索磁场协同作用对铜电解过程的影响.结果 表明:磁场可强化C...     

铜电解铜直收率的影响因素及控制措施

铜电解直收率是反映金属铜原料利用程度的标志,直收率的高低在一定程度上体现了车间生产技术水平的高低。文章分析影响铜电解精炼直收率的因素,如残极率、电解液含铜、阳极泥含铜等,通过提升阳极单重,提高阳极浇铸的物理规格,提升阳极整形机组的铣耳质量,精准控制电解槽液位,提升阴极及导电排的导电均匀性能有效降低残极率;控制阳极含氧与电解液温度,强化阳极装槽前的泡洗工作能减少进入电解液和阳极泥中的铜量;发展净液新工艺,实现铜与杂质的定向分离,电解液中上升的铜全部以生产电积铜的方式脱除。     

不同保温层厚度下稀土电解槽电热场分析

目前,稀土熔盐电解法是制取稀土金属的主要工业生产方法之一,其中电解槽保温层是影响电解温度的重要条件之一。以赣州某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,利用COMSOL软件进行模拟仿真,研究电解槽保温层厚度不同的情况下电解槽的温度场和电场参数,得到不同保温层厚度下电解槽温度场与电场的分布情况。结果表明：电解槽在电解过程中保温层壁面的温度差要远大于石墨坩埚壁面温度差,表明保温层在电解槽电解过程中起着主要的保温作用;随着保温层厚度的增大,电解区域的温度逐渐增加,温度梯度逐渐减小,温度场分布更均匀;电解槽的阴极表面电流密度先增大后减小,在保温层厚度为78 mm时,阴极表面电流密度达到最大值,即3.568×10⁴ A/m²,阴极表面电流密度越大则电解槽电解效率越高。结合电场和温度场分布结果得出,当电解槽保温层的厚度为78 mm时,电解槽的电解效率最高。     

氯化物熔盐电解槽结构优化

以电热场为基础进行了氯化物熔盐电解槽结构优化，以热平衡为前提得出的电流强度与阴阳极间距、阴极插入深度、阳极半径、阴极半径、电解质液面高度五个因素之间的关系，利用二次回归正交设计的方法，设计了不同的氯化物熔盐电解槽结构参数组合，得出了电流强度与各结构参数之间的无因次方程，优化设计了电流效率最高、能耗最低的电解槽模型。     

高银铜阳极的电解精炼

铜电解精炼时，阳极中含银高会导致阳极钝化，结果使产出阴极铜质量差而且能耗高。本文讨论了在电解精炼过程中高银铜阳极产生钝化的机理，也介绍了在工业生产的阳极中掺入银使其含到２５７盎司／ｔ的实验室系统研究的结果。试验表明，依靠仔细控制工艺参数，如电解液温度，电流密度以及电解液和镍的浓度可防止极钝化。     

高锑电解液的影响

本文对厄尔巴索(El Paso)弗里波特·麦克莫兰公司(Freeport-McMoran)铜电解精炼工序中遇到的电解液中含锑高的问题进行了全面研究,其中包括对铜始极片、阴极铜以及阳极泥产生的不利影响。研究发现电解液中含锑高对产品质量以及生产效率有负面作用。利用一个测试电解槽进行试验,研究了不同浓度的锑、砷及阳极中的克分子比对电解液的影响,确定了最佳操作参数,有效地控制了高锑电解液的不良影响,生产出高质量的阴极铜。     

大阳极板耳部减薄铜电解的实践

详细介绍大板阳极铜耳部减薄铜电解的生产实践及参数对比,大阳极板耳部厚度减薄后,电解生产过程稳定,电流密度提高,高纯阴极铜产出率达99%以上,残极率下降近2.1%,年减少返炉残极2304t,年节约能耗235t标煤。     

使用增高阳极对铝电解影响实践研究

预焙阳极炭块是电解铝生产所必须的原材料之一,目前电解铝行业的阳极毛耗一般在500 kg/t·Al左右,相对于电流效率为92%时,理论阳极消耗363 kg/t·Al而言,高出137 kg/t·Al。为了进一步降低炭耗,电解铝行业许多企业将倾向于采用增高阳极,但受电解槽上部结构高度的影响,阳极增高高度有限。百河铝业公司基于上述情况,通过实验寻求能够在不改变现有240 k A电解槽结构的情况下,将阳极高度由设计高度550 mm提高到700mm,最大限度的提高阳极高度。     

电积脱铜工艺过程及生产实践

介绍了在现有电解沉积法脱铜的基础上,进一步探索优化电积法脱铜工艺,借鉴电解铜精炼生产工艺中添加剂、温度、电流的控制,降低黑铜泥含铜,优化作业环境,降低工人劳动强度.     

铜电解精炼过程中的节能措施与实践

本文结合生产实践,针对铜电解精炼过程中电消耗和蒸汽消耗的问题进行了分析,研究了电解液温度、电解液成分、电流密度、添加剂、阴阳极周期和极间短路对电消耗的影响,同时研究了电解液温度、阴极铜烫洗、换热器热效率和气候因素蒸汽消耗的影响,通过严格控制相关电解工艺技术条件等措施,达到了铜电解精炼过程中节能降耗的目的,这对传统铜电解技术水平的提升具有重要的实际意义。     

Direct electrolytic refining of end-of-life industrial copper waste scraps for production of high purity copper powder

The end-of-life electric cables from both domestic and industrial sources offer an attractive resource of copper metal. In addition, copper wastes generated during fabrication of copper components remains another valuable source of recyclable copper. This work reports a simple, cost-effective and eco-friendly direct electrolytic refining using waste electrical copper wire scrap and copper plate rejects for producing the value added high purity copper powder. Suitable anode support system was applied in which compressed wire scrap or copper plate rejects were held to make anode for electrolytic cell. Electrolysis parameters like current density, acid concentration and copper ion concentration were varied to arrive at optimum condition. Results showed the energy consumption of 1.44 kW h/kg at 89% current efficiency for producing the copper powder, that consisted of >80% of–325 mesh size particles, from waste copper wire anodes. However, slightly lower energy consumption of 1.32 kW h/kg at 91% current efficiency was observed during production of copper powder from copper fabrication rejects. The copper powder thus produced was characterised by chemical analysis, XRD and optical microscope to examine the purity and morphology etc. and found suitable for powder metallurgical applications. Present investigations have established the potential utilisation of copper waste wire scrap and copper plate rejects for the production of value added high purity copper powder.     

阴极铜上口粒子成因及减少办法

高纯阴极铜是重要的工业原料,近年来,阴极铜产能迅速扩张,原料供应越来越紧张,杂铜原料和外购阳极板数量不断上升。外购阳极在电解精炼过程中阴极铜上口长粒子,影响阴极铜的质量。就阴极铜上口长粒子的成因进行了分析,并且对减少和消除上口粒子的方法进行了论述。     

阳极炉中途造渣除杂质的生产实践

分析了生产合格阳极铜对铜电解精炼的重要性,通过加强阳极炉精炼造渣操作,提高阳极铜质量标准。     

基于CFD的平行流铜电解槽槽型优化设计

以平行流铜电解槽为对象,ANSYS软件为平台,对不同进液方式下电解槽槽内流场分布进行数值模拟。结果表明,进液方式对平行流电解槽极间电解液的流动有重要影响,与下部分段进液槽型和上部交错进液槽型相比,下部交错进液槽型具有较大的极间电解液流动速度与较均匀的速度场。     

基于ANSYS Workbench的铜电解槽多物理场耦合仿真

以国内某厂铜电解槽为对象，基于ANSYS Workbench协同仿真平台，构建Maxwell和Fluent仿真模块的多场耦合仿真环境，探究槽内电场和流场的分布情况。结果表明：铜电解槽内高密度电流及电损耗功率主要集中在极板间区域；阴阳极板可以视作等势面，阳极板端部电流矢量方向由端部向外扩散，电场梯度均匀；根据流场分布特征可将铜电解槽内流体区域分为四个区域，其中阴阳极板之间区域的电解质流量仅为9%左右，槽底存在约1%的流动“死区”。     

基于Comsol的稀土熔盐电解槽电场分析

采用Comsol Multiphysics 有限元软件,基于麦克斯韦原理,在电流不变的情况下,研究建立3 kA稀土钕熔盐电解槽电场数学模型,考察电极插入深度和极距对槽电压、电流密度等电场特征的影响。结果表明,模拟结果与实际生产数据吻合度高,所建立模型能较好地反映钕熔盐电解生产实际;随着电极插入深度的增大和极距的缩短,电解槽电压下降,利于降低电能消耗,但阴极电流密度比阳极电流密度下降快,不利于电流效率提高。应综合考虑能耗和效率,合理调整电极插入深度和极距,以降低钕熔盐电解单位能耗。