電解槽專題
電解槽專題
電解槽是銅、鋅、鉛、鎳等重金屬濕法冶煉中十分重要的設備。隨著我國有色重金屬工業(yè)的發(fā)展,電解槽的使用數(shù)量日益增加。目前國內(nèi)陰極銅的生產(chǎn)能力已達到160萬噸以上,陰極鋅的生產(chǎn)能力已達到170萬噸以上。據(jù)不完全統(tǒng)計,各冶煉廠擁有的銅鋅電解槽就由6000多臺。在近幾年中還將有約50萬噸銅鋅冶煉廠準備上馬,可見,電解槽有著廣泛的市場,而且有必要對電解槽的結(jié)構(gòu)和材料進行研究和開發(fā)。前幾年主要是對電解槽的防腐材料進行了改進,近幾年有對槽體的整體材料進行了開發(fā),取得了可喜的成果,推動了電解槽產(chǎn)品的發(fā)展。
最早電解槽采用木制槽體內(nèi)襯鉛板,后來改用了鋼筋混凝土槽體,隨著我國防腐材料的發(fā)展,內(nèi)襯材料由鉛、軟塑料發(fā)展到玻璃鋼。但是由于此類電解槽的制作中人為因素較大,如混凝土槽體厚度有限,就地搗制比較困難,很難保證槽體的平直性和一致性,給安裝帶來了較大的麻煩,內(nèi)襯的質(zhì)量有著密切的關系,一旦襯里出現(xiàn)質(zhì)量問題,就給生產(chǎn)造成一定的影響。為解決以上弊病,發(fā)展了拼裝式樹脂混凝土電解槽和整體玻璃鋼電解槽,采用鋼框架內(nèi)套聚氯乙烯的槽體,由此開創(chuàng)了我國電解槽結(jié)構(gòu)輕型化的先例并不斷取得進展。
國外電解槽的結(jié)構(gòu)發(fā)展也很迅速,美國(CTI)80年代開發(fā)了聚合物(聚乙烯)混凝土整體電解槽,其優(yōu)良的防腐性能和高強度性能,得到了世界70多個國家的冶煉廠使用。目前已有20000臺聚合物混凝土電解槽在使用。又如日本從70年代以來,新建的一些濕法冶煉廠,其電解槽結(jié)構(gòu),一摒棄了笨重的混凝土槽體。在日本的安中冶煉廠、秋田冶煉廠都采用鋼框架結(jié)構(gòu),內(nèi)套硬聚氯乙烯板焊接而成的槽體。彥島冶煉廠、飯島冶煉廠及神岡鉛鋅冶煉廠,則采用鋼板內(nèi)襯橡膠的電解槽。這些標志著國外電解槽結(jié)構(gòu)的新趨勢。
與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)電解槽相比,鋼結(jié)構(gòu)電解槽具有以下優(yōu)點:
①重量輕。僅為鋼筋混凝土電解槽重量的三分之一。因此可減少土建基礎等費用,并可選用較輕型的起重設備,如西北鉛鋅冶煉廠采用塑料電解槽,只需起重為2.5噸的絕緣吊鉤式起重機,若采用混凝土電解槽,則需10噸起重的橋式起重機。由于重量輕,安裝、運輸也較方便。
②制作快??砂磮D紙分別加工制作,實行流水作業(yè)、工廠化生產(chǎn),大大縮短制作期限。
③投資省。如上所述,由于槽體重量減輕,可選用較輕型的起重設備。此外槽壁厚度較鋼筋混凝土的要小,因此可以縮短極板導電棒的長度,并可減少廠房面積,降低鋅電解車間的土建費用。雖然塑料定節(jié)操(包括鋼框架等)的造價要比混凝土電解槽高約20%,但從綜合比較來看,塑料電解槽的投資還是比較省的。
④壽命長。上述鋼結(jié)構(gòu)電解槽一般都已使用15年以上尚未報廢,而混凝土電解槽一般最長可使用8~10年(內(nèi)襯環(huán)氧玻璃鋼)。
綜上所述,輕型結(jié)構(gòu)電解槽的優(yōu)點是較明顯的。但對原材料(如聚氯乙烯板材等)的質(zhì)量和制作要求都較高。
湖南阿立得塑料有限公司將塑料旋轉(zhuǎn)成型技術(shù)應用于生產(chǎn)電解槽內(nèi)膽。不僅大大簡化了生產(chǎn)制作工程,而且提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。由于內(nèi)膽為整體無壓成型,產(chǎn)品無內(nèi)應力、無焊縫、無缺陷、內(nèi)表面光滑,不宜生成結(jié)晶、不易開裂、耐老化、耐腐蝕等特點,較日本采用的輕型電解槽結(jié)構(gòu),存在本質(zhì)上的區(qū)別,具有無可比擬的優(yōu)點。今年,該公司又開發(fā)了第二代產(chǎn)品:旋轉(zhuǎn)成型PE波紋內(nèi)膽外套塑鋼框架,使產(chǎn)品壁厚更均勻,并增加了內(nèi)膽的剛性。新產(chǎn)品采用塑鋼框架,使產(chǎn)品更為輕巧美觀,其重量僅為鋼混外殼電解槽重量的六分之一。相應的產(chǎn)品成本可進一步降低,使用壽命可更加延長。因此,該產(chǎn)品榮獲湖南省經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)的優(yōu)秀技術(shù)創(chuàng)新項目證書,并申報了國家???。在此向阿立得公司表示熱烈的祝賀。
為使新產(chǎn)品能更好地滿足生產(chǎn)要求,根據(jù)國內(nèi)外鋅電解的生產(chǎn)實踐,特提出兩點注意事項供參考:
1、電解槽兩側(cè)上端的型鋼,須承受極板的負荷,除考慮強度外,更需考慮其剛度,即要求在承受長期負荷下,型鋼產(chǎn)生的撓度要盡可能小。否則會造成極板間接觸不良,槽電壓升高,而使電耗增加,影響生產(chǎn)成本。
2、采用波紋內(nèi)膽,確實具有不少優(yōu)點,如使壁厚更均勻,并增加了內(nèi)膽的剛性。但須考慮波紋凹凸的程度。如凹部過深,則會使電解產(chǎn)生的陽極沉積其間,使電解槽清洗麻煩,并影響波紋的效果。
以上兩點,通過深入研究、精心設計和生產(chǎn)實踐,一定會很好解決的。這新一代的產(chǎn)品必將在電解生產(chǎn)行業(yè)中不斷得到推廣和使用。