Вопрос: Обслуживание электролизной ванны.

1)Основное технологическое оборудование электролизного участка – электролизные ванны.

Ванны имеют внутренние размеры:

- длина - 4050 мм,

- ширина - 970 мм

Ванны соединены в серии по 20 и 26 ванн, каждая составляет две линии полусекций по 10 и 13 ванн в линии.

В каждую ванну товарных серий загружают 36-37 штук анодов, имеющих размеры полотен 910x820мм, 37-38 катодных основ (заготовок).

Общая активная поверхность катодов в одной ванне 57,6 м2. В каждую ванну матричных серий завешивается 37 штук анодов, 36 штук титановых матриц толщиной 3 мм и две штуки катодной основы по краям ванны.

Регенеративные ванны имеют по 35 штук нерастворимых свинцовых анодов и по 36 штук катодных основ.

Ванны футерованы винипластом, расположены на одном уровне.

Все серии ванн объединены в циркуляционные системы по четыре серии в каждой. Циркуляция электролита осуществляется следующим образом:

Электролит из расходного бака насосом X160/29 (с реконструированным всасом) подается через теплообменный аппарат в приемные напорные баки, расположенные на специальных площадках, выше серий электролизных ванн и оттуда подается по трубопроводу к сериям. Избыточный электролит идет снова в расходный бак. Все трубопроводы в отделении выполнены из винипласта и нержавеющей стали. На каждой серии установлены винипластовые бачки, в которых происходит отделение воздуха из электролита прежде, чем он попадает в распределительный коллектор серии. Из распределительного коллектора раствор попадает в каждую ванну через пластикатовые рожки в приемный карман, который имеет и нижней части окно, расположенное на уровне 100-150 мм от днища ванны. Слив электролита идет через сливной лоток с противоположной стороны ванны и через сливной коллектор попадает в расходный бак.

Для питания ванн постоянным электрическим током установлены кремниевые выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный. Все электролизные ванны подключены в две электрические цепи.

Межцеховая и внутрицеховая транспортировка исходных материалов и готовой продукции, вспомогательных и ремонтных материалов осуществляется мостовыми кранами, кран-балками, электровозами, электрокарами.

Выгруженные из товарных серий нарощенные катоды массой 40-120 кг подвергаются промывке от электролита на промывочных машинах конденсатом с температурой не менее 70°С с добавкой стирального порошка «Лотос».

На складе готовой продукции для повторной промывки катодов установлен специальные бак, заправляемый конденсатом и промывка производится при температуре не менее 700С.

2) Электролитическое рафинирование меди состоит из следующих основных операций:

Производство товарных катодов:

-загрузка в ванны анодов;

-завозка маточных катодов в ванны.

-подогрев электролита в теплообменниках и циркуляция электролита в ваннах;

-устранение коротких замыканий в ваннах, правка катодных основ;

-регулирование состава электролита;

-выгрузка из ванн катодов и анодных остатков;

-промывка катодов и анодных остатков, погрузка их на вагонетки для транспортировки;

-удаление электролита из ванны сифонирующей системой (три насоса);

-чистка ванн от шлама и его перекачка в шламовое отделение;

-перекачка электролита в купоросное отделение;

-частичная регенерация электролиза.

Получение катодных основ:

-загрузка анодов и матриц в ванны;

-устранение коротких замыканий в ваннах,

-подогрев электролиза в теплообменниках и перемешивание электролита в ваннах:

-регулирование состава электролита;

-наращивание катодных основ;

-снятие катодных основ с матриц и обрезка боковых кромок;

-приготовление ушек, приклепка их к основам, клеймение, правка основ и навеска на станки.

Загрузка ванн

После приемки и взвешивания на 15-тонных весах в MПЦ, раздвинутые аноды на специальных вагонетках подаются в электролитный цех. В каждую серию можно загружать аноды не более, чем от трех плавок. Номер плавки выбивается в анодном участке на каждом контактном ушке анода. Аноды загружаются специальной бороной в ванны, на борта ванн подкладываются распределительные медные шины в форме трехгранника 25x25x25x4050. Расстояние между центрами электродов (анод, катод) в ванне должно быть равным 104 мм. При погрузке анодов в смежные ванны должен соблюдаться шахматный порядок между электродами для обеспечения последовательных включений электродов.

Если аноды длительное время стояли па складе, то перед завеской катодных основ пазы контактных ушек продуваются паром.

Катодные основы завешиваются в ванны вручную или краном при помощи бороны после загрузки анодов.

Загрузка анодов и завешивание катодных основ производится в ванны, заполненные электролитом не более 2/3 объема.

После завески катодных основ в ванны добиваются строго вертикального их расположения (делают правку) и равномерной расстановки между анодами, чтобы они касались распределительных шип, и катодные штанги лежали в пазах контактных ушек анодов, расположенных в соседней ванне.

Верхние кромки катодных основ должны быть на 6-8 мм выше верхнего края анодов. Как анодное, так и катодное полотно должно находиться в электролите и па одинаковом расстоянии от боковых стенок ванны.

Обслуживание ванн, находящихся под током

После заполнения всех ванн электролитом и достижения температуры электролита 55-65° С серия включается под ток. Через два-четыре часа, в зависимости от силы тока, производят правку катодов. Чем качественнее сделана правка, тем выше коэффициент использования тока при производстве катодной меди.

За сериями, находящимися под током, электролизники водных растворов устанавливают строгий контроль: ликвидируют имеющиеся короткие замыкания между электродами соседних ванн, а также между анодами и катодами в ванне; устраняют причины, мешающие хорошему контакту электродов; центруют электроды по отношению к боковым стенкам ванны.

Короткие замыкания электролизники водных растворов определяют при помощи термоиндикаторных покрытий (по изменению ее цвета). В случае отсутствия термоиндикаторной краски короткие замыкания определяются при помощи специального прибора – электрощупа.

При обнаружении низкого напряжения на серии электролизник водных растворов обязан устранить имеющиеся короткие замыкания.

При повышении напряжения на сериях производится продувка контактов пароводяной смесью, заменяются сработавшиеся аноды на другие, имеющие рабочую поверхность более близкую к нормальной, а также простукиваются аноды для снятия поляризации. Иногда при расстройстве процессов, для снятия излишней поляризации, необходимо отключить серию от тока на 10-15 минут. Короткие замыкания, которые возможны в ближайшее время. но еще не обнаруживаются электрощупом и термоиндикаторными покрытиями, определяются электролизниками водных растворов, когда они проходят серию специальными прутками.

Регулирование скорости циркуляции электролита на серии осуществляется общим вентилем. Для удаления воздуха из электролита па каждой серии устанавливается специальный бачок с перегородкой, а для улавливания посторонних плавающие предметов в сливных лотках устанавливаются решетки из нержавеющей стали.

Для поднятия уровня электролита в ваннах с целью наращивания меди на ушках катодов в сливные лотки ванн, устанавливаются регулирующие винипластовые плотники. Установка плотинок предотвращает обрыв ушек катодов.

За период наращивания катодов плотники могут устанавливаться один или два раза. Для обеспечения более высокого использования тока, улучшения выдаваемых катодов, снижения расхода электроэнергии на последнем сроке проверяется сработанность анодов. Преждевременно сработавшиеся аноды заменяются несработанными, оставшимися после выгрузки предыдущих серий (подсад).

Сработанные аноды укладываются в стопы, отмываются от оставшегося шлама и грузятся на вагонетки.

При электролизе аноды в ваннах растворяются на 81-85% от первоначального веса.

За время растворения одной партии загруженных в ванны анодов катоды выгружаются три или четыре раза. Продолжительность наращивания катодов по срокам зависит от плотности тока и качества нарощенной меди.

Контакты товарных серий после каждой выгрузки до нанесения термокраски продуваются острым паром или пароводяной смесью, а после покраски серии с матрицами промываются пароводяной смесью.

При работе серий под током осуществляется строгое соблюдение норм технологического режима.

Выгрузка катодов и сработанных анодов

При неполных перегрузках из ванн выгружаются только катоды , и завешиваются маточные листы.

Катоды из серий, расположенных в непосредственной близости к стационарным промывочным машинам, можно выгружать без отключения их oт тока с целью увеличения машинного времени. При этом поочередно из каждой панны выгружаются но 19 катодов, и на их место рабочий сразу же завешивает маточные катоды.

Катоды из остальных серий выгружаются после отключения серии от электрической цепи. Поднятые катоды из ванны выдерживаются над ней не менее 0,5 минут с целью полного стока с них электролита. После этого катоды доставляются на промывочную машину для

промывки конденсатом. .

При выгрузке катодов на серию отключается циркуляция электролита.

При промывке под душирующим устройством катоды должны находиться не менее четырех минут. Конденсат должен иметь температуру не менее 60°С и содержать не более 2 г/л меди и 5 г/л кислоты. Катоды с оборвавшимися ушками складируются в стопки, промываются в специальных баках и отправляются вместе с основной партией или как сборная медь. Промытая катодная медь после промывочной машины в случае необходимости дополнительно стопками отмывается в специальных баках. После промывки медь принимается работниками ОТК, маркируется и взвешивается на складе готовой продукции.

Освободившиеся катодные штанги после проммашины укладываются в специальные клетки и подаются на участок заготовки маточных катодов.

При окончательной сработке анодов после выгрузки катодов анодные остатки бороной поднимаются над ванной, дается сток электролита, и после этого анодные остатки отвозятся на отмывку от шлама. Отмывка анодных остатков от шлама осуществляется в специальных баках с душирующим устройством. Дается сток воде, после чего анодные остатки доставляются на специальные приспособления, на которые снимают несработанные аноды для дальнейшей обработки (как подсадные аноды), сработанные анодные остатки укладываются на вагонетки и после приемки работниками ОТК взвешиваются для передачи в анодный участок металлургического цеха. Анодные остатки составляют 15-19% от первоначального веса анодов.

Перед началом полной выгрузки серий электролизники водных растворов останавливают циркуляцию, удаляют из ванн самые слабые анодные остатки, чтобы избежать падения их в ванны. Деревянные рейки вместе с анодными остатками отправляются в анодный участок металлургического цеха для сжигания.

Оставшийся на дне ванны анодный скрап и шишки выгружаются на поддон, отмываются и отгружаются в вагонетки.

Чистку ванн от шлама производят после каждой окончательной выгрузки серии.

Регулирование состава электролита

Технологические добавки подаются в электролизные ванны при наращивании товарной или регенеративной меди в соответствии с нормами.

Технологический режим корректируется и зависимости от плотности тока и качества осадка в соответствии с расчетными нормами.

Металлическими предметами устранять короткие замыкания на регенеративных ваннах запрещается. Товарные катоды, полученные в регенеративных ваннах, по химсоставу должны соответствовать ГОСТ 859-2001.

Количество необходимых регенеративных ванн определяется концентрацией меди в электролите и колеблется от 1.5 до 2,5% от общего количества ванн.

Медь, полученную в регенеративных ваннах, соответствующую по химическому составу ГОСТ 859-2001 и ГОСТ 546-2001, отгружают потребителям как товарную катодную медь.

Катоды медные из ванн регенерации, не отвечающие требованиям ГОСТ 546-2001 по весу, внешнему виду, сильно загрязненные и замасленные, с подгоревшей верхней кромкой, не соответствующие по химсоставу ГОСТ 859-2001, отправляются на переплавку в анодный участок МПЦ.

Производство катодных основ

Наращивание катодных основ производится в сериях ванн, выделенных в отдельную циркуляционную коммуникацию электрической цепи.

Перекачивать электролит из товарных серий в матричные запрещается. Матрицы изготавливаются из титана.

По размерам должны соответствовать чертежу проектно-конструкторского центра (ПКЦ) ПО «Балхашцветмет» М-125093-1: высота - 1 127 мм, ширина - 880 мм, толщина -3 мм.

При этом матрицы должны удовлетворять следующим требованиям:

- царапины не допускаются;

- крепление штанг прочное (лучше приваренное);

- наличие окон для захвата зубьями бороны;

- кромки матриц должны быть покрыты изоляторами.

Новые титановые матрицы шлифуются па шлифовальном станке и окантовываются полипропиленовым стержнем диаметром 16 мм для изоляции медных осадков с каждой стороны матрицы, после промываются конденсатом Т - 60°С.

Технологическая схема получения маточных катодов приведена в приложении 1.

При получении катодных основ аноды растворяются не более, чем на 60%, а при дальнейшем растворении анодов матричные ванны работают как товарные.

После того, как с матричной серии сделано восемь съемов катодных основ, и аноды растворились на 60%, матрицы краном переносят в матричную серию, в которой новые аноды с катодами вместо матриц проработали не менее двух часов, а катоды пересаживаются в серию, из которой пересадили матрицы.

Уровень электролита в ваннах должен быть постоянным во избежание заливки головок матриц, основы могут выступать из электролита.

Наращивание катодных основ па матрицы производится в течение 16 часов, после чего матрицы с осаженной на них медью переносятся к станкам для съема осадков.

Из ванны одновременно выгружается половина матриц, а в линии ванн одновременно допускается выгрузка матриц только из двух ванн. Матричные листы сдираются с матриц вручную на специальных станках. Но химическому составу матричные листы должны соответствовать ГОСТ 859-2001. Вес одной основы oт 3 до 6 кг.

Во время съема листы (осадки) сортируют. Листы, имеющие обрыв углов до 100 мм считаются вторым сортом. Кроме того, на кромках листов не допускается наличие оставшегося скрапа. Во время съема листы, пригодные для речки ушек, откладываются в отдельную стопку. Обрыв кромок основ может быть до 50 мм.

Учет снятых листов ведется по количеству и сортности.

После съема осадка полотно матриц тщательно счищают от оставшегося скрапа.

Собранный скрап прессуется в тюки весом 40-100 кг и направляется в печь анодного участка.

Листы стопками подвозятся к приклепочным станкам или складируются. После приклепки ушек к листу лист правится, навешивается на катодную штангу и завешивается в специальный станок. Завешенный катодными основами станок краном доставляется на серию, где происходит завеска ванн катодными основами.

Матрицы завешиваются в ванны только под током. Приемку медных листов производит мастер или бригадир матричных серий в соответствии с инструкцией, утвержденной главным инженером медеплавильного завода.