рафинирования меди, методические указания

Во время выбора плотности тока для электролитического рафинирования меди следует учитывать большое число технологических факторов, их изменение с изменением плотности тока. Интервал возможных плотностей тока в настоящее время довольно широк: от 250 до 450 А/м².

Плотность тока в 300–320 А/м² может быть достигнута в благоприятных условиях (чистые аноды, опытный персонал, надежные средства контроля) в обычных условиях работы, т.е. на ящичных ваннах и стационарном постоянном токе. Более высокие D_к могут быть освоены с применением нестационарного (реверсивного) тока. Применение реверса, т.е. временное изменение направления тока на обратное, обеспечивает электрохимическое выравнивание концентраций меди и примесей у катода и анода, улучшает качество поверхности катодов, уменьшает скорость роста дендритов и число коротких замыканий и дает возможность работать при D_к=360 ÷ 380 А/м².

Примерный режим реверсирования состоит из 15–20 сек периода подачи тока в основном рабочем направлении (осаждение меди) и короткого периода длительностью всего в 1 с подачи тока в обратном направлении.

Ниже приводятся основные данные о влиянии изменения D_к на технологические и некоторые экономические показатели электролиза, полученные в результате обработки отечественных и зарубежных материалов.

1. Расход сырья не зависит от плотности тока. Расход материалов, кроме добавок, тоже не зависит oт D_к. Количество затрачиваемой в цехе электролиза серной кислоты зависит в основном от чистоты анодов, например, от содержания в них никеля.

Расход добавок (желатина, клея и тиомочевины) зависит от D_K следующим образом:

р=31+0,111•D_к;

здесь: р – расход желатина или тиомочевины, г/т;

D_K – катодная плотность тока, А/м².

Например, если D_K=250 А/м², то р=31+0,111•25=31+27,75=59 г/т. Следует подавать по 59 г желатина и тиомочевины на 1 т катодной меди.

2. Расход электроэнергии и пара сильно зависит от D_K. Обычно всю затраченную на рафинирование электроэнергию распределяют на два вида: технологические и силовые затраты.

Расход технологической энергии растет с ростом D_K. В виде уравнения зависимость выражается следующим образом:

Р_т=45+1,2•D_к,

здесь Р_т — расход технологической электроэнергии, кВт•ч/т;

D_K – А/м².

Расход силовой электроэнергии (Рс, кВт•ч/т), напротив, снижается с ростом D_K (А/м²). Установлена следующая примерная зависимость:

Р_С=10+4000/D_K.

Расход пара (Р_п) с ростом D_K снижается. Имеется следующая примерная зависимость расхода пара (т на 1 т Сu) от D_K (А/м²)/Р_п=110/D_K.

3. Трудовые затраты дежурных по электролизу, циркуляции, крановщиков, насосчиков и катодчиков снижаются обратно пропорционально плотности тока. Но затраты труда шламовщиков и загрузчиков-выгрузчиков возрастают в прямой пропорции от D_K (А/м²). В целом для цеха получена следующая зависимость:

т.з.=1+160/D_K

здесь: т.з. – трудовые затраты, чел. •ч/т.

4. Цеховые затраты (ц.з.) и затраты на содержание оборудовання (с.о.) в одном из подробно изученных случаев зависели от D_K следующим образом, руб/т:

ц.з.=1+300/D_K,

с.о.=2,3+432/D_K.

5. Потери серебра и золота существенно зависят от содержания их в анодах, расстояния между катодом и анодом и плотности тока. При высоком содержании в анодах золота и серебра расстояние катод – катод следует поддерживать на уровне 110 мм, при низких – около 95 мм.

В пределах изменения D_K от 200 до 320 А/м² в катодах теряется 9–12 г/т серебра и 0,2–0,3 г/т золота.

В виде уравнений предложены следующие зависимости, г/т:

Аu=0,07+0,00072•D_K,

Ag=2,0+0,033•D_K.

Обобщение отдельных связей на ЭВМ приводит к следующему уравнению для определения наиболее экономичной плотности тока:

D_э =D_ф• .

Здесь: D_э – экономичная плотность тока;

D_ф – фактическая плотность тока;

Т – зарплата с начислениями;

Ц – цеховые расходы;

С – содержание оборудования;

П – расход пара;

Э – расход электроэнергии технологической,

Аu и Ag – потери золота и серебра. При исходном (Аu₁) и фактическом (Аu₂) режимах,

Е_н– нормативный коэффициент,

К_з – капитальные затраты,

К_н – затраты на формирование незавершенного производства,

К_у –затраты на усиление ошиновки и подстанции, необходимые в-связи с переходом на интенсивный режим.

Приведем пример расчета по этой формуле по материалам одного из отечественных предприятий. По отчету имеются следующие данные, руб/т:

Т=0,25; Ц=2,0; С=3,7; П=1,4; Э=4,40;

Аu₂–Аu₁=0,73–0,66; Ag₂–Ag₁=1–0,8; K₃=36;

К_ип=20; К_у=6; Е_н=0,24; D_ф=270.

Подставляем эти данные в общее уравнение:

D э=270• .

Отсюда Dэ=270•1,60=432 А/м².

В заключение отметим, что увеличение производительности цеха может быть достигнуто путем увеличения поверхности катодов за счет увеличения числа электродов в ванне (сближение одноименных электродов до 92–95 мм) или увеличения размеров катодов и анодов.

Последнее легче всего удается, если аноды содержат мало благородных металлов.

ПРИЛОЖЕНИЕ II

 

Основные данные по агломерации свинцовых концентратов

Показатели	ЧСЗ (СССР)	«Электроцинк» (СССР)	«Порт-Пири» (Австралия)	«Геркулениум» (США)	«Бьюик» (США)	«Эль-Пасо» (США)
Полезная площадь машины, м2	2,5х30	1,5х12	3х30	82,0	59,5	19,5
Число камер, шт						-
Содержание S в готовой шихте, %	6,5-8	4,2-4,5	6,8	5,5-6,0	5,5-6,0	8-8,5 П; 4-5 О
Количество оборота, % от массы шихты			-			-
Влажность шихты, %	5,5-6	-	5-6	5-5,5	-	6-8
Разрежение или давление воздуха, мм вод. ст.		-	-	200-510
Высота слоя, мм						127 П; 177 О
Скорость ленты, м/мин	1,25	0,8	1,1	0,8-1,1	0,8-0,9	1,8 П; 1,0 О
Содержание в агломерате, %:
SS	2,2	2,0-2,5	1,5	1,2-1,6	1,1-1,4	1,1-1,4
Pb	41-42	41-43	42-45	45-52	42-48	20-30
Удельная производительность, т/(м2•сут):
по выжигу S	1,3	-	1,3-1,6	2,14	1,68	1,5
по готовому агломерату	11,0	8,5	14-18	-	-	22,5 П; 26,2 О
Содержание SO2 в богатых газах, т	5,0-5,5	1,5-2,0	6-7	4,5-6,5	4,5-6,5	1,5-1,7

Примечание: 1 Заводы за исключением «Эль-Пасо» и «Электроцинк», используют машины с дутьем. На «Эль-Пасо» и «Электроцинке» - с прососом.

2 П – предварительный обжиг; О – окончательный обжиг.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ III

 

Состав шлаков свинцовой шахтной плавки, %

Завод (страна)	FeO	SiO2	CaO	ZnO	S	Pb
«Электроцинк» (СССР) ЧСЗ (СССР) УКСЦК (СССР) «Порт-Пири» (Австралия) «Трейл» (Канада) «Геркулениум» (США) «Бьюик» (США) «Келлог» (США) «Эль-Пасо» (США)	29-31 25-29 25-27 25,6 35,1 33,0 30,0 24-25 32-35	19-20 21-23 20-25 21,0 21,5 20,0 20,0 24-25 22,0	17-19 15-16 8-10 14,7 10,5 9,0 19,0 13-14 17-18	15-18 11-12 25-29 23,0 21,5 19,0 8,0 24-25 12-15	- 1,4-2,0 - 1,7 - 1,0 1,3 - -	1-1,5 1-3 1-2 2,3 2,5 3,5 1,5-2,0 1-2 1,0

Примечание: кроме того, в шлаках содержится до, %: Al₂O₃ - 6; MgO – 5, Cu - 1.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ IV

 

Состав чернового свинца шахтной плавки, %

Завод (страна)	Pb	Cu	Sb	As	Sn	Bi	Ag, г/т	S
ЧСЗ (СССР) УКСЦК (СССР) «Электроцинк» (СССР) «Порт-Пири» (Австралия) «Трейл» (Канада) «Бункер Хилл» (США) «Ля Оройя» (Перу) «Сан-Гавино» (Италия) «Пшибрам» (ЧССР)	92-94 90-92 - 98,3 - 95,5	2-2,5 3-3,5 1-1,5 1,0 - 2,1 0,6 0,5 0,9	0,3 1-2 1,0 0,5 1,00 1,80 2,90 0,3 5-6	0,8 1-1,5 0,5 0,20 0,30 0,50 0,52 0,80 0,60	- - - - - 0,01 0,04 - -	0,2 ~0,1 ~0,2 0,003 0,06 0,02 - - -	- - ~1000 - ~5000	0,2 - 0,4 0,25 - - - - -

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ V

Основные данные о шахтной свинцовой плавке

Показатели	ЧСЗ* (СССР)	«Электроцинк» (СССР)	«Порт-Пири» (Австралия)	«Трейл» (Канада)	«Геркулениум» (США)	«Бьюик» (США)	«Бункер-Хилл» (США)	«Эль-Пасо» (США)
Тип печи **	А	Б	Б	А	Б	Б	А	А
Длина, м	5,75	5,53	7,77	6,86	8,54	6,4	6,4	5,5
Ширина в области фурм, м:
Низ	1,6	1,3	1,52	1,66	1,52	1,52	1,83	1,68
Верх	–	2,6	2,99	–	–	–	–	–
Площадь сечения в области фурм, м2
Верх	9,2	13,0	23,3	11,5	–	–	11,7	9,25
Низ	–	7,0	11,7	–	13,1	9,75	–	–
Число фурм, шт:
Верхние	–			–	–	–	–	–
Нижние
Диаметр фурм, мм
Высота насыпи, м	4,5–5,0	5,5	6,4	–	5,3	5,45	5,25	4,9
Давление воздуха, мм вод. ст.		1500-1800	1400-1600			1450-2100	1650-1850	1550–1750
Расход воздуха:
м3/мин	–		–			285-310
м3/(м2•мин)	31,0	34,0	14,5-22,2***	23,3	21,4***	14,9***	31,7	28,2
Расход кокса, % от шихты	15–17	12,5	11,0	10,0	10,2	9–10	8,8–10	9,0
Скорость сгорания кокса, т/(м2•сут)	6,5	4,8	–	5,9	5,95	2,9***	6,7	4,8
Содержание агломерата в шихте, %			–
Удельный проплав шихты, т/(м2•сут)	41–50			–	65,0	65,0	85,0	60,0
Температура отходящих газов, 0С	500–700	150–200	–	300-500	–	–	–	–

* - На воздушном дутье. Сейчас завод использует обогащенное кислородом и подогретое дутье.

** - Тип печи: А- с прямым кессоном; Б-переменного сечения. *** - В расчете на площадь печи верхнего ряда фурм.

⇐ Предыдущая33343536373839404142

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: