镍电解槽的改进实践

张永萍

(金川集团股份有限公司, 甘肃 金昌 737100)



镍电解槽的改进实践

张永萍

(金川集团股份有限公司, 甘肃 金昌 737100)

针对镍电解槽在安装方式、结构、防腐性能及外形尺寸等方面存在的问题，进行优化改进，降低了能耗，延长了使用寿命。

镍电解槽； 安装方式； 结构； 防腐性能； 改进

0 前言

镍电解槽是硫化镍隔膜电解生产的核心设施，目前湿法电解镍生产工艺中普遍采用钢筋混凝土内衬乙烯基酯树脂玻璃钢电解槽，其安装方式、结构及防腐蚀性能等直接关系着电解镍生产的效率和经济效益。针对生产中镍电解车间电解槽电能消耗高、维护费用高、泄漏点多等诸多问题，金川公司在6万t/a电解镍扩能改造项目中对电解槽进行了优化改进。

1 存在的问题

1.1 电能消耗高

电能消耗是关系镍电解过程中技术操作和经济效益两方面最重要的指标之一。公司镍电解车间现用电解槽的安装方式均为两台一组(见图1)，槽体外壁散热面积大，造成电解槽母线温度大幅升高，母线电阻随之增加，最终导致电能消耗和生产运行成本增加，不利于能耗指标的控制和经济效益的提升。

图1 电解槽2台一组安装方式

1.2 维护费用高

电解槽槽体内部4个底角(边)没有倒角，此处应力较小，而玻璃钢内衬固化成型后的残余应力大，抗腐蚀介质渗透性差，与钢筋混凝土基体的粘接强度低，同时电解槽在生产过程中承受交变温度、交变应力、电解液的腐蚀渗透以及阴、阳极板的撞击等，应力较小处的玻璃钢内衬层容易出现裂口、鼓包及脱粘等腐蚀破坏现象，影响整个电解槽的防腐蚀性能。一旦发生腐蚀破坏，槽体混凝土疏松，钢筋腐蚀断裂，必须及时进行检修维护，从清槽、铲除已损坏的内衬层、基体干燥、贴衬内衬层到充槽投入正常生产，至少需要10天时间，不仅增加了检修维护费用，同时频繁开停槽严重影响着生产效率。

图2 槽头溢流斗与槽体分体独立安装

1.3 泄漏点多

电解槽槽头溢流斗与槽体分体独立安装(如图2)，接缝处容易泄漏，电解槽跑冒滴漏现象严重，造成厂房内地面积液，污染现场生产环境，不利于清洁文明生产，同时腐蚀一楼管道、钢支架等设备设施，甚至导致一楼泵电机“放炮”等电气设备事故，造成不必要的经济损失。

1.4 使用寿命短

电解槽槽体上沿衬耐酸耐温陶砖尺寸较小，使用过程中受生产误操作、电解液温度、pH等工艺技术条件变化的影响，小块陶砖容易产生裂缝甚至脱落，尤其出、装槽作业时，因空吊不到位，电解液洒落在槽沿上渗入钢筋混凝土槽体内，对槽体造成腐蚀，并且不易修复，影响电解槽的整体使用寿命。

1.5 劳动强度大

为满足工艺技术条件和电解镍产量的要求，两槽头均安装阳极板，尺寸为7 340 mm×1 150 mm×1 480 mm(长×宽×高)的电解槽在满足每槽39块阳极板、38块套有隔膜袋的阴极板和190 mm的极距等正常生产的工艺参数要求时，槽内空间较小，不便于槽内板面的相关操作，同时槽底存放阳极泥少，缩短了掏槽周期，增加了掏槽次数，加大了操作人员的劳动强度。

2 改进措施及效果

6万t/a电解镍扩能改造项目针对镍电解车间现用电解槽存在的诸多问题，进行相关优化改造。项目投产，新结构电解槽投用，其在电能消耗、防腐蚀性能、现场清洁文明生产等方面具有明显优势。

改造后的电解槽结构及6台一组的安装方式如图3。

1-耐酸耐温陶砖(260 mm×120 mm×125 mm)； 2-溢流斗； 3-放液孔； 4-耐酸耐温陶砖(260 mm×120 mm×105 mm)； 5-耐酸耐温陶砖(260 mm×120 mm×95 mm) 图3 改造后的电解槽结构及6台 一组的安装示意图

2.1 电能消耗低

电解槽采用6台一组的安装方式，与同等数量电解槽2台一组的安装方式相比，有效地减少了槽体外壁散热面积，降低了母线温度和电阻，进而降低了电解槽的电能消耗和生产运行成本；同时现场环境温度较原安装方式低，有利于安全生产操作；另外同样面积的电解车间可以排布更多的电解槽，提高了厂房的利用率。

2.2 防腐蚀性能好

改造后的电解槽对槽体内部4个底角(边)进行倒角处理，增大了底角(边)处应力，避免了因玻璃钢内衬层固化成型后残余应力大、与钢筋混凝土基体粘接强度低等造成的玻璃钢内衬层出现裂口、鼓包及脱粘等腐蚀破坏现象，确保了防腐层的完好，提高了整个电解槽的防腐蚀性能，延长了使用寿命，降低了检修维护费用，同时提高了电解槽的生产效率。

2.3 使用寿命长

如图4所示，电解槽槽体上沿采用各项性能优良的260 mm×120 mm×(95～125) mm(长×宽×厚)的耐酸耐温陶砖，避免使用过程中陶砖出现裂缝甚至脱落，避免出、装槽作业时电解液洒落在槽沿上对钢筋混凝土槽体造成腐蚀，影响电解槽的整体使用寿命。

2.4 无环境污染

图4 电解槽槽体上沿

图5 槽头溢流斗与槽体一体

2.5 劳动强度低

6万t/a电解镍扩能改造项目采用7 400 mm×1 150 mm×1 480 mm(长×宽×高)的电解槽，在满

足正常生产工艺参数要求的同时，槽内空间较大，便于槽内的相关操作和阳极泥的存放，延长了掏槽周期，减少了掏槽次数，降低了操作人员的劳动强度。

3 结语

对电解槽的安装方式、结构、防腐蚀性能及尺寸等优化改造，6万t/a电解镍扩能改造项目电解槽具有电能消耗低、防腐蚀性能好、泄漏点少、无环境污染、整体使用寿命长、劳动强度低等优点，投产至今各项技术参数及性能稳定。

[1] 陈自江.乙烯基树脂混凝土电解槽的性能及在湿法冶金中的应用[J].中国有色冶金，2011，(5):29-33.

青海锂业攻破盐湖卤水制取电池级碳酸锂产业化技术

锂电池具有高储存能量密度、使用寿命长、绿色环保等优点，新能源电动汽车、储能及3C是锂电产业发展的三大方向，但目前中国锂电产业在技术、原材料上对外处于高度依存状态。

青海是锂资源大省，已初步探明氯化锂2 248万t，储量居中国首位，占世界盐湖锂资源储量的1/3。青海省近年来都是以生产工业级碳酸锂为主，青海省“123”科技支撑工程2011年把盐湖卤水制取电池级碳酸锂产业化关键技术项目作为重点科技攻关项目之一，该技术目前已被攻破。此项技术的突破，将会大大提高中国盐湖卤水制取电池级碳酸锂的水平，重点解决碳酸锂在锂电池中的应用问题，从而有效地促进锂产业链条多样化和复杂化，使锂产业链上下游对接。

青海锂业公司从盐湖卤水中制取电池级碳酸锂采用的是离子选择膜分离技术，原有国内盛行的矿石法只能生产碳酸锂产品，而青海盐湖提锂可以实现锂、钾、硼的综合利用，同时，解决了矿石法碳酸锂生产原料严重依赖进口的问题。该技术可用于青海柴达木盆地及其他高镁锂比盐湖锂资源的分离提取。

在原有3 000 t碳酸锂产品生产规模下，青海锂业公司已改扩建成为年产10 000 t规模电池级碳酸锂生产线，产品产量可满足省内锂电池正极材料生产线需要。

Improvement of nickel electrolytic cell

ZHANG Yong-ping

The optimization and improvement of nickel electrolytic cell were carried out in view of the problems existing in the installation methods, structure, anticorrosion performance and overall dimension etc., the energy consumption was reduced and the service life was prolonged.

nickel electrolytic cell; installation method; structure; anticorrosion performance; improvement

张永萍(1984—)，女，青海湟中人，工程师，大学本科，主要从事湿法有色冶金设备技术工作。

2014-- 07-- 11

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