冶金机械加工设备电解槽的改造

张艳明

（中条山工程设计研究有限公司，运城 043700）

冶金机械加工设备电解槽的改造

张艳明

（中条山工程设计研究有限公司，运城 043700）

本文分析传统冶金机械加工设备电解槽存在的问题，并对加强电解槽的改造提出相应方法，对机械加工设备的改造有实践意义。

冶金机械加工 电解槽 材料

引言

随着我国经济的不断进步和发展，金属冶炼工业在经济中的地位表现出明显的优势，在国民经济中的作用逐渐显著，其不断发展带动其他行业的发展，为其他行业的发展奠定了有效的基础。科学技术是第一生产力，在科学技术不断提高的情况下，冶炼机械设备不断改造，变得越来越成熟，这对冶金工业的发展有着重要意义，冶金机械设备的改造有助于提高生产效率，减少成本的浪费，为加强企业的经济效益有着巨大贡献。

1 加工设备电解槽的定义

电解槽是在电解过程中必不可少的设备，电解是指在电流通过时借助电解液在阴极与阳极上产生氧化还原反应的过程。化学电池在外部电压的压力下可以电解，即在电流通过时，通过物质的化学变化而逐渐失去或取得电子。在这个过程中，通常电解在电解池中完成，电解池中含有正、负离子浸没的阴极和阳极两个部分，当电流通过阴极时，溶液中的正电荷会被带到负极，正离子与电子相结合，从而产生了中性的元素或分子；当电流通过阳极时，溶液中的负电荷会被带到正电极，负离子与电子相结合，从而产生了中性的元素或分子。

随着机械加工技术的不断加强，在冶金工业中，电解的应用越来越多，如矿石或化合物中的金属提纯，在溶液中沉积金属，电解提纯等。在生产高纯锢时，将钦板作为阴极，粗锢铸板作为阳极，将其放入硫酸锢溶液中并在整流电源控制下，通过电场的作用，锢离子朝着阴极运动通过取得电子还原成金属锢，粗锢在阳极电解体系的影响下产生作用，形成一定的电解平衡，一段时间后，取出钦板上被还原出的金属锢，经重熔即可获得新的产品。

2 加工设备电解槽的发展情况

我国工业发展进步速度很快，冶金技术得到显著提高，冶炼的生产规模在逐渐扩大，冶金机械加工设备也在不断改造，其数量与质量都在不断提高，近30年的电解槽使用已超过10类型。我国最早使用的电解槽是复合型结构，主要包括结构层与防腐层，通过两种方式的构成增强槽体本身的承重能力和防腐能力。结构层通常由混凝土构成，使槽体减少承重的负荷，防腐层通常采用的是耐腐蚀的材料，防止由于电解液带来的腐蚀破坏材料，在铅版、塑料板与玻璃中，都采用了这种方法。

因为复合型电解槽受到破坏的可能性很大，槽体的使用寿命很有限度，20世纪80年代中期，我国开始加以探讨有关电解槽防腐问题，相关单位也在研究防腐蚀电解槽的具体方法。整体电解槽是指运用一种能够耐腐蚀的材料，承担结构层与防腐层的共同功能，在槽体的内部和外部共同形成表现出防腐蚀的特点，我国使用过的整体电解槽有花岗岩电解槽、玻璃钢电解槽、树脂混凝土电解槽和水玻璃混凝土电解槽等。

3 传统加工设备电解槽存在的问题

在科学技术不断发展的时代背景下，由于先进技术的引领，各种技术在不同领域都有广泛应用，冶金机械加工中，工厂使用的设备开始逐渐转变为大产量、高自动化、节能环保的高电流效率电解槽，通常其效率最高可达95%。本文以批量电解锢为研究依照，连接电解槽的对称两个侧壁顶端，运用导电片连接其正、负极，在连接成功后，阳极板只能够连接正极导电片，而阴极板只能够连接负极导电片。

阴极板与阳极板的距离是影响槽体内电压的重要原因。阴极板与阳极板的距离越大，槽体内部的欧姆电压增幅越明显，电压明显升高，在工作过程中若是在大电流的控制下，电压损失将更加明显。因为没有十分明确的依据，阴极板与阳极板的距离缺少放置的具体规定，这也使电解锢的质量受到一定程度的影响，要使阴极板与阳极板的距离保持一致，需要通过精确地测量，再将阴极板与阳极板都放在电解槽中，这需要较长的时间才能完成，因此十分影响电解的效率。在一次电解后，要想进行下一次电解需重新调整电解液，通常是将电解溶液从电解槽中抽取到别的容器中，并在容器调整好后过滤电解液，最后再将过滤好的电解液分别倒入在每个电解槽中，为下一次电解做准备。在机械设备大规模生产中，要先把电解液从各个电解槽中抽出，再通过调整与过滤后导入到电解槽内，这需要耗费大量的人力，是机械加工设备在电解中的效率降低，无形中将提高生产成本。

目前冶金机械加工设备电解槽存在的主要问题有四个方面，首先，机械设备老化问题严重，存在着损耗与接触不良等不同程度的问题，在所需条件无法被满足的情况下，其生产将会受到制约；其次，在环境的制约下，产品的性能与工艺都无法很好地满足现代化的需求，工艺的弊端影响着产品的使用；再次，在科技日益发展的现今时代，冶金设备面临着越来越高的技术要求，加工设备也需要加强改造，落后的电解槽设施已无法够满足机械加工与制造的要求；最后，现代化技术的日益进步使落后的旧产品遭到淘汰，各类新技术的出现需要不断加强产品的可靠性，并需要抗干扰、更方便的机械设备。

4 针对电解槽问题提出的具体策略

通过对电解槽的改造，把导电片设在电解槽的内部对称顶端，使导电片的两端分别连接电源的正极与负极。电解板的改造主要是包括阴极板和阳极板的设置，用定位胶有效地连接导电片与阴极板和阳极板，使其连接的距离刚好能够满足需要，均匀地处于连接处的两侧与突出的部分，由两侧的突出部分来交错分布，在连接位置的同一侧形成贯穿于相邻部分的定位胶，在其表面形成明显的凹凸。因为导电片上的阴极板与阳极板都有定位胶起到定位的作用，定位胶可连接两侧的分布，在其连接处又有突出的部分，在其突出处有秩序的交错分布，另一侧相邻的部分连接贯穿着定位胶的表面凹陷。

在这样的布局下，电解槽两侧能直接连接放置的阴极板和阳极板，当正极导电片所在侧时，阴极板上的定位胶断开，使上面的突出部分恰好与正极导电片分离，阳极板上的定位胶凹陷处刚好连接，使其定位胶的凹陷处刚好与负极导电片相接通；当负极导电片所在侧时，阳极板上的定位胶断开，使上面的突出部分恰好与正极导电片分离，阴极板上的定位胶凹陷处刚好连接，使其定位胶的凹陷处刚好与负极导电片相接通。这种冶金机械加工设备电解槽的改造不再需要运用传统的方法，阳极板靠近负极导电片时突出部分不用再套上塑料袋，极大地提高工作效率，运用起来也更加便捷。与此同时，因为突出部分的距离相等，有效增加电解速度，阴极板和阳极板间在定位胶的突出和凹陷都有设置，使阴极板与阳极板的距离基本确定，可在一定程度上保证电解的质量。

在电解槽的外部分别设置与电解槽内部的放液阀门，每一个阀门都有连接着的槽内的导管，在阀门开启后，可将电解槽内的电解液导入到其他槽体中，在调整电解液后，处理好即可将电解液通过过滤后放置在新的过滤槽中。因为滤布可直接地过滤掉电解液，再通过过滤槽的阀门从导管将电解液引入到其他槽体中，使全部过程的效率都得到提高，增加电解的便捷性，使生产成本得到有效地控制。

5 结语

电解在冶金中是一项十分重要的技术，也是湿法冶金采用的有效方法之一，加强电解槽的改造直接关系到电解效果。本文通过分析传统加工设备电解槽存在的问题，研究针对这些问题采取的具体策略，由于产品需求、性能的不同，在设计和改造产品时就需要具体问题具体分析，在降低成本的同时有效地提升工作效率。在冶金机械加工设备的改造中，电解槽的设计还需要考虑到电量的损耗、阴极板与阳极板的材料消耗等，在这些问题的基础上采取有效手段。

[1]党建平.GL75kA预焙铝电解槽的破损原因分析及常温固化TiB2阴极涂层技术的应用[D].长沙：中南大学，2005.

[2]刘红湘.真空碳热还原氧化镁制取金属镁实验装置的研发及实验研究[D].昆明：昆明理工大学，2008.

[3]招国栋.碱浸—电解法资源化处理氧化型含锌危险废料研究[D].长沙：中南大学，2011.

[4]蒋良兴.湿法冶金用复合多孔Pb合金阳极制备与应用关键技术及基础理论[D].长沙：中南大学，2011.

[5]宁夏回族自治区人民政府.宁夏回族自治区人民政府关于批转奶业发展、工业新一轮技术改造、“拳头”产品发展、工业企业人才培训规划的通知[Z]2008-12-05.

[6]李硕.WC-12Co涂层的电解拋光工艺优化及拋光设备开发[D].济南：山东大学，2015.

[7]田永.300kA级新型电解槽在云铝节能降耗环境治理中的应用[D].昆明：昆明理工大学，2002.

[8]肖国华.中铝青海分公司一期160kA电解烟气净化系统的改进与实现[D].长沙：中南大学，2004.

Modification of Electrolytic Tank of Metallurgical Machinery Processing Equipment

ZHANG Yanming
(Engineering design and Research Co. Ltd, Yuncheng 043700)

This paper analyzes the problems existing in the electrolytic tank of the traditional metallurgical machinery processing equipment, and puts forward the corresponding methods to strengthen the transformation of the electrolytic tank, which is of practical significance to the transformation of mechanical processing equipment.

metallurgical machinery processing, electrolytic tank, material