降低铅电解精炼直流电耗的途径探究

2018-01-30钟宝

世界有色金属 2018年10期

钟宝

（衡阳水口山金信铅业有限责任公司，湖南常宁 421513）

铅电解精炼生产时所需要的电能主要包括直流电和交流电两种。其中交流电在生产过程中设备所消耗电能相对固定，对企业的影响无关紧要，但是直流电的消耗量占有很大的比重，如果不能有效地控制直流电能的消耗，使得电能消耗大，造成生产成本增加，直接影响着企业的经济效益，一方面也可以直接判断该企业在铅电解精炼中的工艺技术水平还有待提高。

1 影响铅电解精炼直流电耗因素分析

在铅电解精炼过程中影响直流电耗的因素比较多，有现场操作管理、槽电压、极距、电流效率以及电流效率析出周期等等因素的影响，它们之间相互关联，相互制约。直流电耗、电流效率以及槽电压三者间的关系如：直流电耗＝槽电压/（铅电化当量×电流效率）×1000KWh。想要降低直流电耗就必须想办法如何提高电流效率或是降低槽电压两个方向进行研究。

1.1 关于槽电压

槽电压主要由电解液、接触点、阳极泥层和隔膜时的电压降等部分组合而成，槽电压对铅电解精炼时能耗和析出铅的数量具有十分重要的意义。通常情况下在实际铅电解生产过程中槽电压会在0.35V到0.55V之间浮动。在实际生产过程中我们要紧紧围绕这几个关键性的因素，科学地有针对性地进行降低槽电压，进而实现降低直流电耗的目标。根据大多工厂实践得知，电解液电压降在槽电压中占比约55%左右；然而，电解液的成分直接影响着电解液电压降。科学合理地控制游离硅氟酸的浓度，可以大幅度提高电解液的导电性能，从而达到降低电解液电压降的目的。电解液中的添加剂会随着生产时间的延长而慢慢地老化，进而使电解液的电阻越来越高，因而槽电压也会越来越大，最终直流电耗也就随之增大。如果电解液的温度过低，它的溶解的速度就大大降低。同极中心距越小，槽电压也会越小，同极中心距越大，槽电压也会越大。在电解的过程中阳极的表面会形成阳极泥层，该层也会使一部分电压得到降低；但是随着电解时间越来越长，阳极泥层会随之增加，电阻也就随之增加进而使电压降也增加。在电解的过程中，电极如果极化也会使槽电压升高进而使直流电能耗增加。

1.2 关于电流效率

电流效率一般会受到阴极质量和极间短路的影响。目前阴阳极制造已经由传统的手工作业转换成制造机组作业，这样使极处的质量得到了大幅度的提升，电流效率也得到了很大的提高。阳极的表面不平整有飞边毛刺或厚度不均匀等都会直接影响到电流的分布情况，最终导致各种不良的反应。在实际铅电解精炼过程中，电解槽漏电或是电解液循环系统等均会影响到电流效率。

2 浅析铅电解精炼直流电耗的有效途径

2.1 要合理控制生产条件

管控好铅电解精炼，是企业获得高效发展的重要根基，因此要全面掌握以及合理管控生产条件。为做好铅电解精炼工作，应当做好以下几方面管控：①严格管控电解液中酸铅比例；由于实际铅电解精炼时，其电解液所具有的导电效率和Pb2+是相反关系，当Pb2+高时，电解液导电率低，反之亦然，由此必须合理管控酸铅比例；实际生产表明，在进行铅电解精炼时，采取较高的电流密度、游离酸浓度设定为（105±5）g/L以及将铅离子浓度设定为（65-75）g/L办法，能大大降低生产耗电量，为企业节约生产成本，获得更高效益。②有效增加其电解液中温度；在进行铅电解精炼时，冬天气温低，采用升温设备增加其电解液温度，此举将大大使得电解液粘度变低，让其中的离子得以快速扩散，增加电解液温度，还能为电解液进一步提升导电性能；夏天气温高，采用降温设备降低其电解液温度，将大大降低添加剂用量，能有效降低电解液电阻。实践表明，通常将电解液温度设定约为四十五度能较好平衡电解液比电导。③科学管理电解液中循环速度；电解液中循环速度的科学合理性，能有效减少生产过程中能耗使用量，为企业取得可观利益；合理的电解液循环速度管控，能使得更好的管理电解液中两级之间的浓差极化，同时还能实现电解液温度及其分布更加均匀，实际中通常可将其速度设定为25L/min至35L/min。

2.2 科学适量使用添加剂

在铅电解过程中较为常用的添加剂主要有动物胶和木质磺酸钠，但是添加了氨基乙酸会使电解液的导电性能降低，进而使耗电量增大。因此，在精炼过程中要选择符合标准的碱性和氧化精炼。实践经验表明，科学地使用添加剂的配比量能有效地改善铅的析出形态，还能提高电流效率和减少电能消耗。

2.3 有效地对阳极质量进行控制

（1）就物理规格方面。在铅电解的实际生产中，阳极的表面要求平整没有毛刺且厚度要均匀没有杂质。尤其是在导电棒和阳极的接触点，一定要确保接触面积足够大且接触面积要足够光滑方能达到全面降低电阻的目的。

（2）就化学成分方面。在对阳极的控制中，锡、锑、砷三种元素的含量分别低于0.1%、1.5%、0.3%时，阳极泥较为疏松、孔较多，这样可以有效地减少阳极的钝化和降低电能的消耗,但锑含量低于0.6%时阳极泥易脱落。在实际铅电解时有的阳极泥会沉淀在槽底，如果越积越多会影响到铅的质量和电流效率，因此一定要及时定期清理槽底的阳极泥。

2.4 降低电阻

①要及时对线路的连接处进行清洗和涂抹导电膏，防止接触点发热；②在出装槽时用砂纸对导电铜棒进行打磨且要用清水进行冲洗；③要不断加强铅电解精炼现场生产的组织和管理。在铅电解精炼过程中科学有效地对现场生产和组织和管理进行控制，可以很好地降低生产成本，提高企业经济效益。在实际铅电解过程中一定要及时有效地确保出装槽的质量并严格把控好电解中的各个环节中的各项参数，且阴阳极的横向排列和纵向排列一定要对正，要不断强化电解过程中各个环节间的组织作用和管理水平，切实保障电解中的生产环境和质量要求，为电解提供最优质的生产条件。