侯马北铜电解车间永久阴极技术改造方案

贾文清

（侯马北铜铜业有限公司，山西 侯马043000）

侯马北铜铜业有限公司（以下简称侯马北铜）现电解车间由两个系统组成，分别为5万t系统和3万t系统，采用传统的始极片电解工艺，需要定员人数多，现227人，工人劳动强度大。为适应铜湿法冶炼发展的趋势，提升生产技术和技术装备，提高产能和产品质量，提高劳动生产率，实现减员增效，侯马北铜提出了永久阴极技术改造方案。

1 不锈钢阴极改造

随着我国制造业技术的发展，剥片机组和不锈钢阴极国产已经趋于成熟，国内某厂制作的剥片机组已在国内某冶炼厂使用，其与侯马北铜电解车间的阴极大小一致，已经运行3 a，运行情况良好。

采用永久阴极具有以下优势：

1）极板悬垂度好，短路少，可提高产品质量。

2）没有始极片的钉耳部分，使阴极铜的外观更好，且不会发生夹杂CuSO4现象，避免引起质量问题。

3）提高电流密度，电解槽利用率高，增加产能。

4）减少人员配置，提高劳动生产率，有效降低生产成本。

5）提升生产技术和技术装备，是铜湿法冶炼发展的趋势。

2 改造内容

2.1 现况

侯马北铜公司电解车间目前采用传统的始极片电解工艺，主要产能及指标见表1。

表1 主要产能及指标

2.2 改造内容和定员测算

改造新增永久阴极板、阴极剥片机组、阳极整形机组，取消始极片加工机组，种板槽改为生产槽，取消电解系统的阴极铜泡洗槽。主要设备及人员配置变更见表2。

表2 主要设备及人员配置变更

2.3 新增设备及投资预计

采用一套机器人阴极剥片机组（底部不分离技术，剥片速度大于600片/h）；永久不锈钢阴极板采用钢包铜结构，板面材质316L，垂直度小于5 mm，使用寿命15 a以上。新增设备及投资见表3。

表3 新增设备及投资

3 电解系统改造方案

3.1 阴极剥片机组

剥片机组对待剥阴极进行接受、运输、洗涤、运输、移载（1号）、机械手运输后，挠曲剥片装置对不锈钢阴极板和阴极铜板进行挠曲、剥离；剥离后的不锈钢阴极板通过移载（2号）转运至阴极板排列运输机进行等距排列，由行车吊回电解槽循环使用；剥离后的两侧阴极铜板底部相连，从挠曲剥片装置下方进入接板装置、翻板装置（90°翻转至水平方向）、推板装置、最后进入堆垛装置自动堆叠成垛，压紧，打包后由叉车运走。

阴极剥片机组工艺流程图见图1。剥片机组平面图见图2。

图1 阴极剥片机组工艺流程图

3.2 阳极整形机组

对搬运过来的阳极进行接受、转运、运输、移载、压耳、称重；质量符合要求的阳极通过搬运、固定等处理后，按要求对阳极进行校平、测量；校平后且厚度符合要求的阳极通过2号移载装置搬运至铣耳运输机，侧铣装置、底铣装置分别对经过的阳极的吊耳部分进行底面和侧面铣削加工；经铣削加工的阳极通过运输、提升、排列、转运后暂存输出站，然后由行车吊至电解槽生产使用。而质量或厚度不符合要求的阳极则通过横送运输机搬运至输出工位，由3号移载装置搬运至不合格阳极运输机，通过不合格阳极运输机排列运输，位于运输机末端的不合格阳极输出站可将到位的不合格阳极顶起，方便叉车搬走以便后续处理。

图2 阴极剥片机组平面图

阳极整形机组工艺流程图见图3。阳极整形机组平面图见167页图4。

图3 阳极整形机组工艺流程图

3.3 改造实施方式

在不影响电解车间生产的情况下，可根据生产实际情况进行分批改造，可以通过在3万t系统或5万t系统作分步实施改造。车间平面布置图见下页图5。

图4 阳极整形机组平面

图5 车间平面布置图见

4 结语

采用永久阴极改造后，操作人员可以在现有的定员基础上减少40个定员，每人每年按8万元计算，每年可节约人工费320万元。电解槽利用率可以提高1%，预计每年产量可增加1 000 t阴极铜。