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1、http://www.gtjia.com铜电解槽发展概况张鹏，刘秀，邓攀，陈涛（江西理工大学，江西赣州341000）摘要：介绍了各类铜电解槽的发展过程，对它们的优缺点进行了比较，提出了今后铜电解槽发展趋势及方向。关键词：铜电解槽内衬防腐蚀电解槽是电解精炼工艺中的关键设备［1］。铜电解精炼反应都在电解槽内进行，电解精炼铜的目的是为了提高铜的纯度，并且回收阳极泥中的贵金属。铜电解槽内是较高温度的腐蚀介质，并且是在电解电流作用的环境中工作。电解槽不仅要承载阴极板、阳极板、电解液、导电棒等物质，而且又要承受阴阳极
2、板从槽内移出时的刮碰及冲击，因此受损比较严重，使用的年限也不长，需频繁维修和更换。随着国内外铜冶炼生产规模的迅速发展，铜电解槽的数量和品种在不断的扩大和增加。1电解槽分类电解槽发展的具体原因是：提高劳动生产力；减少对电解槽的维修与护理；减少因槽体更换而停产的次数；降低生产成本这四个方面。因电解槽发展而产生的槽体种类繁多，根据槽体结构的不同,基本可分为内衬电解槽和无内衬电解槽两大类［2-6］。1）内衬电解槽（又可称为复合构造型电解槽）由结构层和防腐层构成。结构层一般由混凝土构成,目的是为了承受荷载；防腐层是
3、由耐腐蚀的金属或非金属构成,目的是为了防止电解液腐蚀。在其发展过程中出现的大致有铅板衬里、塑料衬里、玻璃钢衬里。2）无内衬电解槽（又可称为整体结构型电解槽）由同一种耐腐蚀材料构成，既是结构层又是防腐层。在其发展过程中出现的有整体花岗石电解槽、整体水玻璃混凝土电解槽、整体塑料电解槽、整体玻璃钢电解槽、整体树脂混凝土电解槽。2铜电解槽发展过程2.1内衬电解槽电解槽的发展经历了好几个阶段,国内早期使用的是复合型电解槽,传统式的内衬种类繁多,最早采用的是衬铅板,其后是衬PVC塑料、橡胶等材料,后来随着人工合成树脂
4、的发展,内衬玻璃钢在我国推广普遍。1）内衬铅板槽。衬铅板电解槽是较早使用的内衬电解槽，它的制作简单并且维修方便，耐腐蚀性能较好，价格便宜。当外壳突起时，铅板衬里可以回收,可循环利用。但铅板的不足之处是：物理机械性能差,强度低，容易碰坏，导致电解槽使用寿命缩短，而且维修频繁；铅板是电导体，绝缘性差，容易漏电，可能会引起电路故障，从而影响电流效率和电铜生产；铅是重金属，所以在施工维修过程中会存在铅中毒的隐患。总之使用铅板作铜电解槽内衬弊多利少，冶金行业基本淘汰了这种槽体。2）内衬塑料槽。内衬电解槽后来发展为内
5、衬塑料电解槽，典型的是采用聚氯乙烯塑料［7］作铜电解槽衬里。这类电解槽不仅耐腐蚀性能优良，绝热和绝缘性优良，还可以大大降低电解过程的热损失和提高电流效率，而且施工简单，维修方便，价格也比较便宜。但是，它也有着明显的缺点：机械性能差，耐热性能较差，长时间使用的温度最好不得超过60~70℃，并且容易老化，易变性。因而限制了内衬塑料电解槽在铜电解中的应用。3）内衬玻璃钢槽。用于玻璃钢衬里的树脂有环氧树脂、呋喃树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂［8］等。国内玻璃钢应用于电解槽防护衬里始于20世纪80年代，90http
6、://www.gtjia.com年代趋向成熟和普遍推广。目前已有多种玻璃钢衬里，随着玻璃钢材料的发展多样性，玻璃钢衬里的优点越来越明显。玻璃钢衬里已经替代了较早使用的铅板、聚氯乙烯板衬里，国内现有的铜电解槽绝大部分采用的是水泥混凝土内衬玻璃钢。玻璃钢衬里电解槽具有以下优点：机械性能优良，抗冲击，不易被刮伤损坏，维修时间长，使用寿命长，可达8a以上；绝缘性能好，耐腐蚀，从而提高电流效率；电解液不会对外壳基体造成大面积腐蚀；自重较轻，对槽有利。但是这类电解槽的制作和维修工序繁多、时间消耗较长，需要专业队伍施工
7、；槽体报废后，衬里不能循环利用，玻璃钢在自然界中长期不能分解，损害环境；而且有些树脂的气味比较重、毒性大，对施工人员身体健康有影响。2.2无内衬电解槽内衬电解槽当内衬遭到损坏后,槽体直接与电解液接触，导致槽体腐蚀,需要定期维护或更换，所以20世纪80年代中期后,国内开始探究无内衬的电解槽方案，这类电解槽是由同一种耐腐蚀材料构成,结构层与防腐层为一体,是整体结构型电解槽。1）整体花岗石电解槽。整体花岗石电解槽是由花岗岩石凿制而成,它强度非常高,抗冲击能力强。但是这种槽体机械性能差，当温度骤变时容易损坏，并且
8、成本较高，加工制造的难度也比较大；自然生长中的花岗岩含有不耐腐蚀的杂质。当进行开采加工时，花岗岩经过爆破后易产生微裂纹，于是在使用过程中会由于电解液的腐蚀而产生结晶膨胀的结果,从而使槽体进一步损坏。所以这种槽体质量不稳定且不好维护，实际使用的不多，已退出市场。2）整体水玻璃混凝土电解槽。整体水玻璃混凝土电解槽是由钠水玻璃或钾水玻璃和混凝土整体浇筑、捣实而成,在整体电解槽中它是价格最便宜的。这类槽体的收缩应力比较大,容易产生裂纹
