铜电解周期反向整流电源探索与实践

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1、第63卷第2期有色金属Vo1．63．No．22011年5月NonferrousMetalsMay2011DOI：10．3969／j．issn．1001—0211．2011．02．044铜电解周期反向整流电源的探索与实践．王卓，王强，王维泉(北华大学a．电气信息工程学院b．信息技术学院，吉林132021)摘要：没讣周期反向铜电解整流电源的主电路及其控制电路。现场运行实践证明，采用周期反向电解电源，可提高电解电流密度，又能减少极纯化，特别是高杂质的阳极板效果更好。实现_广节能，降低成本、保质增产，具有实用价值。关键词：冶金技术；铜电解；周期反向；整流电源

2、；PLC控制中图分类号：TF811；TF80327文献标识码：A文章编号：1001—0211(2011)02—0182—03在电解铜的生产中，常规电解法的电源的电流密度一般在240～280A／m范围。为了在相同的电／lpP解槽数，相同厂房面积条件下，提高电解铜产量，就—＼、／一采取提高电流密度。近年来，随着市场电解铜的价“格上涨，有的电解铜厂家电流密度提高到300A／m以上。然而，必须用低杂质的阳极板，严格管理，精心操作，劳动强度增加等条件下，才能保证产品质量的稳定。，尸～正向电流；，，一反向电流；一正向电流时问；rr一反向电流时间；t-一正向电流上

3、升时间；t一正向电流下降时间；tn一反．在常规电解法生产电解铜时，电流密度超过允向电流上升时间；￡一反向电流下降时问；to～无电流时问许范围，特别是用高杂质的阳极板，阳极纯化和电解图1周期反向电流与时间的关系铜质量恶化的现象比较明显。1962年保加利亚铜Fig．1Relationshipofcyclereversecurrentandtime精炼厂成功进行了周期反向电流电解的工艺试验。采用周期反向电流电解，阳极纯化现象在电流密度周期反向电流电解，有效电解电流，：[+1／2·高达550A／m时才开始出现。此后这个方法在国(t1十t。2)j’I／ro一[

4、十1／2‘(tl+tr2)]。，r／。外电解铜生产中得到一定的发展，如智利的文塔纳如正向电流14kA，反向电流7kA，正向电流时间斯、日本玉野、芬兰波里、美国卡罗尔登等电解铜厂300s，含1／2·(t】+t)的时问，反向电流10s，含1／先后采用周期反向电流电解工艺，生产优质的电解2·(t+t，)的时间，无电流时间为4s，则有效电流铜。可见周期反向电流电解工艺，可以提高电解电，=300X14／318—10X7／318=13(kA)，可见有效流密度，是一条低投人，高产出之路。电流低于常规法14kA。正反向电流的大小，正反向时问的长短，正反向电流大小的比

5、例，正反向时间的1周期反向电流电解基本原理比例均属各电解企业的技术秘密。周期反向电流电解法，电流密度高，投资少，产周期反向电流电解法就是按照电解铜工艺的要量高，质量好，不易产生阳极纯化，特别是高杂质的求在一定正、反向电流，一定的正、反向时间，交替周阳极板，可避免二次电解，实现了增产增效。然而，期性工作，原理如图l所示。由于电流密度高，槽电压一般也高于常规电解法，电周期时间T。=++2t0+t1+tp2+t，l+t流效率也低于常规电解法，电耗也高于常规电解法。收稿日期：2009一O1一o6根据周期反向电流电解优缺点，与常规电解法对比，作者简介：王卓(1

6、968一)，男，辽宁辽中县人，副教授，硕士，主要再结合实际客观条件，才能决定是否采用周期反向从事电力电子变流技术、智能控制理论与应用等方面的电流电解法⋯。研究。第2期王卓等：铜电解周期反向整流电源的探索与实践l83示，其中：一正向电流给定电位器；W，一反向电流给定电位器；PLC。一PLC控制的正向电流控制开关；PLC一PLC控制的反向电流控制开关；GD一正向电流给定积分器，GD一反向电流给定积分器，给定积分器是将电流阶跃给定变为渐增电流给定，防止电解电流冲击；ACR一正向电流调节器，比例积分运算的集成放大器；ACR一反向电流调节器，比例积分运算的集成

7、放大器，电流调节器按典型I型工程最佳设计参数，保证动态最佳，又能无静差，从图3框图可见这是电流闭环控制，可获得稳流精度高的性能；Uk一正向组晶闸管触发角控制电压，Uk，一反向组晶闸管触发角控制电压，Uk愈大，晶闸管导通角愈大，直流电压愈高；CF一正向组晶闸管触发器，CF，一反向组晶闸管触发器，触发器采用集成双窄脉冲列触发信号；z，J日一检测实际电解电流霍尔传感器，其输出一路作为数显直流电流，一路作为电流负反馈信号±U。当依电解工艺要求，正向组或反向组晶闸管整流装置分别按一定设定时间，周期反向电流导通工作就使电解负载获得周期反向电流。正向组。晶图3周期

8、反向电解电源控制框图闸管选择，按常规电解整流电路设计选择。反向组Fig．3Controllingdiagra