铜电解系统一体化设计及高电流密度生产实践

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2017.11.006铜电解系统一体化设计及高电流密度生产实践俞道明，刘红为（吉林紫金铜业有限公司，吉林珲春133300）摘要：描述了基于一体化设计的铜电解生产系统的成功案例，重点阐述了传统不锈钢阴极电解技术在高电流密度下的生产实践。实践表明，采用传统永久不锈钢阴极电解技术及一体化的集成设计，具有投资、运行成本、能源消耗低的优势，且产品质量稳定。关键词：一体化集成设计；铜电解；高电流密度；生产实践中图分类号：TF811文献标志码：A文章编号：1007-7545（2017）11-0000-00PlantPractic

2、eofIntegrationDesignandHighCurrentDensityProductionforCopperElectrolysisYUDao-ming,LIUHong-wei(JilinZijinCopperCo.,Hunchun133300,Jilin,China)Abstract：Successfulcasesofcopperelectrolysisproductionbasedonintegrateddesignweredescribed.Plantpracticeoftraditionalstainlesssteelcathodeelectrolyt

3、ictechnologyunderhighcurrentdensitywaselaborated.Thepracticeshowsthattraditionalpermanentstainlesssteelcathodeelectrolytictechnologyandintegrationdesignhavetheadvantagesoflowinvestment,lowoperationcost,lowenergyconsumption,andstableproductquality.Keywords：integrationdesign;copperelectroly

4、sis;highcurrentdensity;plantpractice自2000年以来，中国铜冶炼行业步入高速增长通道，随着行业的兴盛，涌现出各种冶炼技术，其中，在铜电解领域相继开发出ISA、KIDD、OK（统称为传统不锈钢阴极电解技术），METTOP-BRX等强化电解技术，新建的大工业生产中，始极片工艺彻底出局。随着METTOP-BRX技术于2011年7月在国内的正式投产，行业内一度将此技术推崇备至，大有将传统不锈钢阴极电解技术淘汰的趋势[1]。近5年，国内传统不锈钢永久阴极电解工艺设计及生产控制有了长足的进步，实现了铜电解系统的一体化集成设计，阴极电流密度也已迈过3

5、50A/m2的门槛，可以稳定在360A/m2以上运行，实为铜电解领域的一大突破。1铜电解系统一体化设计1.1行业通行做法铜电解生产系统应具备三个基本功能，即电解铜生产功能、电解液净化功能、循环水冷却功能。之前行业内通行做法是将以上功能分为三栋建筑设计，即电解铜生产厂房、电解液净化厂房、循环水冷却厂房。由此造成整个铜电解生产系统占地面积较大，工艺布置复杂，生产人员配置较多[2]。1.2一体化集成设计将以上三个功能合成在一栋建筑中，使占地面积减少，工艺布置更加优化，生产配置人员更加精简。运用闭式冷却塔技术取消循环水池及泵房的建设；压缩生产溶液循环及过滤布置区占地面积，将电解液

6、净化系统布置在附跨内；将电解循环水冷却及酸雾净化塔布置于附跨屋面；将电铜成品库、机组加工区、电解槽生产区依次布置于主跨厂房内；将备件库房、综合办公区及控制中心布置于机组加工区附跨。1.3优势1）与传统设计方案相比减少占地面积近2000m2（以10万t/a铜电解规模为例，且仅为建筑物占地面积，不包括绿化及道路）。2）厂房建筑更加简单，全部为2层结构，各层地面、楼面、屋面标高统一、美观，利于通行、操作、保温、通风。3）各工序衔接更加紧密，无室外大型管架及管沟敷设。收稿日期：2017-06-27基金项目：国家自然科学基金资助项目（51364016）作者简介：俞道明（1983-）

7、，男，吉林珲春人，助理工程师.4）厂房只一处酸性废水排放点，可以实现废液的集中、定时排放，日污水排放量5m3以内。5）各生产工序整合在一栋厂房后，各功能区之间得到合理的衔接，工艺路线更加流畅、便于管理。6）设计过程中优化了岗位设置，不仅利于各生产岗位的精简与合并，且减员不增劳，从而实现了电解生产系统真正意义上的集中控制，只需1人即可监控整个生产系统，利于标准化生产和精细化管理。2铜高电流密度电解2.1电流密度电流密度是指在阴极或阳极单位有效面积上所通过的电流强度，在生产实践中，通常所说的是阴极电流密度，在通电面积不变的情况下，