乙烯基树脂混凝土电解槽性能及在湿法冶金中的应用

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1、乙烯基树脂混凝土电解槽性能及在湿法冶金中的应用                                       陈自江金川集团有限公司，甘肃，金昌，737100摘要：介绍了传统的钢筋水泥混凝土加玻璃钢内衬电解槽存在的问题，乙烯基树脂混凝土电解槽的技术优势、经济优势以及国内外应用现状。通过镍、铜、锌、锰等金属湿法冶炼用乙烯基树脂混凝土电解槽的成功应用，展示了我国企业在研发和生产自主产权乙烯基树脂混凝土电解槽方面的能力。关键词：聚合物混凝土; 电解槽; 乙烯基树脂; 湿法冶金; 经济性；防腐蚀1引言电解槽是有色金属湿法

2、冶炼生产的核心设备，其技术的先进性直接影响产品质量和生产效率。我国有色冶金行业在湿法冶炼工艺中普遍采用的是钢筋水泥混凝土加玻璃钢内衬电解槽，这种传统电解槽的缺点是耐腐蚀性差、电流损耗大、维护成本高、使用寿命短，国外企业早在20多年前就已经逐渐淘汰，取而代之的是整体浇铸乙烯基酯树脂混凝土电解槽。 2 电解槽性能对比2.1传统电解槽存在的问题目前，我国有色金属湿法冶炼行业普遍采用的钢筋水泥混凝土加玻璃钢内衬电解槽，是由钢筋水泥混凝土槽体和玻璃钢内衬层二次粘贴成型，其中槽体起结构支撑作用，内衬层起防腐蚀作用。根据多年来的实际应用情况

3、，这种传统电解槽存在可靠性差、生产效率低、能耗大、环境污染严重、制造尺寸精度差等问题，具体如下：1）可靠性差。传统电解槽的玻璃钢内衬厚度一般为6~8mm，玻璃钢内衬固化成型后的残余应力大、抗腐蚀介质渗透性差、与混凝土基体的粘接强度低。而电解槽在生产过程中要承受交变温度、交变应力、电解液的腐蚀渗透，以及阴阳极板的撞击，因此，玻璃钢内衬层经常发生鼓泡、开裂及脱粘等腐蚀破坏现象。2）生产效率低。玻璃钢内衬层一旦发生腐蚀破坏，必须及时进行停车维修，从清槽、铲除已损坏的内衬层、基体干燥、贴衬内衬层到充槽投入正常生产，至少需要10天时间，

4、频繁的停车维修严重影响生产效率。3）电能损耗大。传统电解槽的电绝缘主要是由玻璃钢内衬实现的，随着电解液对内衬层的逐渐渗透，内衬层的绝缘性能逐渐下降，导致槽体内电解电流的泄漏，造成电流损耗。另外，钢筋水泥混凝土中的钢筋在电解电流的作用下会产生涡流电流和杂散电流，使电流利用率降低、电能损耗增大。4）环境污染严重。玻璃钢内衬层发生腐蚀破坏后，电解液会直接渗透并腐蚀钢筋水泥混凝土槽体，造成电解液的泄漏而污染生产环境，而且被电解液腐蚀渗透的电解槽更换下来以后很难进行无害化处理。5）尺寸保证性差。由于钢筋水泥混凝土槽体是采用拼装式模板多次

5、浇注成型，槽体的尺寸精度难以保证，而现代化的阴阳极板吊装设备要求安装在电解槽两端的定位针尺寸非常精确。因此，钢筋水泥混凝土槽体无法满足吊装自动化的要求。2.2 整体浇铸乙烯基树脂混凝土电解槽的性能优势相对于传统电解槽，整体浇铸乙烯基树脂混凝土电解槽的力学性能、耐腐蚀性能、绝缘性能、尺寸稳定性能都表现出明显的优势。1）力学强度高普通混凝土的抗折强度和抗压强度分别为4~5MPa 、30~40MPa，而乙烯基树脂混凝土的抗折强度和抗压强度可达20~25MPa、120~130MPa，是普通混凝土3~4倍。与传统电解槽相比，乙烯基树脂混

6、凝土电解槽优良的力学性能不仅更好地保证了生产运行中的安全可靠性，而且能够显著地提高电解生产效率。生产效率的提高主要表现在两方面：一是槽体在外形尺寸不变的情况下，电解槽能够有更小的壁厚和更大的内部容积，或者是在内部尺寸不变的情况下，同样面积的电解车间可以排布更多的电解槽，提高了厂房利用率；二是不存在传统电解槽由于玻璃钢内衬层频繁维修造成的停车损失，提高了电解槽利用率[1]。2）耐腐蚀性能优良乙烯基树脂混凝土电解槽采用耐酸性能优异的乙烯基树脂和高纯度耐酸石英砂骨料整体浇铸固化成型，整体耐腐蚀性能优良。如前所述，传统电解槽的槽体与内

7、衬层在结构和功能方面相互独立，内衬层失效后槽体很快就会被腐蚀破坏；而乙烯基树脂混凝土电解槽将支撑功能与防腐蚀功能完美结合为一体，电解液很难腐蚀渗透乙烯基树脂混凝土槽体，另外，优良的强度及硬度保证了槽体不会被阴阳极板撞击损坏。这就从根本上解决了传统电解槽因玻璃钢内衬层腐蚀失效造成的一系列问题。3）绝缘性能优良 乙烯基树脂混凝土电解槽采用绝缘性能优良的乙烯基树脂混凝土整体浇铸成型，（普通钢筋水泥混凝土体积电阻率最高为105Ω·CM，乙烯基树脂混凝土体积电阻率可达1012Ω·CM），整体绝缘性能优良，不存在电流从槽体泄漏现象，可省去

8、传统电解槽安装所用的绝缘垫片；并且采用具有优良耐腐蚀性和绝缘性的玻璃纤维聚合物筋（GFRP筋）替代钢筋作为槽体加强筋，解决了钢筋在电解电流作用下产生涡流电流和杂散电流的问题，提高了电流利用效率，降低了电能损耗。4）尺寸稳定性好 电解槽尺寸稳定性包括制作尺寸精度和使用过程中槽体