1、硫化镍电解槽的结构
1)槽体
硫化镍阳极电解主要设备为电解槽。电解槽壳体为钢筋混凝土制成,内衬防腐材料。我国曾采用过的防腐衬里有:衬生漆麻布、耐酸瓷析、软聚氯乙烯塑料板、环氧树脂等。生漆麻布衬里的防腐效果好,但漆膜需要的干燥时间较长,生漆的毒性又较大,现在已较少采用。软聚氯乙烯塑料板衬里的防腐效果也较好,但由于衬里面积大,焊缝质量不易保证。目前采用较多的是环氧树脂,用它作衬里强度高,整体性好,防腐蚀性能良好。其施工方法为手工帖衬。防腐蚀效果主要取决于配方的选择、基层表面处理、环氧树脂布排列和树脂渗透程度、热处理条件是否合理等。金川公司施工的电解槽环氧树脂内衬,铺贴环氧树脂5~7层,使用寿命长达十余年。
在电解槽(图1)底部的防腐蚀衬里之上,砌上一层耐酸瓷砖以保护槽底免受腐蚀。槽底设有一个放出口,用于排放阳极泥。电解槽安装在钢筋混凝土横梁上,槽度四角垫以绝缘板。
下表为我国部分厂家所用电解槽的技术性能。
2)隔膜架
镍电解精炼使用的隔膜是由具有一定透水性能的涤棉制成的隔膜袋,套在形状为长方形、上方开口的隔膜架上,以便放入阴极和盛装净化后的电解液。隔膜固定在隔膜架上,以往隔膜架都采用木材制作,使用寿命仅3个月。现在都采用圆钢作骨架,外包环氧村脂或橡胶作防腐层的组装式隔膜架。
下表 硫化镍阳极电解槽的技术性能 | |||
项目 | Ⅰ工厂 | Ⅱ工厂 | Ⅲ工厂 |
生产能力/(t.a-1) | 40000 | 1200 | 600 |
电解槽数/个 | 384 | 44 | 17 |
其中:种板槽数/个 | 38 | 2 | 1 |
造液槽数/个 | 96 |
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电解槽长度/mm | 7340 | 3680 | 7600 |
宽度/mm | 1150 | 1170 | 700 |
深度/mm | 1480 | 1320 | 1200 |
电解槽材质 | 钢筋混凝土衬环氧树脂 | 钢筋混凝土衬环氧树脂 | 钢筋混凝土衬生漆麻布 |
阳极(长×宽×厚)/mm | 860×370×(50~55) | 730×350×35 | 470×650×(25~30) |
阴极片(长×宽)/mm | 880×860 | 850×870 | 490×670 |
每槽阳极数/片 | 38×2 | 19×2 | 41 |
每槽阴极数/片 | 37 | 18 | 40 |
同极中心距/mm | 190 | 190 | 190~200 |
3)酸性造液电解槽
酸性造 液电解槽的壳体材料、尺寸和防腐衬里都与成品电解槽完全相同,不同的是它不用隔膜袋,也就不放置隔膜架,属无隔膜电解槽。
2、阴、阳极的规格
1)阳极
硫化镍阳极的挂耳是在阳极浇铸时预先埋入的铜线环或扁钢环(图2)。我国硫化镍电解精炼厂都采用小型阳极外形规格也有职下要求。
(1)阳极板外形规格为860mm×370mm,厚度50~55mm,阳极板气孔率应控制在是低限度;
(2)表面鼓包高度和气孔深度不大于10mm;
(3)板面弯曲度和气孔不大于10mm;
(4)表面夹渣面积不超过3%;
(5)铜耳线外露部分长250~270mm,且预埋牢固。
2)阴极片(阴极片)是由种板剥离下的镍薄片经压纹、钉耳等工序加工而成的,为了避免阴极边缘生成树枝状结晶,阴极的宽度和衷曲磨洋工都他别比阳极大40~50mm(图3)。
3)种板
目前硫化镍电解厂家都采用钛材作种板(图4)。与不锈钢种板相比,钛种板耐腐蚀性强,始极片易剥离。
新的钛种板由于板面光滑,沉积的镍不易成形,因此在使用前需在预处理。处理方法是将钛种板在含硫酸400~700g/L,80~90℃的水溶液中浸泡0.5~1min取出后用清水洗干净,再用粗砂纸在种板左右两侧用底部打出宽约30mm的光边,套上耐酸橡胶边后即可使用。钛种板使用3~5个月后,需要再用上述方法处理一次。始极片成张率可达95%以上。
3、电解车间直流电路连接
镍电解车间直流电路连接方式一般采用复联法,即每个电解槽内的全部阳极并列相连,全部阴极也并列相连,而槽与槽之间则为串联连接,即所有电解槽都是串联在直流供电线路内。
电解槽的电流强度等于通过槽内各同名电极电流的总和,即所谓槽电流,而槽电压等于槽内任何一对阴阳极之间的电压降。
为了向槽内阴、阳极供电,在电解槽两侧设有槽帮母线,该母线一般是用100mm×10mm的铜板制成,根据总电流的大小采用单片、双片和三片铆合组成的母线。
电解槽在进行出装作业时,一般要进行短路“横电”。“横电”操作是在电解槽两端各用一矩形成或方形棒,将电解槽两侧之槽帮母线连接,使得槽电流从此棒上短路流过,而不再通嗀该槽之阴极和阳极,但是由于镍电解的槽电压高,电流大,此“枫电”方法易造成烧毁母线、放炮、断路停电等事故,现在已在槽头安装了固定“横电”装置,减轻了劳动强度,比较安全可靠。