电解沉积锌的主要设备 续.doc

5 3电解沉积锌的主要设备 续5.3.4剥锌机组锌电积车间的正常操作主要是出装槽和剥锌。目前国内只有大型电锌厂实现了机械化出装槽，但剥锌都是人工操作，劳动强度大。一个年产10104t锌的锌电积车间，平均日产274t，当电流密度为600Am2，每片阴极沉积面积为0.9m2时，每天要剥两万张阴极。随着技术的进步，采用大阴极进行电积锌生产被愈来愈多的生产厂家所青睐，这就需要有相适应的吊车运输系统及机械剥锌自动化系统。剥锌机的出现就很好地适应这一要求。目前，已有四种不同类型的剥锌机用于生产，其工作原理分别简述如下：（1）Marghera港铰接刀片式剥锌机：将阴极侧边小塑料条拉开，横刀起皮，竖刀剥锌；（2）比利时Balen两刀式剥锌机：剥锌刀将阴极片铲开，随后刀片夹紧，将阴极向上抽出；（3）日本三片式剥锌机：先用锤敲松阴极锌片，随后可移式剥锌刀垂直下刀进行剥离；（4）日本东邦式剥锌机：使用这种装置时，阴极的侧边塑料条是固定在电解槽里的，阴极抽出后，剥锌刀即可插入阴极侧面露出的棱边，随着两刀下移完成剥锌过程。每片阴极锌剥离时间为618s，且剥锌与研磨极板在同一机内完成。（研磨刷板是清刷阴极铝板表面的污物，并使铝板表面重新形成一层致密氧化铝层的过程，以利于锌沉积及剥离。）其中比利时巴伦电锌厂的自动机械剥锌装置，投资和生产费用较低，效果良好。出装阴极的吊车为框架结构，逐行逐槽地将需要剥锌的阴极从槽内提出来，装在极片运输车上送去剥锌，运回空白阴极装入槽内。同时采用计算机控制吊车出装槽、控制机械剥锌和码堆。生产实践证明，采用机械剥锌对节约基建投资、提高劳动生产率效果非常明显。已实现机械剥锌和计算机控制的锌电积车间的共同特点是：采用较低的电流密度（300400A/m2），延长剥锌周期为48h，增大有效阴极面积。这些工厂只有0.51的阴极需要人工剥锌，大大节约了劳动力。图57是一种锌片铲剥机构的示意图。开始剥离时，两把铲刀2同时向前伸出一段距离，压滚气缸8动作，使铲刀紧贴阴极板。此时另一侧的V型档板7使阴极板保持在规定位置上。铲刀从锌片的左上角插入锌片与阴极板之间，阴极板提升气缸3将阴极板向上提升一小段距离以便铲开一个缺口，然后铲刀顺势从一侧向另一侧水平进刀，使锌片的上方全宽上开缝，继之铲刀位置保持不变，利用提升气缸将阴极板继续上提，以使锌片从阴极板上完全剥离下来。图57锌片铲剥机构简图l铲刀驱动气缸；2铲刀；3阴极板提升气缸；4阴极板；5锌片；6V型档块气缸；7V型档块；8压滚气缸5.3.4供电设备、电路联接与电解槽的排列电解车间的供电没备主要是整流器，一般有硅整流器和水银整流器两种。由于硅整流器具有整流效率高、无汞毒、操作维护方便等优点而被多数厂采用。选择整流器时应满足总电压和电流强度的要求。锌电解车间的电解槽，少则数十个，多则数百个。工厂中往往是数十个槽纽成一列，若干列组成一个供电系统。电解槽按行列组合配置在一个水平上，构成供电回路，一般按双列配置，可为28列，最简单的配置是由两列组成一个供电系统。图58为两列，组成一个供电系统的配置。每列电解槽内交错装有阴、阳极，依靠阳极导电头与相邻一槽的阴极导电头采用夹接法(或采用搭接法通过槽间导电板)来实现导电。列与列之间设置导电板，将前一列的最末槽与后一列的首槽相接。导电板的断面按允许面积电流1.01.2A/mm2计算。因此，在一个供电系统中，列与列和槽与槽之间是串联的，每个槽的阴、阳极分别是并联的。一般联接列与列和槽与槽的导电板为铜板，电解车间与供电所之间的导电板用铝板或铜板。图58电解槽排列与电路联接图5.3.5电解液的冷却设备如前所述，电解沉积锌时应控制电解液温度在3545之间，而不应超过4550。为此，在电解液进入电解槽之前如超过这个温度，需要进行冷却。冷却的方法有三种：蛇形管槽内冷却、空气冷却塔冷却和真空蒸发冷冻机冷却。这三种冷却方式的特点列于表511。 蛇形管槽内冷却，比较简单，只在电解槽进液端安置蛇形管，通以冷却水即可。但此法受到当地气温限制，冷却效率低；占去电解槽有效体积，因而已被淘汰。表511三种方式的特点冷却方式优点缺点槽内冷却设备简单，容易上马，动力消耗少。间接热交换的水消耗大；受地区条件限制；电积槽利用系数小；耗用较多有色金属真空蒸发冷却不受地区气候条件限制，能保证电积液达到较低温度，电积槽利用系数大；由于蒸发水分，可增加洗渣水量，降低渣中水溶锌，从而提高锌的直收率设备制造较复杂，投资大，蒸汽和水消耗量大，能耗高，经营费用高，须经常清理结晶。空气冷却塔冷却设备制造比较简单，不消耗水和蒸汽，电积槽利用系数大，经营费用低，可蒸发部分水份，操作维修方便电积液的循环量较大真空蒸发冷却法，是在冷却机内进行。利用高压蒸气从喷嘴以1200m/s速度喷出，使蒸发器内成为负压，通过其中的电解液便开始沸腾，水分吸收热量而蒸发，温度迅速下降。此法可蒸发电解液中的水分，这就为充分洗涤浸出渣提供了条件；冷却速度快，冷却效率也较高，但投资很大，运行费用也高，虽曾经被大量采用。但目前继续便用的并不多。空气冷却塔必须根据冷却要求和地区气候条件进行设计选。按通风方式，空气冷却塔可分为自然通风和机械通风(强制通)两类；按被冷却电积液与空气流动方向，可分为逆流式和横流两类；按被冷却液喷洒成的冷却表面形式，分为点滴式、点滴薄式、薄膜式和溅水式四种；按外围结构方式，分为敝开式和密闭式两类；在机械通风中，又分为抽风和鼓风两种。表512为我国设计的鼓风式玻璃钢冷却塔系列中空气冷却塔特性。表512鼓风式玻璃钢冷却塔系列项目WBL50WBL40WBL30WBL24WBL12.5塔体尺寸BLH (mm)冷却介质冷却液量(m3h)冷却面积m250151080010025锌电解液2503005050151080010025锌电解液2503004050151080010025锌电解液2503003050151080010025锌电解液2502450151080010025锌电解液6812.5冷却温度进液出液4041353641354041353641355045鼓风机型号风量(m3h)风压Pa电机型号功率kW25104250Y200L262225104250Y200L26221820104196245Y200L1618.51820104196245Y200L1618.547500370JD02F61864.58.5如溶液含酸具有腐蚀性、含悬浮物、有钙盐和镁盐结晶物析出、冷却幅宽不大、冷却后溶液温度要求比较严格和溶液损失要小等，应采用具有较好捕滴装置的强制鼓风逆流喷水式的空气冷却塔。目前国内各电锌厂采用的冷却塔大都属于此类型。它的工作原理是：电积液从上至下通过空气冷却塔，而在该塔的下部强制鼓风，使空气在与溶液逆流运行的过程中，带走大量蒸发的水分，达到降低电积液温度的目的。冷却塔可分为圆形、方形或长方形断面，一般能力较大的冷却塔宜采用长方形。如比利时一电锌厂的冷却塔为长方形，长8m，宽4m，高8m，最大送风量为220000Nm3/h，每小时喷洒溶液150200m3。水分蒸发量约为加入的新电积液量的914，循环的溶液量约为加入新液量的1015倍。为减少电积液的损失和排出空气夹带酸雾量，应设有较好捕装置。捕滴装置由波形捕滴器和冷液过滤丝网组成，丝网厚度100mm。捕滴层愈厚，捕滴效果愈好，但增加了风机的阻力。空气冷却塔是借助于增湿鼓入塔内空气来蒸发电积液中的水分和利用鼓入的冷空气与热电积液两者温度差的热传导，而降低被冷却的溶液温度。因此，进塔空气温度和相对湿度越低，冷却能力则越大。在工业上，常称被冷溶液出塔温度与进塔湿空气温度差为冷却幅高；被冷液进塔与出塔温度差为冷却幅宽。冷却幅高越大，冷却幅宽越小，其冷却能力越大。实践中，冷却幅宽一般为510。空气冷却塔安装在室外，应尽可能高出附近建筑物的房顶标高，以免捕滴装置损坏时排出的湿空气可能夹带酸雾