0前言
河南豫光金鉛股份有限公司是亞洲最大的電解鉛生產(chǎn)基地，鉛精煉生產(chǎn)一直采用傳統(tǒng)的小極板電解工藝。2008年公司擴(kuò)建國內(nèi)首條“一步煉鉛生產(chǎn)線”，與之配套的精煉生產(chǎn)，是公司首次引進(jìn)的由長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)、年產(chǎn)量10萬噸的大極板生產(chǎn)線，陰、陽極板鑄造采用日本進(jìn)口的自動化排板機(jī)組。該工藝具有能耗低，處理量大，自動化程度高等特點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)于2010年7月全部投產(chǎn)。
投產(chǎn)初期，在陽極板鑄造過程中，經(jīng)常在下部出現(xiàn)0-30mm厚度的泡沫狀固態(tài)鉛(俗稱“泡沫鉛”)，在裝槽后電解過程中，“泡沫鉛”以絮狀漂浮到液面，造成大量連電現(xiàn)象，降低電鉛產(chǎn)量及質(zhì)量，嚴(yán)重制約生產(chǎn)。公司采取一系列相應(yīng)的措施，使該問題得以解決。
1“泡沫鉛”的產(chǎn)生及影響
1.1 “泡沫鉛”的產(chǎn)生
該公司引進(jìn)的自動排板機(jī)組中，陽極板鑄造工藝區(qū)別于傳統(tǒng)的平模鑄造，采用的是立模鑄造技術(shù)。當(dāng)液態(tài)除銅鉛注入模具時(shí)會產(chǎn)生一定量的上升氣泡，與鉛液中的微量雜質(zhì)一起漂浮上來，在陽極板的上層凝固形成“泡沫鉛”，影響電解過程的正常進(jìn)行。
1.2 “泡沫鉛”對生產(chǎn)的影響
陽極板帶“泡沫鉛”對生產(chǎn)的影響非常大，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：第一，電解過程中，“泡沫鉛”漂浮到液面，在陰陽極板之間搭橋，使短路、連電現(xiàn)象增多，降低電解電效及產(chǎn)量，直流電耗增高，部分“泡沫鉛”附著在陰極片上，嚴(yán)重影響電鉛質(zhì)量;第二，在處理已產(chǎn)生“泡沫鉛”陽極板時(shí)會造成立模工序停產(chǎn)，影響裝槽數(shù)量，制約生產(chǎn);第三，重新熔鑄處理帶“泡沫鉛”的陽極板造成勞動強(qiáng)度的增大和燃料成本的增加。
2解決措施
2.1 除銅鉛質(zhì)量的控制
該系統(tǒng)除銅工序采用的是傳統(tǒng)的除銅設(shè)施，還原爐所產(chǎn)的液鉛通過鉛包進(jìn)入除銅鍋，用氧化爐熔鑄的塊鉛或電解工序返回的殘片降溫。達(dá)到溫度要求后用鋸末攪拌至渣鉛分離，達(dá)到除銅目的。為了徹底解決除銅“泡沫鉛”問題，我廠進(jìn)行了一系列的生產(chǎn)實(shí)踐。
2.1.1 實(shí)驗(yàn)一：
表1 除銅溫度、硫磺加入量、陽極板Cu含量與電鉛產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)
由上表可以看出一鍋粗鉛要通過兩遍攪拌和撈渣，第一遍要求液溫420-430℃，當(dāng)二次除銅溫度控制在340℃-360℃之間時(shí)，除銅效果較好，陽極板Cu含量低于0.04%無“泡沫鉛”產(chǎn)生，電鉛產(chǎn)量較高。
2.1.2實(shí)驗(yàn)二：為了降低生產(chǎn)成本我們又進(jìn)行了降低硫磺加入量及縮短攪拌時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐，具體見下表：
表2 除銅溫度、硫磺加入量、陽極板Cu含量與電鉛產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)
由上表可以看出第二遍要求溫度低于350。每次攪拌時(shí)間約30-40分鐘，當(dāng)二次除銅溫度保持在340℃-360℃時(shí)，攪拌時(shí)間控制在40min，硫磺加入20kg，這樣生產(chǎn)出的除銅鉛含銅經(jīng)化驗(yàn)基本能達(dá)到要求，效果較好。
我廠通過對攪拌溫度和攪拌時(shí)間不斷調(diào)整和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)二遍攪拌溫度在350±10℃，攪拌時(shí)間達(dá)到40-60分鐘，除銅效果最好。溫度過低液鉛處于半熔狀態(tài)，渣鉛分離不充分;溫度過高液鉛對銅的溶解度增加。在撈渣作業(yè)上，現(xiàn)場曾試驗(yàn)：二遍正常撈渣后，再進(jìn)行人工撈凈殘留細(xì)渣，達(dá)到液面無眼見渣料的程度，然后進(jìn)行鑄片。基本上能消除“泡沫鉛”。但是根據(jù)現(xiàn)有的操作條件，需要投入的人力和時(shí)間太大，影響正常生產(chǎn)的進(jìn)行。所以撈渣操作只能維持原操作，盡可能把渣撈干凈。于是對除銅作業(yè)要求做如(表三)修正：
表三 除銅作業(yè)要求
2.2 立模鑄造溫度的控制
按新的除銅操作要求，生產(chǎn)出來的合格除銅鉛，在陽極板鑄造時(shí)“泡沫鉛”的厚度明顯減小，但仍然不能消除，于是該公司開始通過溫度調(diào)整來控制鑄片時(shí)氣泡的上升程度。當(dāng)溫度調(diào)整到370-380℃區(qū)間時(shí)，“泡沫鉛”不再出現(xiàn)，當(dāng)?shù)陀谶@一溫度時(shí)，鑄片時(shí)液鉛冷凝過快，形成大量殘片。高于這一溫度時(shí)“泡沫鉛”就又開始出現(xiàn)。經(jīng)分析，應(yīng)該是在370-380℃這一溫度下鑄片，產(chǎn)生的氣泡與微量雜質(zhì)在上升過程中就被冷凝，不能大量集中在上部形成“泡沫鉛”。
2.3 立模澆鑄速度的控制
隨著生產(chǎn)的正常進(jìn)行，該公司開始對系統(tǒng)的產(chǎn)能進(jìn)行控潛。陽極鑄造工序通過調(diào)整澆鑄速度來提高產(chǎn)量。原設(shè)計(jì)立模鑄造產(chǎn)能為80-85片/小時(shí)，當(dāng)速度調(diào)整至超過100片/小時(shí)時(shí)，澆鑄過程產(chǎn)生的氣泡量增加，“泡沫鉛”又明顯出現(xiàn)。最終立模鑄造速度調(diào)整為90-95片/小時(shí)，能夠保證正常生產(chǎn)。
3效果分析
該公司通過一系列措施的實(shí)施，“泡沫鉛”現(xiàn)象基本杜絕，各項(xiàng)指標(biāo)也都得到優(yōu)化，產(chǎn)量也很快達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下表是對是否有“泡沫鉛”影響的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：
表四 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
4結(jié)束語
該公司首次引入“鉛電解大極板生產(chǎn)線”工藝，在試產(chǎn)中，陽極板鑄造過程中生成“泡沫鉛”，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)，于是首先分析產(chǎn)生原因，然后有針對性的對生產(chǎn)工藝進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)整，首先通過提高除銅鉛質(zhì)量來減少鑄片時(shí)產(chǎn)生的氣泡和雜質(zhì)的數(shù)量，再通過溫度的調(diào)整來防止氣泡和雜質(zhì)集中冷凝形成“泡沫鉛”，然后通過對立模澆鑄的調(diào)整在保證陽極板質(zhì)量的前提下挖掘生產(chǎn)潛能，使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定，電效、析鉛直流電耗均達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
聲明：
“鉛精煉大極板工藝“泡沫鉛”的產(chǎn)生及處理” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：河南豫光金鉛股份有限公司
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