2. Текущее обслуживание электролизных товарных ванн

   1. Циркуляция электролита

Для нормальной работы электролизной ванны и получения качественного катодного осадка надо обеспечить каждую ячейку необходимым количеством католита (25-30 л/ч), одновременно выводя из ванн такое же количество анолита для очистки его от примесей, т. е. создать оптимальную скорость циркуляции электролита. Необходимая скорость подачи католита в ячейку обеспечивается установкой на циркуляционные шланги калиброванных насадок, имеющих отверстие диаметром 2,2 мм. Это обеспечивает получение качественного катодного осадка и одновременно создает необходимое превышение уровня католита в диафрагме над уровнем анолита в ванне для предотвращения проникновения в диафрагменную ячейку более тяжелого анолита. Это превышение должно составлять 50-80 мм и обуславливается разностью плотностей анолита и католита и протекаемостью диафрагменной ткани. Исходя из этого, при выполнении любой операции на ванне необходимо постоянно следить за нормальной циркуляцией электролита, т. е. за поступлением его в каждую ячейку и нормальной работой сифонного устройства. При длительной задержке поступления католита (более 10-12 мин) из-за засорения насадки и ниппеля циркуляционной гребенки, разрыва шланга и др., уровень электролита в диафрагме падает, в результате чего катод прирастает к диафрагменной ячейке и она прогорает. Поэтому насадки и ниппели необходимо систематически прочищать заостренной тонкой стальной проволокой, циркуляционные шланги по мере необходимости заменить новыми. Нельзя использовать насадки с диаметром более 2,2 мм, т. к. это неоправданно увеличивает общую циркуляцию на ванне и уменьшает подачу католита на другие ванны.

При малейшем разрыве или прогорании диафрагменных ячеек, внутрь ячейки проникает анолит и загрязняет катодный осадок примесями, а при значительном разрыве – уровень католита падает настолько, что происходит прирастание катода к диафрагменной ткани и выход диафрагмы из строя. Поэтому диафрагму необходимо немедленно заменить новой или реставрировать. Признаками повреждения диафрагмы являются: падение уровня католита, подгорание катодных ушек, появление на поверхности катода зашламленных пятен и медной губки, быстрое окисление катодной штанги из-за сильного разогрева. Вновь установленную диафрагму перед пуском ячейки в работу необходимо промыть в течение 2-3 часов увеличенной струей католита, для чего насадку временно снимают.

Постоянное наблюдение за нормальной циркуляцией электролита в ванне и состоянием диафрагм является обязанностью всех членов звена электролизников водных растворов.

Схема слива и передачи анолита из ЭЛЗУ-1 в ГМУ представлена на рисунке 18. Схема подачи католита на серию электролизных ванн представлена на рисунке 19.

2. Влияние плотности тока на качество катодного осадка

Загрузку (завешивание) никелевой основы в ванну производят перед пуском ее в работу после замены анодов, чистки ванны от шлама или ее ремонта, после каждой выгрузки никелевых катодов в течении анодной кампании. В последнем случае завешивание основы производят одновременно с выгрузкой катодов без остановки ванны. При этом разрешается вынимать из ванны одновременно не более 7 катодов в соответствии с правилами техники безопасности для электролизников, обслуживающих электролизные ванны, а так же в связи с тем, что максимально допустимой плотностью тока на катоде является плотность тока 360 А/м².

Действительно, при силе тока 22 кА с количеством катодов в ванне 41 штука – средняя плотность тока равна 320 А/м². При выгрузке 7 катодов она составляет 375 А/м², т. е. увеличивается на 17%. Такое резкое увеличение плотности тока заметно ухудшает качество катодов (увеличивает дендритообразование, появление питтингов и вероятность загидрачивания) сокращает срок службы диафрагм, а так же может привести к перегоранию катодных ушек.

Вследствие того, что никелевые аноды по своей структуре и химическому составу очень неоднородны, а их масса и геометрическая форма отклоняются в ту или другую сторону от заданного значения, через некоторое время после начала растворения анодов их массы и площади поверхности будут отличаться друг от друга, что обязательно приведет к большому различию в значениях плотности тока на различных участках ванны (парах электродов) и на различных участках одного и того же катода.

Иными словами, осаждение никеля на катоде происходит неравномерно. Это особенно сильно проявляется в ваннах с значительно изношенными анодами (на 50% и более), но и в ваннах с только что завешенными анодами неравномерность осаждения никеля проявляется практически всегда, хотя и в меньшей степени, вследствие неровностей поверхности анодов и невозможности добиться идеальной симметрии при завешивании электродов. Менее всего эта неравномерность заметна через 4-5 суток растворения анода, т. к. к этому времени поверхности анодов значительно выравниваются, а площадь анода еще не уменьшается.

Различная плотность тока на отдельных участках катода уже через несколько часов после завешивания основы искривляет катод из-за появления в нем внутренних напряжений и в дальнейшем может привести к заклиниванию его в диафрагменной ячейке, ослаблению или исчезновению электрических контактов между ушками и штангой, прирастанию его поверхности к диафрагменной ткани и даже к короткому замыканию электродов и прогоранию диафрагмы.