- •1. Основные сведения о производственном подразделении 5
- •2. Физико-химическая сущность процесса электролиза 6
- •3. Характеристика исходного сырья, реагентов и основных технологических материалов 23
- •1. Описание технологического процесса электролизного участка по операциям 32
- •1. Характеристика основного оборудования 58
- •9.3.2. Серная кислота 77
- •Основные сведения о производственном подразделении
- •Физико-химическая сущность процесса электролиза
- •Никель, его свойства и применение
- •Основные понятия и законы электролиза
- •Анодные процессы
- •Катодные процессы
- •Роль диафрагмы и скорости циркуляции при электролитическом рафинировании никеля
- •Влияние условий процесса электролиза на качество катодных осадков
- •Влияние условий процесса электролиза на химический состав катодных осадков
- •2.6.2. Влияние условий процесса электролиза на внешний вид катодных осадков
- •Характеристика исходного сырья, реагентов и основных технологических материалов
- •Аноды никелевые черновые годные (никелевые аноды)
- •Католит подкисленный фильтрованный цэн
- •Серная кислота
- •Фильтрат карбонатного передела
- •Титановые матрицы
- •Основные технологические материалы
- •Описание технологического процесса электролизного участка по операциям
- •Получение никелевых основ
- •Получение листов никелевой основы
- •Заполнение электролизных ванн электролитом
- •Пуск электролизной ванны в работу
- •Съем листов никелевой основы
- •Текущее обслуживание матричных электролизных ванн
- •Обработка листов никелевой основы
- •Получение катодного никеля
- •Подготовка ванн к работе
- •Загрузка анодов и основ
- •Текущее обслуживание электролизных товарных ванн
- •Циркуляция электролита
- •Влияние плотности тока на качество катодного осадка
- •Правка основы
- •Правка катодов
- •Замена сработанных анодов
- •Промывка катодного никеля
- •Изготовление полипропиленовых каркасов
- •Особенности получения катодного никеля в элзу-3
- •Отмывка диафрагм от солей электролита и шлама
- •Выщелачивание дереводеталей
- •Основные виды нарушений технологического процесса электролизного участка и способы их устранения
- •Характеристика основного оборудования
- •Электролизные ванны
- •Оснастка электролизной ванны
- •Анолитные сборники
- •Оборудование для промывки никелевых катодов
- •Оборудование для промывки никелевой основы
- •Оборудование для отмывки штанг и шунтов
- •Оборудование для изготовления никелевой основы
- •Оборудование для изготовления диафрагм
- •Оборудование для обслуживания электролизных ванн
- •Контроль, управление и метрологическое обеспечение технологического процесса
- •Основные положения
- •Статистические методы управления качеством продукции
- •Контроль технологического процесса
- •Характеристика конечных продуктов
- •7.1 Катодный никель (электролитный никель)
- •7.2 Анолит
- •Анодный скрап (скрап чернового никеля)
- •Первичная пульпа никелевого шлама (никелевый шлам)
- •Характеристика отходов электролизного участка
- •Требования безопасности
- •Вредные производственные факторы
- •Средства защиты
- •Действие вредных веществ на организм человека
- •Серная кислота
- •Борная кислота
- •Водород
- •Дихлорэтан
- •Энерговодовоздухоснабжение
- •Энергоснабжение
- •Водоснабжение
- •Воздухоснабжение
- •Список нормативной и технической документации
Особенности получения катодного никеля в элзу-3
Вследствие наличия никелевых анодов с повышенным содержанием меди (аноды РНБ-5, ОКБ) в электролизном участке может быть организована их отдельная переработка на 11 серии электролизных ванн (ЭЛЗУ-3).
Высокомедистые никелевые аноды в процессе электролиза склонны к пассивированию, что влечет за собой возрастание напряжения на ванне до 3,5-6,5 В и увеличение миграции примесей (Со, Fe, Cu) из анодного в катодное пространство. Рост напряжения приводит к отгоранию контактных ушек никелевой основы. Вышеперечисленные факторы не позволяют вести процесс электрорафинирования никелевых анодов с повышенным содержанием меди в обычном режиме. Использование титановых матриц с надежным токоподводом вместо никелевой основы для осаждения катодного осадка позволили исключить отгорание контактной части, а увеличение скорости подачи католита (25-30 л/ч) в диафрагменную катодную ячейку – увеличить перепад уровней анодного и катодного пространства, что снизило скорость миграции примесей в катодную ячейку.
Продолжительность наращивания катодного осадка на титановых матрицах 3-6 суток. Масса одного листа катодного осадка от 20 до 40 кг.
Сборка и обслуживание электролизных ванн с использованием титановых матриц аналогичны товарным электролизным ваннам ЭЛЗУ-1, 2.
Отмывка диафрагм от солей электролита и шлама
Диафрагма, прослужившая 3-4 месяца, подлежит сортировке и отмывке.
Диафрагменный мешок и деревянный или полипропиленовый каркас, из которых состоит диафрагма, имеют на своей поверхности и порах выкристаллизовавшийся электролит, в состав которого входят сульфаты и хлориды никеля, меди, кобальта, железа, натрия, а также серная и борная кислоты. На поверхности и порах диафрагменного мешка (ткани) находится шлам, который проник из растворившегося чернового никелевого анода в процессе электролиза. В состав шлама входят сульфиды меди, никеля, кобальта, а так же углерод и оксиды кремния. На шламовых частицах ассоциированы тончайшие классы драгоценных металлов (платины, палладия, родия, рутения, осмия, иридия, золота и серебра).
Отработавшие свой срок диафрагмы при выгрузке отмываются электролитом, находящимся в ванне, от шламовых частиц. При наличии воды дополнительно промываются водой.
Выщелачивание дереводеталей
Дереводетали, поступившие в цех, подвергают выщелачиванию от органических соединений в специальном баке фильтратом карбонатного передела из ГМУ. Выщелаченные дереводетали используют для сборки диафрагменной катодной ячейки.
Основные виды нарушений технологического процесса электролизного участка и способы их устранения
Таблица 10 - Основные виды нарушений технологического процесса электролизного участка и способы их устранения
|
Нарушение |
Причина нарушения |
Способ устранения |
Матричный передел |
|||
|
|
Короткие замыкания на диафрагменных ячейках |
Отслаивание катодного осадка от матрицы |
Матрица подлежит химической обработке в растворе серной кислоты |
|
|
Получение жестких и рваных никелевых листов |
Высокий рН католита (более 3,0) |
Откорректировать католит до заданного значения рН |
|
|
Повышение жесткости и скручиваемости никелевых листов |
Низкий рН католита (менее 1,4) |
То же |
|
|
Появление тонких рваных никелевых листов |
Наличие больших заплат на диафрагменной ткани; Плохой контакт в системе матрица-штанга, штанга-шина; Применение чрезмерно сработанных анодов |
Заменить диафрагму
Обеспечить хороший контакт Заменить аноды |
|
|
Появление трещин на верхней и нижней кромках никелевых листов |
Низкая температура электролита (ниже 60оС) |
Поднять температуру электролита до 70-80оС |
|
|
Появление трещин по всему полотну никелевой основы |
Наличие органики в электролите |
Исключить попадание органики в электролит |
Продолжение таблицы 10
|
Нарушение |
Причина нарушения |
Способ устранения |
Товарный передел |
|||
|
|
Недостаточное поступление католита в ячейку |
Низкая скорость циркуляции католита из-за порыва шлангов, трубопровода и т. п. |
Прочистить насадку, шланг, проверить целостность шланга и трубопровода Проверить наличие насадок на соседних ячейках. Отсутствующие установить Проверить поступление католита из напорного бака в гребенку Проверить показания прибора, контролирующего поступление электролита в циркуляционную систему |
|
|
Отсутствует перепад уровней католита и анолита |
Порыв диафрагменной ткани |
Проверить поступление католита в диафрагменную ячейку Проверить целостность диафрагмы Неисправную диафрагму заменить |
|
|
Появление омеднения полотна катодного осадка по нижней кромке |
Поступление более тяжелого анолита в катодную диафрагменную ячейку |
Убедиться в достаточной скорости циркуляции электролита Проверить перепад уровней католита и анолита |
Продолжение таблицы 10
|
Нарушение |
Причина нарушения |
Способ устранения |
Товарный передел |
|||
|
|
Загидрачивание катодного осадка |
Повышение плотности тока на отдельных катодах в ванне |
Убедиться в надежности контактов в соседних ячейках ванны Заменить чрезмерно сработанные аноды. Контакты восстановить, промыть их водой |
|
|
Появление на поверхности осадка шероховатости, острых, игольчатых дендритов |
Снижение протекаемости диафрагм |
Диафрагменные поры зашламлены, диафрагму промыть Снижение рабочей поверхности диафрагм вследствие наклеивания заплат при ремонте диафрагм. Диафрагму заменить. |
|
|
Задендриченный катодный осадок |
Наличие взвеси в катодной ячейке |
Извлечь из ванны диафрагму, удалить шлам с ее дна, диафрагму тщательно промыть |
|
|
Загидрачивание и омеднение осадка |
Нет горизонтальности верхней кромки диафрагм |
Установить диафрагму строго вертикально |
|
|
Зашламление катодного полотна (черный порошкообразный налет) |
Проникновение шлама в катодную ячейку |
Заменить поврежденную диафрагму Увеличить разность уровней католита и анолита до 30-80 мм |
|
|
Омеднение ушек, образование ветвистых дендритов |
Повышение содержания меди в католите |
Немедленно сообщить мастеру участка и оператору |
|
|
Резкое ухудшение осадка (шелушение, хрупкость, растрескивание, питтингообразование) |
Попадание в католит органических веществ. Применение не выщелаченных или плохо выщелаченных дереводеталей |
Не допускать применения не выщелаченных дереводеталей |
|
|
Образование гидратов |
рН католита выше установленной нормы |
Подкислить католит |
Окончание таблицы 10
|
Нарушение |
Причина нарушения |
Способ устранения |
Товарный передел |
|||
|
|
Расслаивание катодных осадков |
Нет целостности в структуре катодного осадка и основы |
Установить номер матричной ванны, на которой были получены листы никелевой основы, и проверить технологические параметру получения листов никелевой основы Не загружать в ванны загидраченную основу |