Заказать звонок
Навиком
Адрес местонахождения:  150007, г.  Ярославль, ул.  Университетская, 21, Институт Микроэлектроники и Информатики РАН, корпус "А".  
+7 (4852) 74-11-21 +7 (4852) 74-15-67
Навиком
Адрес местонахождения:  150007, г.  Ярославль, ул.  Университетская, 21, Институт Микроэлектроники и Информатики РАН, корпус "А".  
+7 (4852) 74-11-21 +7 (4852) 74-15-67

8:00–17:00 по Москве

navicom.org
Обратный звонок
Введите Ваш номер телефона и наш менеджер свяжется с вами для уточнения деталей и сообщит стоимость
Имя
Телефон или эл. почта
Защита от автоматического заполнения
img

Электролитическое рафинирование меди

       Рафинирование – заключительный этап в цепочке получения из медной руды «чистого» металла. Он состоит из двух последовательных этапов – пирометаллургическое и электролитическое рафинирование. В первом черновая медь (содержит до 4% примесей) обрабатывается в печах и из неё удаляются все примеси, кроме включений серебра, золота, селена и теллура, при этом чистота основного металла может достичь 99,6%. Во втором с помощью электролитических ванн получают полностью очищенную медь, доля примесей в которой не превышает 0,001%.

     Рассмотрим подробнее процесс электролитического рафинирования. Речь идёт исключительно о промышленном производстве, в работе чаще всего используются гальванические ванны объемом 4-12 м3 метра, в качестве электролита выступает смесь из сернокислой меди (CuSO4), подкисленной серной кислотой (H2SO4). В смесь погружаются аноды из меди, прошедшей пирометаллургическое рафинирование, и катоды из «чистой» меди. В ходе электролиза все примеси остаются в растворе электролита, а на катоде оседает очищенный металл. После завершения процесса катод, по сути, представляет собой готовый слиток меди, который можно как отправить предприятиям-потребителям напрямую, так и переплавить в слитки или иной требуемый тип проката. Часть «вымытых» из меди примесей оседает на дно ванны (т.н. шлам), в дальнейшем их можно подвергнуть последующей переработке с целью получения ценных металлов. 

       Промышленный процесс электролитического рафинирования предполагает работу с большими объёмами металлов, электролитов и, как следствие, высокие сопутствующие затраты (стоимость электролитов, электричество, потери и т.д.). В ходе рафинирования анод («загрязнённая» медь) постепенно растворяется, теряя в объёме – часть примесей оседает на дно ванны, часть растворяется в электролите. При этом «чистая» медь «нарастает» на катоде, постепенно увеличивая его в размерах. Начальная фаза изображена на рисунке ниже.

 fjnhsr.jpg

  

       В рафинировании меди применяется такое понятие как экономическая плотность тока – плотность тока, при которой затраты электроэнергии на получение 1 тонны чистой меди будут минимальными (не путать с таковой при расчете сечения проводов, когда идет расчет электрических потерь в ЛЭП). При этом время процесса зачастую бывает не оптимальным или вовсе не принимается во внимание из-за решающей роли стоимости электричества. Так, в среднем на растворение анода требуется 20-30 суток, а катоды достигают оптимального размера за 6-12 суток при стандартной плотности тока 170-200 А/м2 и напряжении между анодом и катодом 0,3-0,4 В. Расход электроэнергии при этом составляет в среднем 230-350 кВт*ч на 1 тонну меди.

       Тем не менее, время тоже является важным фактором, напрямую влияющим как на себестоимость процесса получения медного проката, так и на общую производительность предприятия. Уменьшить время процесса рафинирования можно одним способом – увеличением плотности тока до более высоких, по сравнению со стандартными, значений. При этом, разумеется, придётся изменять многие параметры процесса, чтобы использование токов высокой плотности оставалось в рамках «экономической плотности». Для выполнения этого условия в ход идут различные методики, дополняющие друг друга:

1) Поиск сочетаний поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые улучшают свойства электролита, 

2) Использование различных схем циркуляции электролита, позволяющих повысить скорость до 20 л/мин на 1 см2 поверхности (при этом плотность тока может достигать 860 А/м2), 

3) Применение реверсного тока в процессе рафинирования. Оптимальным на данный момент является соотношение прямого и реверсного тока 200:10. Этот метод является в настоящее время самым эффективным, но требует надёжного источника питания, позволяющего генерировать импульсы тока, строго соответствующие заданным параметрам.


       Все описанные выше средства в настоящее время активно исследуются и совершенствуются на многих металлургических предприятиях в России и за рубежом. Основной их целью является не только ускорение процесса, но и обеспечение его непрерывности и повышение эффективности, в том числе экономической.

       Первые два способа, как правило, обкатываются непосредственно на предприятиях в ходе экспериментов – проверяются новые комбинации ПАВ, меняется состав электролита, строятся новые системы подачи электролита для повышения скорости его циркуляции. Использование же реверсных токов зачастую становится самым доступным методом – для его внедрения в промышленный процесс достаточно изменить схему питания гальванической ванны, применив современный источник тока и обеспечив циркуляцию электролита. 

       Хорошим решением этой задачи будет использование источников питания российского предприятия «Навиком», разрабатывающего источники питания для промышленного применения.



Похожие новости