科技成果-节能高效强化电解平行流技术

1、科技成果一一节能高效强化电解平行流技术适用范围有色金属行业电解精炼工序行业现状世界铜电解工艺自问世以来，已有140多年历史，现有常规电解 工艺主要采用始极片电解和永久不锈钢阴极电解两种方式，是典型的 高能耗行业。最早采用传统的始极片工艺生产电解铜，其电流密度一 般在250A/m2以下。此后，不锈钢阴极及专用机组的应用可以使电流 密度提高到280-330A/m2。虽然较低的电流密度降低了铜冶炼的电能 消耗，但蒸汽消耗量巨大，存在生产效率低、综合能耗高、生产成本 大等问题，电解工序综合能耗普遍在100-140kgce/t。而高效强化电解 平行流技术有效解决了高电流密度下浓差极化和阳极钝化等技术难

2、题，并于2011年6月应用生产，电流密度可稳定在420A/m2以上， 节能效果显著。成果简介1、技术原理电解液以0.5m/s-2.5m/s高速度在靠近阴极板侧下部强制平行喷 射进入阴阳极板间，给电解液提供动能，阴极表面电解液向上运动， 阳极表面电解液向下运动，电解液在阴极和阳极之间形成“内循环”， 消除浓差极化，同时带动阳极板表层阳极泥快速沉降，打破阳极钝化 相膜，消除阳极钝化，从而实现高电流密度生产。高电流转化的热能 可满足电解液热平衡，加热蒸汽消耗降低约85%，节能效果显著。2、关键技术（1）平行流电解精炼新工艺技术通过对电解反应机理研究及计算机仿真，开发出具有自主知识产 权的平行流电解新

3、工艺，解决了高电流密度下电解浓差极化这一世界 难题，生产效率和电解产能提高50%。（2）高杂阳极铜的射流电解精炼新技术通过对阳极铜中杂质元素在电解过程中反应行为研究及试验，开 发出具有自主知识产权的射流电解精炼新技术，解决了阳极泥漂浮和 阳极钝化难题，实现高电流密度条件下处理高杂阳极铜的突破，A级 阴极铜率100%。（3）平行流电解工艺成套装备系统技术根据新工艺技术原理及特点，开发出平行射流技术装备PFD/PFP； 开发出采用变频泵直接供液的成套循环系统装备；开发出平行射流互 联网+智能化控制系统配套平行流电解工艺，首次实现高电流密度的 智能化铜电解大工业生产。3、工艺流程采用电解液由循环槽经

4、变频泵直接给电解槽供液，取消了传统电 解循环系统中的高位槽，电解槽供液采用侧面给液方式或采用两侧给 液方式通过进液装置的喷嘴流出，由槽面两端溢流出的电解液汇总后 返回循环槽。同时在出装槽作业时，利用变频泵与循环电解液的压力 联锁，调节对电解槽的给液量，实现对电解槽给液的自动调节。通过 平行流装置对阴极板的准确定位，电解装槽过程中加上全自动电解装用吊车与电解槽间的准确定位，带有阴极定位器的平行流装置对电解 系统实现了全自动生产。传统电解工艺与新型平行流电解工艺流程图 分别见图1和图2。图1传统电解工艺流程图图2平行流电解工艺流程图主要技术指标1、电流密度:420A/m2；2、电流效率：98%；3

5、、蒸汽单耗：0.11t/t铜;4、产能：同等装备情况下，产能提高50%。技术水平该技术已获得国家发明专利2项，实用新型专利8项，参与制定 国家标准2项，并于2015年8月通过中国有色金属工业协会组织的 科技成果评价，于2016年获得中国有色金属工业科学技术奖一等奖。 目前该技术成果已在山东阳谷祥光铜业、中国黄金集团河南中原黄金 冶炼厂等先后应用，并在西班牙、奥地利等国的铜业生产线上推广使 用。典型案例典型用户：阳谷祥光铜业有限公司、西班牙大西洋铜业冶炼厂等典型案例1项目名称：阳谷祥光50万t电解阴极铜工程项目建设规模：年产50万t阴极铜工程。建设条件：采用永久不锈 钢阴极工艺及装置基础上，在电

6、解槽安装平行流装置，配套高电解液 循环装置组织生产。主要技改内容：项目主要在原有1440个电解槽 上安装平行流装置，由循环槽经变频泵直接给电解槽供液，取消了传 统电解循环系统中的高位槽。主要设备为1440套平行流装置PFD和 4套电解液循环装置。节能技改投资额11200万元，建设期两年。每 年可节能28500tce，碳减排量75240tCO2。年节能经济效益为3600 万元，投资回收期约4年。典型案例2项目名称：西班牙大西洋铜业26万t电解阴极铜工程项目建设规模：年产26万t阴极铜工程，建设条件：采用永久不锈 钢阴极工艺及装置基础上，在电解槽安装平行流装置，采用配套的高 电解液循环装置组织生产。主要技改内容：在720个电解槽内安装平 行流装置，采用平行流电解精炼工艺作业制度。主要设备为720套平 行流装置PFD和2套电解液循环装置。节能投资额5600万元，建设 期两年。每年可节能15000tce，碳减排量39600tCO2。年节能经济效 益1900万元，投资回收期约3年。市场前景高效强化平流技术不