что такое медный катод

Rosmetsplav

Продажа и скупка изделий из метало сплава

Медь катодная

Медь катодная – медь чистая

Черновая конверторная медь непригодна для технических целей, ее необходимо подвергнуть рафинированию (очистке от примесей), огневому или электролитическому. В результате электролитического рафинирования, представляющего собой электролиз водных растворов или солевых расплавов, получается медь катодная высокой чистоты. Электролиз применяется для глубокой очистки большинства цветных металлов. Название медь катодная получила потому, что при электролизе медь осаждается на катоде. В итоге имеем медные пластины пластинах с ушками.

Наша компания предлагает медь катодную марок М0К, М00К, М1 (классификация по ГОСТ 859-78 «Медь. Марки»). Наиболее чистый сорт меди катодной марки МООК содержит примесей не более 0,001%. В производстве проводниковых изделий применяют марки меди с содержанием примесей не более 0,05 – 0,1%. Висмут, свинец, сера, кислород – наиболее нежелательные примеси в меди.

Электролитную медь катодную для переплавки в проволоку, листы и другие изделия переплавляют в плавильных печах и разливают в слитки различной удобной для прокатки формы. Если необходимо получить легированные медные сплавы, то листы меди катодной режут на части и переплавляют с необходимым для этой цели добавлением легирующих элементов.

&laquo Опубликовано О компании | Комментарии к записи Медь катодная отключены

Источник

Что такое медный катод

Copper cathodes. Specifications

Дата введения 2002-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 503 «Медь»

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 19 от 24 мая 2001 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа
по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 28 августа 2001 г. N 358-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 546-2001 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 марта 2002 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 546-88 (ИСО 431-81)

5 ИЗДАНИЕ (март 2007 г.) с Поправкой (ИУС 7-2002)

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 10.09.2014 N 1067-ст c 01.03.2015

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 1, 2015 год

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на медные катоды, получаемые электролизом водных растворов и предназначенные для производства литых и деформированных изделий из меди и ее сплавов.

Стандарт пригоден для целей сертификации.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 7229-76 Кабели, провода и шнуры. Метод определения электрического сопротивления токопроводящих жил и проводников

ГОСТ 9717.2-82 Медь спектрального анализа по металлическим стандартным образцам с фотографической регистрацией спектра

ГОСТ 9717.3-82 Медь. Метод спектрального анализа по оксидным стандартным образцам

ГОСТ 13938.11-78 Медь. Методы определения мышьяка

ГОСТ 13938.13-93 Медь. Методы определения массовой доли кислорода

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 18242-72* Статистический приемочный контроль по альтернативному признаку. Планы контроля

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007.

ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 21399-75 Пакеты транспортные чушек, катодов и слитков цветных металлов. Общие требования

ГОСТ 22235-2010 Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ

ГОСТ 24231-80 Цветные металлы и сплавы. Общие требования к отбору и подготовке проб для химического анализа

ГОСТ 27981.1-88 Медь высокой чистоты. Методы атомно-спектрального анализа

ГОСТ 27981.2-88 Медь высокой чистоты. Метод химико-атомно-эмиссионного анализа

ГОСТ 27981.5-88 Медь высокой чистоты. Фотометрические методы анализа

ГОСТ 27981.6-88 Медь высокой чистоты. Полярографические методы анализа

ГОСТ 28106-89 Катоды медные. Отбор и подготовка проб и образцов для определения удельного электрического сопротивления

ГОСТ 28515-97 Медь. Метод испытания проб на удлинение спирали

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 представительная выборка: Определенное количество катодов, отобранных из партии, которые в достаточной степени отражают свойства партии в целом и предназначены для отбора точечных проб.

3.2 точечная проба: Проба металла, взятая одновременно из установленной части катода, входящего в выборку.

3.3 объединенная проба: Проба, состоящая из всех точечных проб, характеризующая средний химический состав партии.

3.4 лабораторная проба: Вся или часть объединенной пробы, подготовленная соответствующим образом и являющаяся достаточной для проведения химического анализа.

3.5 контактная подвеска: Петля из медной пластины толщиной до 1 мм и шириной до 100 мм, приваренная или приклепанная к катодной основе и служащая для подвода тока к катоду и подвешивания его к катодной штанге (ушко).

3.6 наросты: Выступы различных размеров, формы и структуры. Различают дендритные наросты и наросты округлой формы.

3.7 цвета побежалости: Окисленные участки в виде пятен и полос различной окраски, обусловленной термическими условиями охлаждения катодов после промывки.

3.8 налет окисленной меди: Участки темного цвета, состоящие из окиси меди, образовавшиеся при хранении катодов во влажной атмосфере.

3.9 налет сульфатов: Локальные образования зеленого или зелено-голубого цвета, возникшие за счет выделения серной кислоты из микропор при поглощении ею влаги из атмосферы.

3.10 следы солей жесткости: Нерастворимые в горячей воде отложения серого цвета (соли кальция, магния и других легких металлов).

3.11 налет солей в местах прикрепления подвесок к полотну катода: Смесь сложного состава из сульфата, карбоната и гидроксида меди, образующаяся по периметру подвески от взаимодействия атмосферы воздуха со следами кислоты, выступающей из зазора между подвеской и полотном при транспортировании и хранении катодов. При транспортировании морским транспортом в состав налета входят также хлориды.

3.12 дендритный нарост: Кристаллическое образование, имеющее древовидную ветвящуюся форму.

4 Технические требования

4.1 Медные катоды по химическому составу должны соответствовать меди марок М00к, М0к, М1к по ГОСТ 859.

Коды ОКП приведены в приложении А.

Пример условного обозначения катодов из меди марки М00к:

4.2 На поверхности и кромках катодов не должно быть дендритных наростов. Допускаются округленные наросты, вросшие в тело катода, а также выступы округлой формы на кромках катодов и пятна (углубления) от удаленных наростов.

4.3 Поверхность катодов должна быть чистой, хорошо отмытой от электролита и шлама и не должна иметь отложений и налета сульфатов меди и никеля и механических загрязнений (кроме древесных остатков после транспортирования).

Допускаются на поверхности катодов цвета побежалости и налет окисленной меди.

Наличие солей жесткости и налета солей на контактных подвесках и в местах прикрепления подвески к полотну катода браковочным признаком не является.

4.4 Катоды поставляют в виде целых катодов с контактными подвесками или без них либо в виде разрезанных катодов.

Форму, размеры и массу катода при необходимости устанавливают в контракте.

4.5 По согласованию (контракту) сторон устанавливаются не предусмотренные настоящим стандартом требования к физическим свойствам катодов (удельному электрическому сопротивлению, спиральному удлинению, плотности, пластичности, структуре осадка и пр.)

Источник

Чтобы попасть в цех электролиза, приходится проехать несколько километров на автобусе: мимо Музея военной техники УГМК, мимо нового выставочного центра ретроавтомобилей, мимо церкви, что стоит на въезде в Верхнюю Пышму.

Сам цех — светлый и просто огромный: вторая очередь производства катодной меди открылась под одной крышей с первой, запущенной в 2012 г., теперь их общая площадь — как у четырех футбольных полей: хоть все екатеринбургские матчи ЧМ-2018 разом проводи!

Только здесь вместо травы — ванны с электролитом. Сверху они укрыты специальной тканью, устойчивой к воздействию кислоты, термостойкой и не пропускающей вредные испарения. Под этой тканью и происходит все самое интересное — рафинирование меди.

Алексей Зыков, мастер цеха электролиза меди, инженер-технолог:

— Принципиально технологии, используемые в первой и второй, новой, очереди, не отличаются. Все как в школьных учебниках физики и химии: два электрода, положительный и отрицательный, — анод и катод. Под действием электрического тока ионы меди с положительно заряженного анода переходят в электролит, а затем осаживаются на отрицательно заряженном катоде. В процессе медь очищается, все примеси остаются в электролите или выпадают в осадок. На катоде остается медь 99,9% чистоты.

Людей в новом цехе немного: как рассказал Алексей Зыков, 448 электролитных ванн, установленных во второй очереди, обслуживаются в круглосуточном режиме. «Работа организована в четыре смены, в каждой — 14 человек. Основное их занятие — контроль: цех максимально автоматизирован, но некоторые операции нужно выполнять вручную», — поясняет инженер-технолог.

Оператор автоматизированных систем управления технологическими процессами — так называется должность человека, который, по сути, в одиночку управляет всеми операциями в цехе. «Передо мной пять рабочих мониторов и несколько огромных экранов — по ним я отслеживаю все, что происходит на каждом участке. Где-то какие жидкости необходимо долить, где повысить или понизить температуру — я могу это сделать отсюда, из операторской. Если какая-то внештатная ситуация, скажем, насос засорился — я тут же получаю оповещение и выполняю необходимые операции, чтобы устранить проблему», — рассказывает о своей работе Евгений Гадюкин.

Сырье для изготовления рафинированной меди — медные аноды.

Это пластины металла, содержание меди в них около 99,4%. Толщина такого анода перед «купанием» в электролите — сантиметров шесть. За время работы (три недели) он станет тоньше минимум в 5 раз: чистая медь осядет на катоде, а сам истончившийся анод отправят в переплавку, чтобы затем снова отправить в цех электролиза.

В новом цехе пластины, на которых осаждается чистая медь, также повторно вовлекаются в производственный цикл. «Это, пожалуй, главное отличие новой технологии от старой. В этой очереди используется так называемая безосновная технология: ионы меди осаждаются на листе нержавеющей стали, а после сдирки — так называется операция, во время которой счищается медь, – стальная пластина обрабатывается и снова идет в ванну», — объясняет инженер-технолог.

Электролит (легкий раствор серной кислоты, доведенный до температуры 65 °С и снабженный определенным количеством поверхностно-активных веществ) постоянно циркулирует в ванне и также снова и снова вовлекается в производственный цикл.

Алексей Зыков:

Снятие медного урожая — процесс многоступенчатый. Вначале катоды (к слову, катодами называется как сама пластина, на которой осаждает медь, так и готовый продукт) достают из ванн. Для этого во второй очереди цеха электролиза установили два крана производства австрийской компании Kunz. Грузоподъемность каждого — 28 тонн.

Виктор Штейнец, крановщик:

— Эти краны могут работать и под присмотром человека, и в автоматическом режиме. Здесь все досконально просчитано: катоды вынимаются из ванны, переносятся к специальной платформе, кран «паркуется» к ней таким образом, чтобы каждая пластина вошла в свой паз. Это важно для дальнейших операций.

Краном можно управлять из кабины, которая расположена на высоте 11 метров от пола — как четырехэтажный дом.

А можно передвигать катоды при помощи специального пульта — он весьма похож на пульт управления детскими машинками.

Вес меди на одном катоде — 110 кг. «Чтобы понять, когда катод «созрел» и его пора вынимать из ванны, делаются специальные расчеты, основанные на данных о силе тока и времени, которое пластина провела в электролите», — поясняет Алексей Зыков.

После выгрузки из ванн катоды отправляются на следующий участок: пластины промывают от электролита, медь сдирают, отбирают пробу для определения химического состава, а затем пакуют для последующей отправки покупателю.

На этом участке — как в песенке из «Приключений Электроника» — делают все роботы: операции выполняют шесть манипуляторов германской фирмы Kuka.

Алексей Зыков:

Упакованные листы грузят на тележки, в каждой стопке — по 24 110-килограммовых медных катода.

После запуска второй очереди электролизного цеха в полную силу (пока технологические процессы отлаживаются, и он работает вполовину планируемой мощности) «Уралэлектромедь» будет выпускать до 320 тыс. тонн медных катодов в год, 160 тыс. тонн — на новом оборудовании. Но на этом УГМК не остановится: в планах компании запустить третью очередь цеха — к ее строительству приступят уже этим летом.

На запуск второй очереди, которую сегодня торжественно открыли губернатор Свердловской области Евгений Куйвашев и генеральный директор УГМК Андрей Козицын, понадобилось пять лет и 4,3 млрд руб. Затраты на третью очередь — и временные, и финансовые — будут сопоставимы с этими цифрами.

Источник

Что такое медный катод

ПРОИЗВОДСТВО СВИНЦА И СПЛАВОВ
ПРОИЗВОДСТВО БАББИТОВ И СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ОЛОВА
ПЕРЕРАБОТКА КАБЕЛЯ

Медь катодная

Медь (Cuprum, от лат. названия острова Кипра) Cu — элемент I группы 4-го периода периодич. системы Д. И. Менделеева, п. н. 29, атомная масса 63,546. Известна с древнейших времен. В природе встречается как в самородном состоянии, так и в виде различных минералов — халькопирит (медный колчедан) CuFeS2, халькозин (медный блеск) Cu2S, малахит СuСО3 • Сu(ОН)2 и др., содержится в живых организмах. Медь — металл красного, в изломе розового цвета, ковкий, тягучий. Отличительными свойствами меди являются высокая электро- и теплопроводность (как проводник тока занимает среди металлов 2-е место после серебра). Химически медь малоактивна, во влажном воздухе на ее поверхности образуется зеленая пленка основного карбоната меди. В соединениях проявляет валентность 1+, 2+. Легко соединяется с галогенами, серой, селеном; растворяется в азотной кислоте. Медь образует комплексные соединения с аммиаком, цианидами и др. Соли меди ядовиты. Более 50% добываемой меди применяется в электротехнической промышленности (чистая медь); большое значение имеют сплавы (латуни, бронзы, мельхиоры и др.).

Чистая медь обладает высокой электрической проводимостью (на втором месте после серебра), пластичностью, коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, а также в ряде химических сред. Медь принято считать эталоном электрической проводимости и теплопроводности по отношению к другим металлам. Характеристики этих свойств меди оцениваются 100 %, в то время как у алюминия, магния и железа они составляют соответственно 60, 40 и 17 % от свойств меди. Медь обладает отличной обрабатываемостью давлением в холодном и горячем состоянии, хорошими литейными свойствами и удовлетворительной обрабатываемостью резанием.

Выпускают четыре марки катодной меди (ГОСТ 859–78), используемых в качестве шихты при получении медных полуфабрикатов и сплавов.

Химический состав различных марок катодной меди

* Сумма нормированных примесей, исключая O, не должна превышать 0,0065 %. Содержание отдельных примесей может корректироваться по соглашению изготовителя с потребителем.

Способ изготовления медных катодов:

Области применения катодной меди

Основные физико-механические свойства меди:

Источник

Электролитическое рафинирование меди

В анодах содержание меди редко превышает 99,2%, дальнейшее почти полное удаление примесей достигается электролитическим рафинированием.

На рис. 94 показана схема электролиза. Электроны движутся от отрицательного зажима источника постоянного тока к положительному (условно движение тока принимается от плюса к минусу). На катоде, представляющем тонкий медный лист — катодную основу, создается избыток электронов, на аноде из меди, подвергающейся рафинированию, происходит «откачка» электронов источником тока. Атомы меди на аноде теряют валентные электроны и, становясь положительно заряженными ионами, переходят в электролит:

На катоде, где имеется избыток электронов, ионы меди присоединяют электроны, разряжаясь, превращаются в атомы меди н осаждаются на катоде:

Убыль меди из электролита пополняется переходом ее с анода.

Другие металлы, содержащиеся в медных анодах в качестве примесей, ведут себя следующим образом: никель, железо, мышьяк и частично сурьма переходят в растворенном виде в электролит. Благородные металлы переходят в нерастворенном виде в шлам. Свинец попадает в шлам в виде PbSO₄. Большая часть сурьмы и олова переходит в шлам.

В ряду напряжений все металлы, находящиеся правее меди, имеют более электроположительные электродные потенциалы; требуется меньшее напряжение электрического тока на электродах для их выделения, поэтому они могли бы ранее или одновременно выделяться с медью. Однако этого не происходит, потому что правее меди находятся металлы, нерастворимые в данном электролите. Все металлы, находящиеся левее меди, имеют менее электроположительные электродные потенциалы, и хотя многие из них растворимы в электролите, но для выделения их на катоде требуется большее напряжение тока, чем для меди.

Рис. 95. Схема электролитического рафинирования меди

Схема электрического рафинирования меди приведена на рис. 95.

Количество осаждаемой меди и расход электроэнергии

Постоянный электрический ток для электролиза меди подается от машинных генераторов или ртутных преобразователей. Сила тока в цепи электролитных ванн равняется 5000 а и более. Катодная плотность тока, равная величине силы тока, приходящейся на 1 м 2 катодной поверхности при производстве меди из вторичного сырья, составляет 170—200 а. При электролизе с растворимым анодом, когда оба электрода медные, потенциалы их в одном растворе практически одинаковы, на выделение меди требуется ничтожно малое напряжение тока. В основном напряжение расходуется на преодоление омического сопротивления электролита и в меньшей степени на другие сопортивления. Для рафинирования меди, полученной из вторичного сырья, напряжение на ванне равно 0,18—0,4 в. Если сила тока равна 1 а, значит каждую секунду по проводнику проходит 1 к (кулон) электричества, а за один час 3600 к. Для выделения одного грамм-эквивалента (грамм-эквивалент равен атомному весу, выраженному в граммах к поделенному на валентность) вещества при электролизе требуется 96500 к, или 96500/3600 = 26,8 а-ч. 1 г-экв двухвалентной меди равен 63,57/2 = 31,78 г.

1 а-ч выделит 31,78/26,8 = 1,186 г. меди.

Для выделения 1 кг меди теоретически требуется 1000/1,186 = 843 а-ч,

а для выделения 1 т меди — 843 000 а-ч.

В производственных условиях на выделение 1 т потребуется тока несколько больше вследствие потерь, в результате коротких замыканий, побочных электрических цепей и т. д. Коэффициент полезного использования тока К_т (выход по току) равен отношению теоретически необходимого количества тока к фактическим его затратам.

Расход электроэнергии на 1 г меди равняется количеству израсходованного тока в ампер-часах, умноженному на падение напряжения между электродами и поделенному на коэффициент использования тока:

Электролитные ванны

Электролитные ванны (рис. 96) объединяются в одном блоке — баке, изготовленном из дерева или кислотоупорного бетона. Несколько баков группируются в серию.

Рис. 96. Ванна для электролиза меди: 1 — анод; 2 — катод; 3 — прямоугольная шина; 4 — треугольная шина; 5 — изоляция (доска)

Число анодов в ванне составляет 25—42; катодов на один больше. Размеры катодов больше анодов по ширине и длине на 25—60 мм. Аноды и катоды в ванне располагают поочередно. Суммарная площадь всех поверхностей катодов, на которых происходит наращивание меди, называется катодной поверхностью.

Уменьшением расстояния между анодом и катодом возможно было бы снизить потери напряжения на преодоление омического сопротивления электролита, но при этом повышается вероятность замыканий между анодом и катодом вследствие коробления катодной основы или неравномерности отложения меди на катодах. При электролизе меди расстояние между одноименными электродами делают в пределах 105—110 мм. Аноды подвешивают в ванне так, чтобы между нижними концами анодов и днищем ванны оставалось расстояние 150—200 мм, необходимое для сбора шлама. Зазор между краями и стенками ванны равен 65—85 мм.

Ванна внутри облицовывается рольным свинцом или винипластом. Для поступления электролита устроены специальные карманы или трубки. В донной части ванны сделано отверстие для удаления шлама, закрываемое во время процесса электролиза пробкой. При сифонном удалении шлама отверстие в дне ванны отсутствует.

Ванны подключаются к источнику постоянного тока последовательно, а одноименные электроды в ванне включаются параллельно. Подвод тока к бакам осуществляется основными шинами прямоугольного сечения. По ваннам ток распределяется промежуточными шинами треугольного сечения.

Электролит

Составной частью электролита при электролизе меди являются медный купорос CuSO₄•5H₂O и техническая серная кислота (купоросное масло). Купоросное масло должно быть очищено от механических и химически связанных примесей. Концентрация медного купороса в электролите составляет; при производстве медных катодов 120—160 г/л, при производстве катодных основ 130—160 г/л. Водные растворы медного купороса являются слабыми проводниками электрического тока. Другая составляющая электролита — раствор серной кислоты — является хорошим проводником электрического тока. Введение в состав электролита серной кислоты сильно снижает его омическое сопротивление, вследствие чего улучшаются показатели по расходу тока. Содержание свободной серной кислоты в электролите составляет; при производстве медных катодов 125—180 г/л, при производстве катодных основ 100—160 г/л.

Для нормального ведения процесса электролиза меди необходимы циркуляция и подогрев электролита. Циркуляцию электролита осуществляют перекачиванием его кислотоупорными насосами в баки, из которых электролит самотеком поступает к ваннам. При расположении ванн по каскаду электролит последовательно проходит через несколько ванн. Скорость циркуляции по отдельным ваннам серии следует поддерживать одинаковой. Из ванн электролит отводится трубопроводом в сборный бак, из которого перекачивается снова в напорные баки. Перед поступлением в напорные баки электролит подогревается посредством паровых змеевиков, при этом повышается электропроводность и улучшается качество катодного осадка. Температура электролита должна быть 55—60°; слишком сильный нагрев электролита вызывает большой расход пара, а повышенное испарение влаги из электролита ухудшает условия работы в цехе. Для пополнения испарившейся воды в циркуляционную систему вводят конденсат, добавка водопроводной воды не допускается.

При уменьшении концентрации ионов меди в электролите и повышении концентрации примесей электродный потенциал меди становится менее электроположительным и может стать равным или меньше потенциала какой-либо примеси. Это приведет к тому, что примесь начнет выделяться на катоде. Во избежание осаждения примесей концентрацию ионов меди в электролите следует поддерживать в течение всего процесса электролиза в допустимом интервале. Обогащение электролита медью достигается введением в циркуляционную систему медного купороса; избыточное количество его удаляется в процессе регенерации.

Накапливающиеся в электролите примеси ухудшают его свойства: повышается вязкость, снижается электропроводность, вследствие этого ухудшается качество катодного осадка. Основными примесями при электролизе вторичной черновой меди являются: никель, сурьма, свинец. Для обновления состава электролита и удаления из него примесей периодически выводят из циркуляционной системы часть электролита на регенерацию.

Добавки в электролит

Регенерация электролита

Обновление электролита достигается выводом части его из системы циркуляции. Количество отбираемого электролита определяется пределами допустимой концентрации наиболее характерной примеси — никеля. С увеличением концентрации сульфата никеля повышается сопротивление электролита, ухудшаются условия осаждения шлама и образования осадка меди, а также повышается содержание никеля в катодной меди. На Московском медеплавильном заводе единовременный вывод электролита на регенерацию составляет 50—55 м 3 при содержании 170—180 г/л NiSO₄ • 7H₂O.

В специальном регенеративном отделении выведенный электролит подвергают электролизу с нерастворимыми анодами, в качестве которых используют листовой свинец толщиной около 5 мм. При электролизе с нерастворимыми анодами достигается разложение CuSO₄ с выделением на аноде кислорода и образованием серной кислоты, а на катоде осаждается медь. Напряжение разложения равно разности электродных потенциалов анода и катода. Практически требуется напряжение на ванне 2,3—2,5 в.

Процесс осаждения меди длится около 20 час. После электролиза с нерастворимыми анодами электролит (8—10 г/л CuSO₄ • 5H₂O; 160—180 г/л NiSO₄ • 7H₂O и 180—200 г/л H₂SO₄), направляют на вакуумную выпарку, а затем раствор, насыщенный сульфатом никеля, нагретый до 60—70°, поступает на кристаллизацию. Никелевый купорос в кристаллическом виде является готовой продукцией. Маточник, содержащий до 600 г/л H₂SO₄, возвращают в процесс электролиза меди. Выделенная на катоде регенеративная медь имеет высокое содержание примесей. Она используется в плавильном цехе.

Производство катодов

Перед загрузкой анодов серию выключают, циркуляцию электролита останавливают. Проверяют уровень электролита в ваннах, излишки удаляют сифоном. На борты ванн укладывают бруски из сухого дерева или винипласта и хорошо Промытые трехгранные медные шины. Аноды взвешивают и загружают по плавкам. С одной стороны аноды опирают на изоляционный брусок, с другой стороны — на шину. Расстояние между анодами устанавливают по мерной рейке. Анод в ванне должен быть установлен строго вертикально. Для скорейшего прогрева электролита циркуляцию включают до окончания операции загрузки анодов.

Катодные основы перед завеской должны быть хорошо выправлены и иметь крепко приклепанные ушки. Перед завеской контакты анодов и трехгранные шины продувают паром. Ломики, на которые подвешивают катодные основы, промывают перед этим горячей водой, подкисленной серной кислотой. Ломики просовывают через ушки катодных основ и при завеске катодов устанавливают одним концом на шину, другим — на изоляционный брусок.

Рис. 97. Инструмент и приспособления, применяемые при электролизе:
1 — кардолента для зачистки контактов; 2 — крючок для правки положения анода а ванне; 3 — крючок для устранения замыканий анода н катода снизу; 4 — переносный индикатор тока (электрощуп); 5 — деревянная пешка подкладывается для выправки положения анода в ванне; 6 — ломик для правки катода; 7 — зубило для съема катодных основ

Прежде чем включить серию, проверяют отсутствие коротких замыканий катодных основ с анодами или стенками ванн, а также правильность расположения ломиков на шинах. Верхние края анодов и катодных основ должны находиться ниже уровня электролита. Серии включают, когда температура электролита становится не ниже 40°. Через каждый час замеряют температуру электролита. Через 3—6 час. производят правку катодов, для чего катоды поштучно вынимают и расправляют, а затем вновь завешивают. Инструмент, используемый при электролизе, приведен на рис. 97. Короткие замыкания обнаруживаются электрощупом, на них указывает падение напряжения, нагревание ломиков и мест контактов. Повышение напряжения указывает на загрязнения контактов. Контакты чистят кардолентой. Устранение замыканий и чистка контактов улучшают процесс электролиза и повышают коэффициент использования тока (выход по току).

Аноды находятся в электролитных ваннах 22—30 дней. Наращивание катодов длится 6—15 дней. Таким образом, одной партии анодов достаточно для образования в 2—4 раза большего числа катодов. При работе серии на третьем или четвертом сроке сработавшиеся аноды заменяют подсадом—годными к использованию анодами, отобранными из анодных остатков. Подсад предварительно выправляют.

Для обеспечения нарашивания меди на ушках, чтобы предупредить обрыв катодов, регулируют уровень электролита в ваннах посредством установки свинцовых колец в лотки ванны. Верхние края катодов при этом должны быть погружены в электролит на 5—10 мм. Катодное отложение меди должно иметь мелкокристаллическую структуру и гладкую поверхность.

Катоды из серий вынимают мостовым краном с применением приспособления для захвата катодов — «бороны».

Некоторое время катоды выдерживают над ванной для стенания электролита и затем подают на промывку водой или обработку паром для удаления электролита и после контроля транспортируют на склад. От каждой серии отбирают два катода в качестве пробы на химический анализ. Перед выгрузкой анодных остатков подачу в ванну электролита прекращают. Анодные остатки отмывают от шлама, сортируют, несработавшиеся возвращают в цикл электролиза в качестве подсада. Отработанные анодные остатки отправляют в плавильный цех. После выгрузки анодных остатков старые изоляционные бруски удаляют.

Требования к качеству медных катодов

Производство катодных основ

Катодные основы изготовляют из маточных листов, получаемых электролитическим осаждением меди на матрицах. Новые матрицы перед употреблением промывают водой, подкисленной серной кислотой, протирают, сушат, а затем обрабатывают раствором, содержащим 6—8 г/л сернистого натрия. Перед установкой их тщательно протирают тряпкой, после чего наносят равномерный слой смазки, состоящей из 1 части жирового солидола и 6—8 частей керосина.

Медь осаждается электролитическим способом на обеих сторонах матриц слоем 0,25—0,7 мм. Для облегчения сдирки маточных листов матрицы по краям имеют риски, на которых осадок образуется в виде плены, легко счищаемой зубилом. В последнее время матрицы стали изготавливать с фальцами из кислотоупорной пластической массы — фаолита. Если имеются фальцы, осадок меди по краям матриц не образуется, что значительно облегчает сдирку маточных листов.

Матрицы, погнутые или с изогнутыми ломиками, к посадке в ванны не допускаются.

В ваннах матричных серий применяют электролит с повышенным содержанием медного купороса и уменьшенным содержанием серной кислоты. Электролит используется более чистый: с меньшим содержанием примесей, с увеличенным количеством добавок, улучшающих структуру осадка. Температура электролита не должна превышать 56°, так как повышение температуры вызывает растворение смазки, наносимой на матрицы.

Периодически следует проверять правильность расположения анодов и матриц в ваннах и отсутствие коротких замыканий.

Матрицы с нарощенными осадками вынимают посредством «бороны». Одновременно допускается вынимать не более половины матриц из ванны; количество таких ванн должно быть не более четырех в серии. Вынутые матрицы выдерживают над ваннами для стекания с них электролита, после чего подают на промывку и затем на специальные станки для сдирки листов. На станках матрицы последовательно подаются на вращающуюся рамку, которая позволяет снять листы с обеих сторон матриц без ручного кантования. Листы подрезают по рискам, а если имеются фальцы, сдирку ведут отрывом листов в верхней части матриц. После приклепывания ушков и правки на вальцах катодные основы годны к употреблению.

Матрицы вновь зачищают, погнутые выправляют, затем смазывают и направляют снова на электролитическое получение маточных листов.

Удаление шламов

Накапливающийся в ваннах шлам не реже 1 раза в 2 месяца удаляют. Ванны отключают от циркуляционной системы; после отстаивания и удаления основной части электролита шламовую пульпу удаляют через отверстие в дне ванны или путем сифонирования, а иногда вычерпывания в специальную шламовую бадью. После фильтрации шламовой пульпы осветленный электролит подают в циркуляционную систему, а отделенный от жидкости шлам поступает на переработку в шламовое отделение для извлечения благородных и других металлов.

Источник