彭 滔
(深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠,廣東 韶關(guān) 512300)
從以往傳統(tǒng)濕法煉鋅實(shí)際實(shí)施情況來看,大體上包含了多方面,分別是焙燒、浸出、凈化和電解沉積等多個(gè)階段,其中,鋅的電解沉積主要是采取電解方式將純金屬鋅從硫酸鋅水溶液內(nèi)有效提取出來,屬于濕法煉鋅工藝中極為重要的一項(xiàng)流程,從中來看,無論是鋅電積車間工藝技能還是裝備情況等,都直接決定了濕法煉鋅領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際發(fā)展趨勢(shì)。在陰極辦內(nèi),剝離金屬鋅極為繁瑣且復(fù)雜化,周圍工作條件非常的惡劣,面臨著極高的勞動(dòng)壓力。在最近幾年中,鋅電積車間陰極處理自動(dòng)化裝備得到了快速發(fā)展,是從國外引進(jìn)各項(xiàng)新型設(shè)備的基礎(chǔ)上開展了定值設(shè)計(jì)以及升級(jí)工作[1]。
本文結(jié)合實(shí)際情況對(duì)剝鋅洗刷裝備布置進(jìn)行合理劃分,具體分為以下幾方面類型。
所謂雙線型式,主要是配置有著獨(dú)立性特征的剝鋅線以及洗刷線,采取行車方式把電解槽內(nèi)的陰極板運(yùn)輸?shù)絼冧\線內(nèi),完成剝鋅機(jī)剝鋅工作以后,根據(jù)行車運(yùn)輸?shù)较此⒕€內(nèi),完成洗刷工作以后返回電解槽中。將雙線型式應(yīng)用到鋅大極板電積中,由于極板有著尺寸和重量大的特征,因此需要采取自動(dòng)行車的方式實(shí)施極板轉(zhuǎn)運(yùn)操作。此種類型在我國得到了普遍應(yīng)用。雙線型式的布置圖如下所示。
圖1 雙線型布置圖
從圖中來看,廠房布置兩項(xiàng)電解槽,把剝鋅線以及洗刷線布置在廠房一側(cè),另外一端為陽極處理領(lǐng)域,通常裝設(shè)陽極清洗和拍平設(shè)備。
對(duì)于小C型式來講,也需要配置剝鋅線以及洗刷線,和雙線型式相比較來看有一些差別存在,剝鋅線和洗刷線之間增設(shè)了橫向移載裝置,可以使剝鋅線中已經(jīng)剝完的極板依照移載方式運(yùn)輸?shù)较此⒕€內(nèi),以此確保工作高效率開展。在鋅小極電積車間中對(duì)小C型式的應(yīng)用力度極為廣泛,這主要是因?yàn)樾O板與大極板比較來看要輕盈很多,對(duì)此,可以采取橫向移載裝置達(dá)到極板基于剝鋅線和洗刷線之間有效交互的目的,其中,在布置相關(guān)設(shè)備時(shí),應(yīng)當(dāng)為廠房提供剝鋅領(lǐng)域,遵循的基本工藝要點(diǎn)表現(xiàn)為陰極板通過行車吊出電解槽以后放置于剝鋅線內(nèi),在移動(dòng)小車的基礎(chǔ)上運(yùn)輸極板,依照預(yù)處理形式以后實(shí)施機(jī)械預(yù)剝離工作,送往剝鋅機(jī)位置,完成剝鋅操作以后借助移載裝具運(yùn)輸?shù)较此⒕€內(nèi),通過洗刷處理以后運(yùn)輸?shù)街骺鐑?nèi),行車吊裝到電解槽中。
一般情況下,是在中小極板車間對(duì)大C型式進(jìn)行有效應(yīng)用。該項(xiàng)類型的操作原理為從橫向移載內(nèi)設(shè)置陰極處理的有關(guān)設(shè)備,有效保存出板工位,整體形狀呈現(xiàn)出了C現(xiàn)象。首先,在電解槽內(nèi)利用吊車把極板調(diào)運(yùn)到人板輸送裝置內(nèi),運(yùn)輸?shù)綑M向移載以后實(shí)施預(yù)剝離以及機(jī)械式剝離操作,完成作業(yè)以后運(yùn)輸?shù)匠霭遢斔脱b置內(nèi),使用吊車吊裝到電解槽中。從實(shí)際情況可以看出,該種類型的型式由于優(yōu)勢(shì)極高因此得到了普遍應(yīng)用,各項(xiàng)領(lǐng)域?qū)ζ涞年P(guān)注度大。
對(duì)于鋅電積車間陰極處理設(shè)備來講,包含的關(guān)鍵設(shè)備有很多種類型,分別是剝鋅機(jī)組、洗刷機(jī)組等多方面。本文對(duì)此種現(xiàn)象進(jìn)行了逐一論述以及探討。
其一,鋅電積設(shè)備實(shí)際發(fā)展情況。在濕法鋅冶煉發(fā)展初期階段中,由于生產(chǎn)規(guī)模不大,因此經(jīng)常應(yīng)用小電解槽陰陽極板,鋅電積只是對(duì)簡(jiǎn)單的起重設(shè)備以及熔煉設(shè)備加以裝設(shè),或者是人工方式吊裝陰極板,對(duì)于設(shè)備性能無太高的要求,維護(hù)起來極為便利。我國大部分企業(yè)紛紛引進(jìn)了完善的成套鋅電積設(shè)備,各項(xiàng)設(shè)備都有著獨(dú)立的控制系統(tǒng),運(yùn)行效果良好,安全性高,可以快速反應(yīng)出安全元件對(duì)于過程區(qū)域產(chǎn)生的一系列影響以及設(shè)備運(yùn)行的聯(lián)動(dòng)關(guān)系,這些都可以通過上位機(jī)清楚的體現(xiàn)出來。
第二,鋅電積生產(chǎn)線設(shè)備維護(hù)問題。伴隨著設(shè)備的日益完善,相關(guān)企業(yè)已經(jīng)制定了相應(yīng)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃,同時(shí)落實(shí)了一系列標(biāo)準(zhǔn)體系,表現(xiàn)為潤滑檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、維修標(biāo)準(zhǔn)等方面,依照設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況加以分析。大多數(shù)領(lǐng)域應(yīng)用了精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備管理方式,可是管理體系具備獨(dú)立性特征,設(shè)備點(diǎn)檢查運(yùn)維十分的分散化,數(shù)據(jù)記錄區(qū)域抽象性。通過制定有關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu),將數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄下來,不過該項(xiàng)記錄難以精準(zhǔn)體現(xiàn)出設(shè)備具體運(yùn)行狀態(tài),以往傳統(tǒng)且滯后的檢修方式等已經(jīng)不符合當(dāng)代動(dòng)態(tài)管理多維度要求了。
當(dāng)前階段,應(yīng)用剝鋅機(jī)期間,涉及到了兩項(xiàng)形式。第一,板動(dòng)刀不動(dòng)的類型,應(yīng)用剝刀加以固定,極板上下進(jìn)行動(dòng)作,可以將該項(xiàng)形式應(yīng)用到雙線型工藝布置方面。極板采取兩邊吊鉤帶動(dòng)逐漸朝著上部進(jìn)行運(yùn)動(dòng),剝刀合攏以后全面剝離處于陰極板內(nèi)的鋅片。第二,采取刀動(dòng)板不動(dòng)的形式。確保極板處于良好的固定狀態(tài),剝刀實(shí)施上下動(dòng)作方式,在小C型以及大C型內(nèi)的工藝布置中應(yīng)用特別的廣泛??梢栽诓竭M(jìn)裝置內(nèi)有效固定極板,主剝離刀采取自上而下的形式有效剝離附著于陰極板內(nèi)的鋅片。
對(duì)于剝鋅以后的陰極板來講,由于表面有著諸多的雜質(zhì),因此使重回電解槽電積累以后無法對(duì)鋅片進(jìn)行全面的剝離,基于此,在電解槽的前期階段中,需要有效清理陰極板。通過相關(guān)實(shí)踐表明,整潔且干凈的陰極板進(jìn)一步提升了剝鋅的效率,整體效果有效體現(xiàn)了出來。需要認(rèn)識(shí)到的一點(diǎn)是,雖然洗刷機(jī)和剝鋅機(jī)原理上來講處于相同的狀態(tài),可是包含的工作方式卻是不一樣的,具體如下所示。第一,采取板動(dòng)滾刷不動(dòng)的方法。通常情況下,應(yīng)用新型的框架類型結(jié)構(gòu),采取兩邊吊鉤發(fā)帶動(dòng)極板朝上運(yùn)動(dòng)的方式,依照基本要求對(duì)極板下降現(xiàn)象是否需要沖洗加以探究。第二,采取滾刷動(dòng)板不動(dòng)的方法。在橫向移載裝置內(nèi)固定極板,滾刷處于驅(qū)動(dòng)裝置的條件下實(shí)施動(dòng)作,將極板洗刷干凈,此種方式在小C型和大C型工藝布置內(nèi)應(yīng)用極為廣泛。
從實(shí)際工作開展現(xiàn)狀可以看出,鋅片本身的附著力伴隨著電解液內(nèi)F離子的具體含量波動(dòng)現(xiàn)象而發(fā)生一系列改變。經(jīng)過探究表明,在F離子整體含量上升的情況下,鋅片處于陰極板中形成的附著力也會(huì)隨之增大,導(dǎo)致剝鋅成功概率下降。要想將工藝波動(dòng)引起的問題徹底解決,通常是將預(yù)剝離裝置設(shè)置到剝鋅機(jī)內(nèi)。目前采取的預(yù)剝離設(shè)備包含了兩點(diǎn),分別是振動(dòng)預(yù)剝離,使用高頻氣錘對(duì)鋅片表面輕輕敲擊,鋅片和陰極板由于不同的形變量而使兩者發(fā)生間隙,可以加快鋅片剝離的速度。另外一方面,則是預(yù)剝離小刀和陰極板挨著,處于鋅片與陰極板內(nèi)形成開口,便于采取主剝刀直接鏟下鋅片。
對(duì)于完成剝離以后的鋅片而言,應(yīng)當(dāng)利用碼垛機(jī)組設(shè)備運(yùn)輸?shù)杰囬g內(nèi),該項(xiàng)設(shè)備產(chǎn)生的效果極高,作用良好。當(dāng)收集鋅片時(shí)以皮帶、鏈條和輥道運(yùn)輸方式為主,綜合性對(duì)車間設(shè)備工藝實(shí)際布置情況加以考慮。在生產(chǎn)期間要想進(jìn)一步強(qiáng)化鋅片碼垛的質(zhì)量。將性能體現(xiàn)出來,加快運(yùn)輸效率,可以把鋅片對(duì)其裝置安裝到碼垛裝置內(nèi)。并且從頂部對(duì)壓緊裝置進(jìn)行規(guī)范性設(shè)計(jì),從一定程度上確保鋅片剁自身的穩(wěn)定性和安全性。
在鋅電積車間內(nèi),需要以工藝配置的優(yōu)點(diǎn)為主,做好相關(guān)的布局操作,從總圖布局、業(yè)主需求、自動(dòng)化水平、遵循的設(shè)計(jì)理念等多方面入手。不過從實(shí)際情況來看,以往老舊廠房鋅電積車間剝鋅片自動(dòng)化內(nèi)的廠房空間結(jié)構(gòu)較為狹窄一些,存在著極板吊運(yùn)半自動(dòng)化現(xiàn)象,這就需要以小型結(jié)構(gòu)為主,引進(jìn)占地面積極少風(fēng)結(jié)構(gòu),提升自動(dòng)化程度,減少成本輸出,以此和老舊廠房自動(dòng)化剝鋅改造優(yōu)化布置要求相符合。
通常來講,電解槽的高度極高,當(dāng)把剝鋅機(jī)和電解槽放置到相同標(biāo)高中的話,可以利用接片裝置使剝離的鋅片調(diào)到一層碼垛,根據(jù)垂直空間減少設(shè)備實(shí)際占地面積。在布置大產(chǎn)能鋅電積累廠房期間,都會(huì)應(yīng)用多項(xiàng)類型的陰極處理設(shè)備,綜合性對(duì)設(shè)備通用處理能力加以考慮和分析,統(tǒng)一布置人板輸出鏈以及出板速輸出鏈,為后期檢修和維護(hù)陰極設(shè)備性能提供良好的依據(jù),與基本要求相符合。
表1 陰極板的各項(xiàng)定義
對(duì)于陽極板表面來講,從電積期間形成了相關(guān)的二氧化錳以及其他固體沉積物,相關(guān)人員需要將這些物體徹底清理干凈,保持陽極板通平行,這是目前維護(hù)期間的一項(xiàng)要點(diǎn),本身決定了陰極鋅質(zhì)量和電流效率的提升。使用吊鉤的陽極行車從槽內(nèi)吊取出陽極板,平均每一次吊出大約為1/3槽的陽極板。完成陽極板吊出工作以后,放置于陽極小車內(nèi),陽極小車自動(dòng)將陽極板運(yùn)輸?shù)阶詣?dòng)化拍平機(jī)中,同時(shí)在返程途中將已經(jīng)整理完成的陽極板重新運(yùn)輸?shù)揭呀?jīng)吊起的陽極板電解槽內(nèi),操作人員重點(diǎn)檢驗(yàn)陽極板性能和質(zhì)量,以免發(fā)生安全方面的問題。在抬起拍平板以后,周圍高壓水噴嘴將陽極板有效的清理干凈,一直到了拍平板頂端后,拍平板對(duì)陽極板循環(huán)拍,保持平整后把陽極板放置于陽極小車中,進(jìn)入下一道清洗和拍平流程,一直反復(fù)操作。
采取真空系統(tǒng)實(shí)施掏槽工作,操作期間,沿著電解槽的方向使用硬管吸取槽中的陽極泥,明確各項(xiàng)要點(diǎn),用安裝在陽極行車上的輔助提升機(jī)的特殊吊鉤將陽極板和陰極板吊走。應(yīng)當(dāng)明確認(rèn)識(shí)到的一方面是,當(dāng)完成了掏槽作業(yè)以后,需要采取清水對(duì)真空掏槽系統(tǒng)加以清洗,保持整潔性。
當(dāng)前,陽極準(zhǔn)備在陽極拍平機(jī)相鄰地方完成。陽極準(zhǔn)備區(qū)的行車把新陽極板從一樓吊起,將新陽極板放入陽極鍍膜槽中。
從以上論述來看,在鋅電積車間內(nèi),陰極處理屬于極為重要的一方面流程,以往階段中主要是采取人工操作方式,面臨著巨大的勞動(dòng)強(qiáng)度以及壓力。處于10kt/a鋅電積車間內(nèi)實(shí)施剝鋅片以及陰極板沖刷作業(yè),引進(jìn)專業(yè)性強(qiáng)且經(jīng)驗(yàn)豐富的人員,同時(shí)借助剝鋅洗刷自動(dòng)化設(shè)備使鋅電積車間的設(shè)備化自動(dòng)程度呈現(xiàn)出良好的提升狀態(tài)。當(dāng)前階段,面臨的首要難點(diǎn)是采取何種方式對(duì)鋅電積車間布置自動(dòng)化設(shè)備是關(guān)鍵所在,其除了和相關(guān)工藝參數(shù)有著密切的聯(lián)系之外,而且還和基本操作方式有關(guān)。本文全面整合了鋅電積車間陰極板處理設(shè)備的工藝布置形式以及設(shè)備具體應(yīng)用現(xiàn)象,以此合理設(shè)計(jì)鋅電積車間,促使工作安全開展,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的目標(biāo)。