濕法冶金設(shè)備水溶液電解設(shè)備

1、8.1 水溶液電解設(shè)備水溶液電解設(shè)備1 概述（電解基礎(chǔ)知識）概述（電解基礎(chǔ)知識）2 電解槽電解槽2.1 電解槽結(jié)構(gòu)及尺寸計算電解槽結(jié)構(gòu)及尺寸計算2.2 電解槽絕緣及防腐電解槽絕緣及防腐2.3 電極及電極材料電極及電極材料3 供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)3.1 整流器整流器3.2 輸電線路輸電線路4 電解液循環(huán)系統(tǒng)電解液循環(huán)系統(tǒng)1 概述概述電解池和原電池的異同電解池和原電池的異同內(nèi)容內(nèi)容原電池原電池電解池電解池電極名稱電極名稱正極正極負(fù)極負(fù)極陰極陰極陽極陽極電極反應(yīng)電極反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)電子移動方向電子移動方向負(fù)極負(fù)極導(dǎo)線導(dǎo)線正極正極負(fù)極負(fù)極導(dǎo)線導(dǎo)線陰極陰極

2、 陽極陽極導(dǎo)線導(dǎo)線正極正極能量轉(zhuǎn)變能量轉(zhuǎn)變將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解類型電解類型電解精煉法電解精煉法(簡稱電解法簡稱電解法)和電解沉積法和電解沉積法(簡稱電積法簡稱電積法)，如圖，如圖1所示。所示。電解法采用可溶陽極電解法采用可溶陽極，而，而電積法采用不可溶陽極電積法采用不可溶陽極。電解精煉通常是火法冶金過程的最后精煉工序；電解精煉通常是火法冶金過程的最后精煉工序； 電解沉積通電解沉積通常是濕法冶金過程的最后精煉工序。常是濕法冶金過程的最后精煉工序。圖圖 1 電解精煉和電解沉積電解精煉和電解沉積電解池電解池與外電源正極相接與外電源負(fù)極相接發(fā)生還

3、原反應(yīng)，是陰極。Cu2+2eCu(s)發(fā)生氧化反應(yīng)，是陽極。Cu(s) Cu2+2e理論分解電壓理論分解電壓理論分解電壓：使某電解質(zhì)溶液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時所必須外加的最小電壓，在數(shù)值上等于該電解池的可逆電動勢：( )()EE理論分解可逆實(shí)際分解電壓實(shí)際分解電壓()()()()()EEEIRE分解可逆不陽可逆不可逆陰 要使電解池順利地進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)，除了克服可逆電動勢外，還要克服由于極化在陰、陽極上產(chǎn)生的超電勢 和 ，以及克服電池電阻所產(chǎn)生的電位降 。這三者的加和就稱為實(shí)際分解電壓。()陽()陰IR顯然實(shí)際分解電壓的數(shù)值會隨著通入電流強(qiáng)度的增加而增加。隨著槽電壓的增加，隨著槽電壓的增加， I開始

4、變化開始變化很小，接著很小，接著I迅速增加，此時是電迅速增加，此時是電極反應(yīng)以明顯速度進(jìn)行的最小電極反應(yīng)以明顯速度進(jìn)行的最小電位差，即位差，即實(shí)際分解電壓（實(shí)際分解電壓（D點(diǎn)）。點(diǎn)）。將直線外延至將直線外延至I =0處，得處，得E分解分解值，值，這是使電解池不斷工作所必需外這是使電解池不斷工作所必需外加的最小電壓，稱為加的最小電壓，稱為理論分解電理論分解電壓壓。E分分解解電流I電壓E123電流與槽電壓電位差的關(guān)系曲線極化作用極化作用極化 當(dāng)電極上無電流通過時，電極處于平衡狀態(tài)，這時的電極電勢分別稱為陽極平衡電勢 和陰極平衡電勢 。()E 陽,平()E 陰,平 在有電流通過時，隨著電極上電流密度

5、的增加，電極實(shí)際分解電勢值對平衡值的偏離也愈來愈大，這種對平衡電勢的偏離稱為電極的極化。極化的類型極化的類型 根據(jù)極化產(chǎn)生的不同原因，通常把極化大致分為兩類：濃差極化和電化學(xué)極化。 （1）濃差極化 離子擴(kuò)散速度慢導(dǎo)致電極附近溶液的濃度與本體溶液間有一個濃度梯度，這種濃度差別引起的電極電勢的改變稱為濃差極化。 減小濃差極化的方法：減小濃差極化的方法：a.a.減小電流，增加電極面積；減小電流，增加電極面積；b.b.攪拌，有利于擴(kuò)散攪拌，有利于擴(kuò)散（2）電化學(xué)極化 電極反應(yīng)總是分若干步進(jìn)行，若其中一步反應(yīng)速率較慢，需要較高的活化能，為了使電極反應(yīng)順利進(jìn)行所額外施加的電壓稱為電化學(xué)超電勢（亦稱為活化超

6、電勢），這種極化現(xiàn)象稱為電化學(xué)極化。超電勢超電勢 在某一電流密度下，實(shí)際發(fā)生電解的電極電勢 與平衡電極電勢之間的差值稱為超電勢。()E 不可逆 為了使超電勢都是正值，把陰極超電勢 和陽極超電勢 分別定義為： ()陰()陽 (,) (,)()(,)()(,) EEEE陰不可逆陽不平可逆陽陰陽陰 平 陽極上由于超電勢使電極電勢變大，陰極上由于超電勢使電極電勢變小。 ()(,)()(,),)(,EEEE陽陽不可陰陰 平陰不可陽逆逆平極化曲線極化曲線 超電勢或電極電勢與電流密度之間的關(guān)系曲線稱為極化曲線，極化曲線的形狀和變化規(guī)律反映了電化學(xué)過程的動力學(xué)特征。 電解池中兩電極的極化曲線 隨著電流密度的增

7、大，兩電極上的超電勢也增大，陽極析出電勢變大，陰極析出電勢變小，使外加的電壓增加，額外消耗了電能。電化學(xué)當(dāng)量與理論耗電量電化學(xué)當(dāng)量與理論耗電量 在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化物質(zhì)的質(zhì)量與通在電極界面上發(fā)生化學(xué)變化物質(zhì)的質(zhì)量與通入的電量成正比。入的電量成正比。 電化學(xué)反應(yīng)中得失的電子數(shù)為電化學(xué)反應(yīng)中得失的電子數(shù)為n，則界面上每，則界面上每通過通過1F電量，應(yīng)生成電量，應(yīng)生成1/n mol的物質(zhì)。的物質(zhì)。 法拉第常數(shù)在數(shù)值上等于1 mol電荷的電量。已知電荷電量為191.6022 10CF=Le =6.0221023 mol-11.602210-19 C =96484.6 Cmol-196500 Cmo

8、l-1二、法拉第常數(shù)二、法拉第常數(shù)由于電量單位庫侖太小，所以一般工業(yè)上以安培時（由于電量單位庫侖太小，所以一般工業(yè)上以安培時（Ah）表示電量單位，表示電量單位，1C=1As，則。，則。 界面上通過單位電量時所生成的物質(zhì)質(zhì)量，單位g/(Ah)。三、電化學(xué)當(dāng)量三、電化學(xué)當(dāng)量n26.8K 金 屬 的 原 子 質(zhì) 量四、理論耗電量四、理論耗電量生成單位質(zhì)量物質(zhì)所需的電量，單位( Ah) / g 或( kAh) / t。1kK電流效率與直流電能消耗電流效率與直流電能消耗電流效率= 100%理論計算耗電量實(shí)際消耗電量電流效率= 100%電極上產(chǎn)物的實(shí)際量理論計算應(yīng)得量一、電流效率一、電流效率二、槽電壓二、

9、槽電壓E= E+ E + E + E+ E+ E+ E槽槽理理論論超超隔隔膜膜導(dǎo)導(dǎo)體體接接觸觸陽陽極極泥泥液液槽電壓是指陰、陽極之間的電位，除了包括理論分解電壓，槽電壓是指陰、陽極之間的電位，除了包括理論分解電壓，還有由于極化引起的超電壓，以及電解設(shè)備系統(tǒng)中存在的各種還有由于極化引起的超電壓，以及電解設(shè)備系統(tǒng)中存在的各種電阻，產(chǎn)生的電壓降。電阻，產(chǎn)生的電壓降。2 電解槽電解槽2.1 電解槽結(jié)構(gòu)及尺寸計算電解槽結(jié)構(gòu)及尺寸計算 電解槽結(jié)構(gòu)電解槽結(jié)構(gòu)槽底有檢漏孔，以檢查槽內(nèi)襯是否損壞。槽體置于鋼筋混凝土的橫梁上，墊有絕緣板。槽槽底有檢漏孔，以檢查槽內(nèi)襯是否損壞。槽體置于鋼筋混凝土的橫梁上，墊有絕緣板

10、。槽上母線交互平行掛上陰極和陽極。槽內(nèi)并聯(lián)，槽間串聯(lián)。槽間有上母線交互平行掛上陰極和陽極。槽內(nèi)并聯(lián)，槽間串聯(lián)。槽間有 20 40 mm 的絕緣空間。的絕緣空間。 電解槽計算電解槽計算 晝夜生產(chǎn)陰極金屬量的計算晝夜生產(chǎn)陰極金屬量的計算 A 金屬錠年產(chǎn)量，金屬錠年產(chǎn)量， t x 陰極金屬在熔化時的損失，按金屬錠的質(zhì)量百分率表示陰極金屬在熔化時的損失，按金屬錠的質(zhì)量百分率表示. 陰極有效表面積陰極有效表面積 F 的計算的計算 D陰陰 陰極電流密度，陰極電流密度， A m-2； t槽槽電解槽每日實(shí)際工作時數(shù)電解槽每日實(shí)際工作時數(shù)(一般為一般為 23 23.5h); i 電流效率，電流效率， % ； q

11、 電化當(dāng)量，電化當(dāng)量， g / A h 1360AaxaK6i10F =D t陰陰槽槽 直流電耗直流電耗 W 的確定的確定 E槽槽槽電壓，槽電壓，V 。 由計算出的電能消耗，從產(chǎn)品目錄中選擇直流整流器的型號由計算出的電能消耗，從產(chǎn)品目錄中選擇直流整流器的型號和數(shù)量，并按照選定的配置方案確定電流強(qiáng)度和數(shù)量，并按照選定的配置方案確定電流強(qiáng)度 I ； 再按確定的電流強(qiáng)度計算電解槽的陰極面積及陰極數(shù)目。再按確定的電流強(qiáng)度計算電解槽的陰極面積及陰極數(shù)目。3i10taEWK 槽槽槽槽 陰極數(shù)陰極數(shù) N陰陰 和陽極數(shù)和陽極數(shù) N陽陽 的確定的確定首先確定一個電解槽的陰極表面積首先確定一個電解槽的陰極表面積

12、f ，其次驗(yàn)算，其次驗(yàn)算 D陰陰 與前面取值與前面取值是否相符是否相符 f陰陰 1 塊陰極板兩面的表面積，塊陰極板兩面的表面積， m2 在電解沉積時，陽極板比陰極板多在電解沉積時，陽極板比陰極板多 1 塊，即塊，即 N陽陽 = N陰陰 + 1 在電解精煉時，則陽極板比陰極板少在電解精煉時，則陽極板比陰極板少 1 塊。塊。N陽陽 = N陰陰 - 122IImNNIfDA mDff 陰陰陰陰陰陰陰陰陰陰陰陰片片 電解槽數(shù)電解槽數(shù) N 的確定的確定 n 直流整流器臺數(shù)：直流整流器臺數(shù)： E 每臺直流整流器的電壓，每臺直流整流器的電壓，V。FFnENNNfIE 陰陰陰陰槽槽 電解槽尺寸和容積的計算電解

13、槽尺寸和容積的計算 電解槽尺寸電解槽尺寸: B = b + 2 b H = h + h L = N陰陰 ( 陰陰 + 陽陽 + 2 d ) + 陽陽 + 2 l 電解槽容積：電解槽容積： V有效有效 = B H L ( m3 ) V總總 = B H L / ( 0.85 0.90 ) ( m3 ) 0.85 為槽的淹沒度為槽的淹沒度 電解槽單位容積有效面積電解槽單位容積有效面積 S 為：為： S = f / V總總 ( m2 / m3 )B槽的寬度，槽的寬度，m; L槽的長度，槽的長度，m; b 陰極板的寬度陰極板的寬度,m; b 陰極的邊緣到槽壁的距離陰極的邊緣到槽壁的距離, m, 約約 0

14、.10m;H 槽的有效深度槽的有效深度,m; h 陰極底邊距離槽底的高度陰極底邊距離槽底的高度, m, 通常為通常為 0.4m;h 陰極板浸沒在電解液中的高陰極板浸沒在電解液中的高度度,m，陰極板高的，陰極板高的85%左右；左右； 陰陰陰極板的厚度，陰極板的厚度，m; 陽陽 陽極板的厚度，陽極板的厚度，m;d 陰極與陽極間距離，陰極與陽極間距離，m， 通常為通常為 ；l 兩端陰極到槽端的距離兩端陰極到槽端的距離, m: 通常為通常為 。2.2 電解槽絕緣及防腐電解槽絕緣及防腐 電解槽材質(zhì)電解槽材質(zhì) 現(xiàn)在普遍采用的電解槽體為鋼筋混凝土槽體?，F(xiàn)在普遍采用的電解槽體為鋼筋混凝土槽體。 鋼筋混凝土電解

15、槽有成列就地?fù)v制；有單槽整體預(yù)制；鋼筋混凝土電解槽有成列就地?fù)v制；有單槽整體預(yù)制；近代又發(fā)展到預(yù)制板拼裝式槽體。各有優(yōu)缺點(diǎn)。近代又發(fā)展到預(yù)制板拼裝式槽體。各有優(yōu)缺點(diǎn)。 電解槽襯里電解槽襯里 鋼筋混凝土電解槽內(nèi)襯應(yīng)是造價低廉，耐溫，鋼筋混凝土電解槽內(nèi)襯應(yīng)是造價低廉，耐溫， 耐腐蝕和電絕耐腐蝕和電絕緣性能良好的材料，一般為鉛或含銻緣性能良好的材料，一般為鉛或含銻 3 6 % 的鉛銻合金板，的鉛銻合金板， 軟聚氯乙烯或玻璃鋼。軟聚氯乙烯或玻璃鋼。 鉛襯厚一般為鉛襯厚一般為 3 5mm； 聚氯乙烯襯里通常為二層，每層厚聚氯乙烯襯里通常為二層，每層厚 4 5 mm； 玻璃鋼襯里一般為玻璃鋼襯里一般為 6

16、 10 層，厚約層，厚約 3 5 mm 。 電解槽襯里材質(zhì)比較見下表電解槽襯里材質(zhì)比較見下表襯里材質(zhì)襯里材質(zhì)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)鉛板鉛板施工簡單，耐酸、耐溫性能好施工簡單，耐酸、耐溫性能好價格昂貴，機(jī)械性能和電絕緣性能差，易漏電價格昂貴，機(jī)械性能和電絕緣性能差，易漏電軟聚氯軟聚氯乙烯板乙烯板施工簡單，價格低廉，有優(yōu)良施工簡單，價格低廉，有優(yōu)良的絕熱和電絕緣性能的絕熱和電絕緣性能耐熱性能較差，機(jī)械性能隨溫度上升而降低，耐熱性能較差，機(jī)械性能隨溫度上升而降低，易老化易老化玻璃鋼玻璃鋼絕熱、絕緣性能好，耐腐蝕，絕熱、絕緣性能好，耐腐蝕，價格比襯鉛的低廉價格比襯鉛的低廉樹脂材質(zhì)要求嚴(yán)，施工技術(shù)要求高樹脂材

17、質(zhì)要求嚴(yán)，施工技術(shù)要求高 電解槽絕緣電解槽絕緣2.3 電極及電極材料電極及電極材料 陽極陽極 電解精煉的陽極為被精煉的粗金屬；電解沉積的陽電解精煉的陽極為被精煉的粗金屬；電解沉積的陽極一般為不溶性的極一般為不溶性的Pb-Ag 合金合金(含銀約含銀約 1%)，銀的加入可延緩，銀的加入可延緩鉛陽極的溶解。陽極板一般比陰極略小。陽極形狀如圖鉛陽極的溶解。陽極板一般比陰極略小。陽極形狀如圖 3 所示所示.為了減小為了減小Pb Ag 陽極板變形彎陽極板變形彎曲，改善絕緣，在陽極板邊緣裝曲，改善絕緣，在陽極板邊緣裝有絕緣套。有絕緣套。一般用磁套，每邊裝八塊，也一般用磁套，每邊裝八塊，也可采用壓模的乙烯絕緣

18、條套在陽可采用壓模的乙烯絕緣條套在陽極兩邊。極兩邊。大型粗金屬陽極板在大型粗金屬陽極板在 300 kg 以以上；小型陽極約上；小型陽極約 150 260 kg 。 陰極陰極 陰極尺寸一般較陽極略大，其目的是減少周邊枝晶的產(chǎn)陰極尺寸一般較陽極略大，其目的是減少周邊枝晶的產(chǎn)生而引起短路。生而引起短路。 種板材質(zhì)有紫銅板，不銹鋼板和鈦板三種；各有優(yōu)短點(diǎn)。種板材質(zhì)有紫銅板，不銹鋼板和鈦板三種；各有優(yōu)短點(diǎn)。 種板比始極片寬種板比始極片寬20 30mm, 長長40 75 mm。為便于始極片剝離。為便于始極片剝離, 種板三邊涂有寬種板三邊涂有寬10 20mm的絕緣邊。的絕緣邊。 常用沾邊方法有：環(huán)氧樹脂貼滌

19、綸布法和瀝青塑料沾邊法。常用沾邊方法有：環(huán)氧樹脂貼滌綸布法和瀝青塑料沾邊法。 表表2為環(huán)氧樹脂貼滌綸布的配比實(shí)例。為環(huán)氧樹脂貼滌綸布的配比實(shí)例。編號環(huán)氧樹脂二丁脂丙酮石英粉乙二胺二甲苯樹脂鄰苯二甲酸脂配方 10025-50-10085配方1001513141206 7-配方1001540-5 6-銅的銅的ISA法電解使用永久性的不銹鋼陰極替代始極片陰極，電法電解使用永久性的不銹鋼陰極替代始極片陰極，電解銅從永久性陰極上剝?nèi)?。解銅從永久性陰極上剝?nèi)?。ISA法有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一次性法有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一次性投資大的缺點(diǎn)。投資大的缺點(diǎn)。圖圖5， 圖圖6為永久性的不銹鋼陰極和陰極側(cè)邊包邊。為永久性的

20、不銹鋼陰極和陰極側(cè)邊包邊。鋅的陰極沉積是在鋁板上進(jìn)行的。陰極鋁板結(jié)構(gòu)如圖7所示。為了便于鋅的剝離，在陰極鋁板邊緣應(yīng)壓聚乙烯塑料條。圖圖 7 7 鋅電解用陰極板鋅電解用陰極板1-1-陰極板；陰極板；2-2-導(dǎo)電棒；導(dǎo)電棒；3-3-導(dǎo)電片；導(dǎo)電片；4-4-吊環(huán)；吊環(huán)；5-5-聚乙烯絕緣邊；聚乙烯絕緣邊；6-6-可旋式絕緣邊；可旋式絕緣邊；7-7-開口刀開口刀3 供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)3.1 整流器整流器有色金屬電解要用直流電有色金屬電解要用直流電, 須用整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟ｍ氂谜髌鲗⒔涣麟娹D(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?水溶液電解槽為槽間串聯(lián)，施加于系列槽的電壓，應(yīng)等于系列槽中的反水溶液電解槽為槽間串聯(lián)，施加

21、于系列槽的電壓，應(yīng)等于系列槽中的反電動勢，即電解質(zhì)內(nèi)的電壓降，直流接電母線及接點(diǎn)的電壓降之和。電動勢，即電解質(zhì)內(nèi)的電壓降，直流接電母線及接點(diǎn)的電壓降之和。常用有色金屬的電壓與電流值如表常用有色金屬的電壓與電流值如表3。整流器有固定型號供選用。整流器有固定型號供選用。幾種常見有色金屬電解系列電壓與系列電流值幾種常見有色金屬電解系列電壓與系列電流值電解電解主要參數(shù)主要參數(shù)種類種類產(chǎn)品產(chǎn)品系列電壓系列電壓/V系列電流系列電流/A水溶液水溶液水溶液水溶液水溶液水溶液水溶液水溶液熔鹽熔鹽熔鹽熔鹽銅銅鉛鉛鋅鋅鎳鎳鋁鋁鎂鎂2302303508252202508252205001000015000100001

22、5000500018000800070000100000600003.2 輸電線路輸電線路 槽邊導(dǎo)電排：槽邊導(dǎo)電排：槽邊導(dǎo)電排與整流器供電導(dǎo)線相連，通過的電槽邊導(dǎo)電排與整流器供電導(dǎo)線相連，通過的電流為電解槽的總電流。導(dǎo)電排的允許電流密度可取流為電解槽的總電流。導(dǎo)電排的允許電流密度可取 1 1.1 Amm-2。 導(dǎo)電排截面積導(dǎo)電排截面積(F1)為：為： F1 = A / D1 F1 導(dǎo)體排截面積導(dǎo)體排截面積, mm2; A 總電流總電流,A; D1 允許電流密度允許電流密度,Amm-2.導(dǎo)電排的溫度不應(yīng)高于周圍空氣導(dǎo)電排的溫度不應(yīng)高于周圍空氣20 40，即，即 t = K I2 / S n t導(dǎo)

23、體與周圍空氣溫度差導(dǎo)體與周圍空氣溫度差, ; I電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度, A ； K散熱系數(shù)，露天取散熱系數(shù)，露天取25，室內(nèi)取，室內(nèi)取85； 導(dǎo)體比電阻，導(dǎo)體比電阻， m-1mm-2，銅為，銅為0.0175; S導(dǎo)體橫截面積，導(dǎo)體橫截面積， mm2 ； n導(dǎo)體斷面的周長，導(dǎo)體斷面的周長，m。 槽間導(dǎo)電板槽間導(dǎo)電板: 槽間導(dǎo)電板由紫銅制作，其斷面一般采用圓形，槽間導(dǎo)電板由紫銅制作，其斷面一般采用圓形，半圓形，三角形等，使接觸點(diǎn)保持清潔。半圓形，三角形等，使接觸點(diǎn)保持清潔。 槽間導(dǎo)電板的允許電流密度可取槽間導(dǎo)電板的允許電流密度可取 0.3 0.9 Amm-2。其截面積。其截面積(F2)為：為： F2

24、= A / n D2 F2槽間導(dǎo)電板的截面積槽間導(dǎo)電板的截面積, mm2; A總電流，總電流，A ； n 每槽陰極數(shù)；每槽陰極數(shù)； D2 槽間導(dǎo)電板允許電流密度，槽間導(dǎo)電板允許電流密度，Amm-2。 導(dǎo)電排的溫度不應(yīng)高于周圍空氣導(dǎo)電排的溫度不應(yīng)高于周圍空氣20 40，即，即 t = K I2 / S n t導(dǎo)體與周圍空氣溫度差導(dǎo)體與周圍空氣溫度差, ； I電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度, A ； K散熱系數(shù)，露天取散熱系數(shù)，露天取25，室內(nèi)取，室內(nèi)取85； 導(dǎo)體比電阻，導(dǎo)體比電阻， m-1mm-2，銅為；，銅為； S導(dǎo)體橫截面積，導(dǎo)體橫截面積， mm2 ； n導(dǎo)體斷面的周長，導(dǎo)體斷面的周長，m。 陰極導(dǎo)電棒

25、陰極導(dǎo)電棒: 陰極導(dǎo)電棒一般以紫銅制作，其斷面有圓形，方陰極導(dǎo)電棒一般以紫銅制作，其斷面有圓形，方形，中空方形及鋼芯銅皮方形等，視陰極的大小和重量決定。形，中空方形及鋼芯銅皮方形等，視陰極的大小和重量決定。 考慮到強(qiáng)度及加工的方便，中、小極板一般選用中空方形導(dǎo)考慮到強(qiáng)度及加工的方便，中、小極板一般選用中空方形導(dǎo)電棒；大極板則選用鋼芯包銅方形導(dǎo)電棒。電棒；大極板則選用鋼芯包銅方形導(dǎo)電棒。 陰極導(dǎo)電棒允許電流密度可取陰極導(dǎo)電棒允許電流密度可取 1 1.25 Amm-2。其截面積可其截面積可按上式計算。按上式計算。 出裝槽短路器出裝槽短路器: 電解槽出裝槽時，需要短路斷電。電解槽出裝槽時，需要短路斷

26、電。 斷電方式有兩種：斷電方式有兩種：一為橫銅棒斷電，人工操作；一為采用遙一為橫銅棒斷電，人工操作；一為采用遙控短路開閉器控短路開閉器(以減輕勞動強(qiáng)度和保護(hù)槽面的絕緣墊板以減輕勞動強(qiáng)度和保護(hù)槽面的絕緣墊板)。4 電解液循環(huán)系統(tǒng)電解液循環(huán)系統(tǒng)目的：目的：為了減少陰極附近溶液中離子的濃度為了減少陰極附近溶液中離子的濃度極化，使電解添加劑均勻分布于電解液中，極化，使電解添加劑均勻分布于電解液中，同時保持電解液溫度的恒定，以得到平整同時保持電解液溫度的恒定，以得到平整光滑的陰極產(chǎn)品。光滑的陰極產(chǎn)品。方式方式: 電解槽中電解液一般采用上進(jìn)下出的電解槽中電解液一般采用上進(jìn)下出的循環(huán)方式。循環(huán)方式。循環(huán)量：

27、循環(huán)量：電解液循環(huán)量一般為電解液循環(huán)量一般為 20 Lmin-1槽槽 組成：組成：以銅為例，電解液循環(huán)系統(tǒng)主要由電以銅為例，電解液循環(huán)系統(tǒng)主要由電解槽、循環(huán)貯槽、高位槽、電解液循環(huán)泵解槽、循環(huán)貯槽、高位槽、電解液循環(huán)泵和加熱器組成；如右圖所示。對鋅電積則和加熱器組成；如右圖所示。對鋅電積則還包括空氣冷卻塔。還包括空氣冷卻塔。貯液槽貯液槽 貯液槽一般為鋼筋混凝土制作，內(nèi)襯鉛板或軟聚氯乙烯板。相貯液槽一般為鋼筋混凝土制作，內(nèi)襯鉛板或軟聚氯乙烯板。相鄰槽共用槽壁，槽壁設(shè)有連通管，以便輪換檢修；槽面用包軟聚鄰槽共用槽壁，槽壁設(shè)有連通管，以便輪換檢修；槽面用包軟聚氯乙烯塑料的木板覆蓋，以防酸霧逸散。氯乙

28、烯塑料的木板覆蓋，以防酸霧逸散。 根據(jù)實(shí)踐，循環(huán)液貯槽的容積約為電解槽內(nèi)電解液總量的根據(jù)實(shí)踐，循環(huán)液貯槽的容積約為電解槽內(nèi)電解液總量的 20% 左右。左右。高位槽高位槽 高位槽一般采用鋼筋混凝土制成，其容積按高位槽一般采用鋼筋混凝土制成，其容積按 5 10 min 時間內(nèi)時間內(nèi)的溶液循環(huán)量計算。的溶液循環(huán)量計算。電解液加熱器電解液加熱器 電解液加熱多數(shù)廠采用鈦列管換熱器或鈦板換熱器；也可采用電解液加熱多數(shù)廠采用鈦列管換熱器或鈦板換熱器；也可采用其它熱交換器。換熱器的傳熱面積可通過熱平衡計算確定。其它熱交換器。換熱器的傳熱面積可通過熱平衡計算確定。例題例題: 已知條件已知條件: 需供給熱量需供給熱量 Q=4 G Jh-1; 蒸汽溫度蒸汽溫度T進(jìn)進(jìn)=120; 蒸汽冷凝水溫度蒸汽冷凝水溫度T出出=90; 電解液進(jìn)口溫度電解液進(jìn)口溫度t進(jìn)進(jìn)=56; 電解液電解液出口溫度出口溫度t出出=62。 按逆流式傳熱計算：平均溫度差按逆流式傳熱計算：平均溫度差(tm): t1 = 120 62 = 58 ; t2 = 9