CN105063661A - 湿法电解金属全自动生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法电解金属全自动化生产系统，主要包括单元大槽、阴极板带、阴极板带传动机构、滑动导电装置、承重导轨装置、阳极导电装置，所述阴极板带传动机构主要由传动滚筒、挡筒、电动机构组成；所述滑动导电装置主要由阴极导电铜排和导电铜条组成，所述承重导轨装置设置于滑动导电装置上方，主要由导轨、钢丝绳、导轨滑轮组成，所述阳极导电装置主要由阳极导电铜排、导电铜棒、阳极板块组成。本发明将电解和电解后处理两大工序无缝对接成一个整体流水线，实现全自动化生产，进一步减少了现场生产操作人员，实现无人值守车间，生产集约化程度高，节约了资源，减少了环境污染，降低了槽电压，减少直接生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金电解金属技术领域，尤其是涉及一种能实现全自动电解金属锰、锌的湿法电解金属全自动生产系统。
背景技术
湿化电解生产工艺流程，可分为：化合（浸出）、净化、电解沉积、电解后处理四大工序，而电解后处理工序又分为:清洗、钝化、烘干、剥离、抛光等。电解金属锰和其他电解金属行业中，在阴极板进、出槽和电解后处理工序中都用到自动化装置，如专利201210060577.2，解决了电解锰和电解锌阴极板进、出槽这一环节的自动化；如专利201310118379.1，实现了电解锰后处理工序自动流水线操作；如专利201110460071.8，将电解锰、锌的后处理工序实现自动化。现有的这些技术，仍只是实现了电解生产中一个工序或一个工序中的某几个步骤的自动化，没能实现电解金属沉积和电解后处理两大工序连接在一起全部自动化，且要处理数量庞大的阴极板，而各个步骤的机械装置功能单一，使得装置众多，并要靠各种机械手及对接传送机构连接，机械繁多，维护麻烦，甚至还用到激光精确定位插板，但仍无法知晓是否会插坏槽内液中的隔膜袋，存在操作缺陷。
湿法电解生产，当前的生产线多采用单槽并联、多槽串联的方式，单条生产线的规模不大，如电解金属锰，每条生产线的产量1万余吨，随着生产企业的规模扩大和国家规定的行业准入等方面原因，用这种方式寻求单线产量的扩大，存在回路电压过高的安全隐患、生产操作不便、不利于节能环保。专利201220745182.1作了改进，实行多槽并联、组槽串联的方式，采用大电流、低电压电解，单线产量能达到3万吨，但也只是单纯的将多个槽并在一起当一个槽用，从固定投入、运营成本方面不能显现优势，且生产操作不便，难以推广使用。
电解生产中，最大耗能是电解直流电，缩短极距，降低槽电压为一种手段，如电解金属锰同名极距由原来的80mm降到现在的60mm，如专利201320207718.9，将同名极距降到50mm，虽然降低了直流电耗，但阴极板进、出槽操作很不方便，有时候阴极板入槽会损伤隔膜袋，槽面管理操作时容易出现局部短路现象。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术不足，而提供了一种将电解沉积和电解后处理两大工序结合成整体，形成一套产能易扩、节能、环保的湿法电解金属全自动生产系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种湿法电解金属全自动化生产系统，主要包括单元大槽、阴极板带、阴极板带传动机构、滑动导电装置、承重导轨装置、阳极导电装置，所述阴极板带设置为闭合的环带，所述单元大槽外侧设置有密封装置，所述阴极板带靠近单元大槽两侧处设置有挡筒，用于调整阴极板带在阴极室的位置；
所述阴极板带传动机构主要由传动滚筒、挡筒、电动机构组成，所述单元大槽两侧设置有多个传动滚筒，所述传动滚筒与电动机构相连接；
所述滑动导电装置主要由阴极导电铜排和导电铜条组成，所述阴极导电铜排通过支架固定在两阴极板带之间的槽面上，所述导电铜条焊接在阴极板带上并延伸至阴极导电铜排两侧的板面上；
所述承重导轨装置设置于滑动导电装置上方，主要由导轨、钢丝绳、导轨滑轮组成，所述导轨与导轨滑轮相连接，所述导轨滑轮通过钢丝绳与阴极板带相连接；
所述阳极导电装置主要由阳极导电铜排、导电铜棒、阳极板块组成，所述阳极导电铜排设置于阳极室上方，通过导电铜棒与阳极板块相连接。
进一步，所述阴极板带经单元大槽后，依次进入清洗产品装置、烘干装置、剥离装置、洗板装置、抛光装置，然后再返回单元大槽。
进一步，所述剥离装置由竖式转筒和带有调速的电机驱动装置组成，初始人工起剥，起剥后阴极板带和沉积的锌层分开，利用锌层的柔韧性，将锌层卷绕在竖式转筒上，转筒用带有调速的电动机构驱动，并调速至与阴极板带移动同步，将沉积锌层卷成圆柱状，待一定重量后割断，重新启卷。
进一步，所述阴极板带经单元大槽后，依次进入钝化装置、清洗产品装置、烘干装置、剥离装置、洗板装置、抛光装置、浸玻璃水装置、起步电解槽，然后再返回单元大槽。
进一步，所述钝化装置主要由两个带有海绵的滚筒和喷钝化液装置组成。
进一步，所述清洗产品装置主要由毛刷滚筒和喷水装置组成。
进一步，所述烘干装置主要由箱体、电热管、风机组成。
进一步，所述洗板装置主要海绵滚筒和喷清洗液装置组成。
进一步，所述浸玻璃水装置主要由海绵转筒和喷玻璃水装置组成。
进一步，所述起步槽是单独设置的小电解槽，主要由槽体、两端密封、两排阳极块组成，确保电解锰电解沉积初期阶段的顺利进行。
进一步，所述单元大槽长为30~50m，宽为0.8~1m，同名极距为40~48mm。
进一步，所述阳极板块呈纵向排齐，设置为11~21排，每一排阳极块之间间隔设置为10~20mm,所述阴极板带总长为600~1200m，宽为0.4~0.6m，厚度为1.5~2mm，阴极板带上设置有若干小孔。
本发明所采用的技术方案有以下有益效果：
1.阴极板带呈闭合带状迂回移动，将电解和电解后处理两大工序无缝对接成一个整体流水线，实现全自动化生产，进一步减少了现场生产操作人员，实现无人值守车间。
2.单条生产线的规模易扩大，类似于电解铝的供电方式，大电流、低电压。单元大槽供电电流在200KA-400KA，电压4V，一条生产线串联52个槽，总电压220V，就能实现5万吨产量。生产集约化程度高，节约资源，减少污染，改变了现有生产方式。
3.改变了阴极板进、出槽的方式，使得同名极距能进一步缩小至40mm~48mm，降低了槽电压，减少直接生产成本。
4.容易调整生产周期，生产周期的调整是由调节阴极板的移动速度来实现，可根据最佳电流效率来调整生产周期，从而始终保持电解生产的高效节能。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的系统正面示意图；
图3为本发明的系统侧面示意图；
图4为本发明的一个优选实施例的生产线连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1、图2、图3所示，一种湿法电解金属全自动化生产系统，主要包括单元大槽6、阴极板带2、阴极板带传动机构、滑动导电装置、承重导轨装置、阳极导电装置，所述阴极板带2设置为闭合的环带，所述单元大槽6外侧设置有密封装置4，所述阴极板带2靠近单元大槽6两侧处设置有挡筒3，用于调整阴极板带2在阴极室的位置。
所述阴极板带传动机构主要由传动滚筒1、挡筒3、电动机构20组成，作为优选方案，并配同步电机和智能控制器，保持阴极板带2平稳、均匀移动，所述单元大槽6两侧设置有多个传动滚筒1，所述传动滚筒1与电动机构20相连接。
所述滑动导电装置主要由阴极导电铜排24和导电铜条18组成，所述阴极导电铜排24通过支架固定在两阴极板带2之间的槽面上，所述导电铜条18焊接在阴极板带2上并延伸至阴极导电铜排24两侧的板面上，并保持良好的接触弹性和接触面积，使阴极板带2在移动过程中有较好的滑动接触，阴极板带2移动一个来回导电铜条18从导电铜排24的两面滑过，相邻两阴极室板带2的导电铜条18共用一块导电铜排24。
所述承重导轨装置设置于滑动导电装置上方，主要由导轨21、钢丝绳22、导轨滑轮23组成，所述导轨21与导轨滑轮23相连接，所述导轨滑轮23通过钢丝绳22与阴极板带2相连接，从而将铜条18、阴极板带2及板面上沉积的金属的重量传递给承重导轨21。
所述阳极导电装置主要由阳极导电铜排25、导电铜棒19、阳极板块5组成，所述阳极导电铜排25设置于阳极室上方，通过导电铜棒19与阳极板块5相连接。
在电解锌的生产过程中，所述阴极板带2经单元大槽6后，依次进入清洗产品装置14、烘干装置13、剥离装置12、洗板装置10、抛光装置9，然后再返回单元大槽6。
所述清洗产品装置14主要由毛刷滚筒和喷水装置组成，残留的电解液及杂质，通过毛刷滚筒洗刷阴极板带2，同时通过水的淋洗，达到清洗效果。
所述烘干装置13主要由箱体、电热管、风机组成，所述箱体两侧分别设置有电热管，阴极板带2从两侧电热管间穿过时，同时朝阴极板带移动方向吹风，使电热管辐射的热将阴极板带2板面上的水分蒸发，再由吹风将水蒸汽带走，迅速烘干板面沉积的金属.
所述剥离装置12由竖式转筒和带有调速的电机驱动装置组成，初始人工起剥，起剥后阴极板带和沉积的锌层分开，利用锌层的柔韧性，将锌层卷绕在竖式转筒上，竖式转筒用带有调速的电动机构驱动，并调速至与阴极板带移动同步，将沉积锌层卷成圆柱状，待一定重量后割断，重新启卷。
所述洗板装置10主要海绵滚筒和喷清洗液装置组成，将剥离出来的板面清洗干净。
所述单元大槽6长为30~50m，宽为0.8~1m，同名极距为40~48mm，阳极室内设置有阳极板块5，所述阳极板块5呈纵向排齐，设置为11~21排，每一排相邻阳极板之间间隔设置为10~20mm,便于槽液的均匀流动，阴极室相应设置有10-20排，阴极板带2在狭长的阴极室内水平移动，从单元大槽6两侧经过密封装置4移出，再经过传动滚筒1返回单元大槽6内，阴极板带2迂回走动形成一个闭合的环带，所述阴极板带2总长为600~1200m，宽为0.4~0.6m，厚度为1.5~2mm，阴极板带上设置有若干小孔，有助于槽液中电解离子的均匀流动。
实施例2
本实施中的一种湿法电解金属全自动化生产系统与实施例1中的结构基本相同，不同之处在于在电解锰的生产过程中，所述阴极板带2经单元大槽6后，依次进入钝化装置15、清洗产品装置14、烘干装置13、剥离装置11、洗板装置10、抛光装置9、浸玻璃水装置8、起步电解槽7，然后再返回单元大槽6。
所述钝化装置15主要由两个带有海绵的滚筒和喷钝化液装置组成，所述滚筒分别紧贴在阴极板带2的两面，不时的将钝化液注入海绵，随着板带2的移动，钝化液均匀的涂在金属锰上，完成钝化。
所述清洗产品装置14主要由毛刷滚筒和喷水装置组成，残留的电解液、钝化液及杂质，通过毛刷滚筒洗刷阴极板带2，同时通过水的淋洗，达到清洗效果。
所述烘干装置13主要由箱体、电热管、风机组成，所述箱体两侧分别设置有电热管，阴极板带2从两侧电热管间穿过时，同时朝阴极板带移动方向吹风，使电热管辐射的热将阴极板带2板面上的水分蒸发，再由吹风将水蒸汽带走，迅速烘干板面沉积的金属，
所述剥离装置11由现成熟的电解锰剥离机做成。
所述洗板装置10主要海绵滚筒和喷清洗液装置组成，将剥离出来的板面清洗干净。
所述浸玻璃水装置8主要由海绵转筒和喷玻璃水装置组成。
所述起步槽7是单独设置的小电解槽，主要由槽体、两端密封、两排阳极块组成，确保电解锰电解沉积初期阶段的顺利进行。
所述单元大槽6长为30~50m，宽为0.8~1m，同名极距为40~48mm，阳极室内设置有阳极板块5，所述阳极板块5呈纵向排齐，设置为11~21排，每一排相邻阳极板间隔设置为10~20mm,便于槽液的均匀流动，阴极室相应设置有10-20排，阴极板带2在狭长的阴极室内水平移动，从单元大槽6两侧经过密封装置4移出，再经过传动滚筒1返回单元大槽6内，阴极板带2迂回走动形成一个闭合的环带，所述阴极板带2总长为600~1200m，宽为0.4~0.6m，厚度为1.5~2mm，阴极板带上设置有若干小孔，有助于槽液中电解离子的均匀流动。
本发明的一个优选实施例的生产线，如图4所示，生产线由10~60套电解装置串联而成，每套电解装置由两个单元大槽6组合而成，主铜排26连接电解直流电源正极（阳极），然后依次串联每套电解装置，最后连接电解直流电源负极（阴极）。短路铜排27设置在每套电解装置阴极支铜排16和阳极支铜排17之间，当电解装置因维修或清槽需要断电时，先用短路铜排27将阳极支铜排16和阴极支铜排17连接，先实现短路而后与电源断开。
本发明在使用过程中，首先将单元大槽6里灌装电解液，加入适当比例的槽液添加剂，当电解槽液达到一定位置后开启直流电，或断开短路铜排27（若是清槽后生产），当阴极板带2沉积的金属达到一定厚度后，开启电动机构20，使阴极板带2缓缓移动，从单元大槽6外侧出来的积有金属的阴极板带2依次进入后处理工序：钝化装置15、清洗产品装置14、烘干装置13、剥离装置11、12、洗板装置10、抛光装置9、浸玻璃水装置8、起步槽7，然后又返回单元大槽6进行重复生产，形成不间断的流水线作业。槽液可进行槽外循环降温及补充，通过控制阴极板带2的移动速度来调整生产周期。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：主要包括单元大槽（6）、阴极板带（2）、阴极板带传动机构、滑动导电装置、承重导轨装置、阳极导电装置，所述阴极板带（2）设置为闭合的环带，所述单元大槽（6）外侧设置有密封装置（4），所述阴极板带（2）靠近单元大槽（6）两侧处设置有挡筒（3），用于调整阴极板带（2）在阴极室的位置；
所述阴极板带传动机构主要由传动滚筒（1）、挡筒（3）、电动机构（20）组成，所述单元大槽（6）两侧设置有多个传动滚筒（1），所述传动滚筒（1）与电动机构（20）相连接；
所述滑动导电装置主要由阴极导电铜排（24）和导电铜条（18）组成，所述阴极导电铜排（24）通过支架固定在两阴极板带（2）之间的槽面上，所述导电铜条（18）焊接在阴极板带（2）上并延伸至阴极导电铜排（24）两侧的板面上；
所述承重导轨装置设置于滑动导电装置上方，主要由导轨（21）、钢丝绳（22）、导轨滑轮（23）组成，所述导轨（21）与导轨滑轮（23）相连接，所述导轨滑轮（23）通过钢丝绳（22）与阴极板带（2）相连接，
所述阳极导电装置主要由阳极导电铜排（25）、导电铜棒（19）、阳极板块（5）组成，所述阳极导电铜排（25）设置于阳极室上方，通过导电铜棒（19）与阳极板块（5）相连接。
2.根据权利要求1所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述阴极板带（2）经单元大槽（6）后，依次进入清洗产品装置（14）、烘干装置（13）、剥离装置（12）、洗板装置（10）、抛光装置（9），然后再返回单元大槽（6）。
3.根据权利要求1所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述阴极板带（2）经单元大槽（6）后，依次进入钝化装置（15）、清洗产品装置（14）、烘干装置（13）、剥离装置（11）、洗板装置（10）、抛光装置（9）、浸玻璃水装置（8）、起步电解槽（7），然后再返回单元大槽（6）。
4.根据权利要求2或3所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述清洗产品装置（14）主要由毛刷滚筒和喷水装置组成，所述洗板装置（10）主要海绵滚筒和喷清洗液装置组成。
5.根据权利要求2或3所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述烘干装置（13）主要由箱体、电热管、风机组成。
6.根据权利要求3所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述钝化装置（15）主要由海绵滚筒和喷钝化液装置组成。
7.根据权利要求2所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述剥离装置（12）由竖式转筒和带有调速的电机驱动装置组成。
8.根据权利要求3所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述浸玻璃水装置（8）主要由海绵滚筒和喷玻璃水装置组成。
9.根据权利要求1所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述单元大槽（6）长为30~50m，宽为0.8~1m，同名极距为40~48mm。
10.根据权利要求1所述的湿法电解金属全自动化生产系统，其特征在于：所述阳极板块（5）呈纵向排齐，设置为11~21排，每一排相邻阳极板间隔设置为10~20mm，所述阴极板带（2）总长为600~1200m，宽为0.4~0.6m，厚度为1.5~2mm，阴极板带（2）上设置有若干小孔。
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