CN106498440B - 一种铜电解系统液体平衡控制方法 - Google Patents

一种铜电解系统液体平衡控制方法 Download PDF

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Abstract

一种铜电解系统液体平衡控制方法，设置通过管路及水泵(3)相连的低位收集池(1)和高位槽(2)，高位槽设置液位控制阀门(4)，同时设置溢流管(5)回流至低位收集池中，形成收集水的闭路循环；从高位槽中接出水管道，分别与铜电解工艺中的电解液泵冷却用水、带式过滤机密封用水、设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水机构的供水系统连通，并将用过的电解液泵冷却用水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水、加热电解液产生的冷凝水、带式过滤机密封用水通过管路与低位收集池、设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水的排水系统连通，构成液体循环。本发明可降低生产水耗费、减少污水处理负荷，控制电解系统液体平衡，有效避免铜电解过程中体积膨胀。

Description

一种铜电解系统液体平衡控制方法
技术领域
本发明涉及铜电解湿法系统液体平衡技术领域。
背景技术
铜电解湿法系统的液体平衡是对铜电解过程中的电解液及水进行控制，稳定电解液的体积、稳定电解液成分，进一步稳定电解工艺技术参数，提供优良的电解精炼环境，产出合格电铜的关键。铜电解过程中阴阳极触点清洗、残极洗涤、阴极铜洗涤大部分使用冷凝水，泵冷却水、真空带式过滤机密封水也绝大部分使用外供的生产水，这使得进入电解系统的液体体积增加，为了平衡电解液体积，在废电解液处理的真空浓缩蒸发环节，不得不外排大量的挥发水以维持电解系统液体平衡。这一方面造成大量生产新水以及冷凝水的使用浪费，另一方面挥发水外排造成了污水处理负荷的加重，更严重的是对于单循环系统的铜电解，一旦挥发水含铜超标，无法外排，将致使电解系统的失衡控制，影响电铜质量。目前，尚没有较很好的实现铜电解系统液体平衡的控制方法。
发明内容
本发明的目的是解决现有铜电解湿法系统的液体平衡控制新水用量大、污水处理负荷大、体积难以控制的问题，提供一种铜电解系统液体平衡控制方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种铜电解系统液体平衡控制方法，方法如下：
一种铜电解系统液体平衡控制方法，设置一个低位收集池和高位槽，低位收集池与高位槽通过管路及水泵相连，高位槽设置液位控制阀门与低位收集池相连，通过高位槽的液位控制水泵的启动，同时设置溢流管回流至低位收集池中，形成收集水的闭路循环；从高位槽中接出水管道，分别与铜电解工艺中的电解液泵冷却用水、带式过滤机密封用水、设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水机构的供水系统连通，并将用过的电解液泵冷却用水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水、加热电解液产生的冷凝水、带式过滤机密封用水通过管路与低位收集池连通，并与设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水的排水系统连通，由此构成液体循环，防止铜电解系统液体膨胀；对电解液泵冷却用水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水、带式过滤机密封用水进行监测，pH值为4～8的水进入低位收集池，pH值4～8之外的水直接返回铜电解液系统；对加热电解液产生的冷凝水进行监测，pH值为6～9的水直接返回冷凝水回收系统，用于余热锅炉冷却；pH值为4～6或大于9的水进入低位收集池，pH值小于4的水直接返回铜电解液系统；用过的设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水进入铜电解液系统，减少外排至污水处理的水量。
本发明所述电解液泵冷却用水为电解过程中所有用水密封的泵所产生的冷却水；所述蒸发浓缩电解液产生的挥发水为铜电解过程中，用真空蒸发器或其他蒸发浓缩电解液设备处理废电解液而产生的挥发水；所述加热电解液产生的冷凝水为用板式换热器或蛇形管加热电解液而产生的冷凝水。所述设备冲洗水为带式过滤机滤布洗水，所述工艺用水为阴极铜洗涤水、残极洗涤水、槽面触点冲洗水、电解槽冲洗用水，所述的场地清洗用水为作业现场卫生清洁用水。
本发明具有以下有益效果：在维持现有工艺不便的前提下，新增设低位收集池和泵、高位槽及相应的管道设备设施，即可对密封水、冷却水进行回收循环使用，大大减少铜电解系统生产水的使用，并大大降低密封水外排污水量，减少污水处理负荷，节约污水处理的费用，节流降污减排。本发明利用真空蒸发挥发水，回收并重新用于铜电解系统工艺用水，避免了额外的水使用，形成闭路循环，可以有效维持电解系统液体平衡稳定，进而稳定电解工艺技术参数，提供优良的电解精炼环境，产出合格电铜。
附图说明
图1为本发明的工艺及设备连接图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的铜电解系统液体平衡控制方法是要先构建液体循环系统，设置一个低位收集池1和高位槽2，低位收集池1与高位槽2通过管路及水泵3相连，高位槽设置液位控制阀门4与低位收集池相连，通过高位槽的液位控制水泵3的启动，同时设置溢流管5回流至低位收集池中，形成收集水的闭路循环；从高位槽中接一根出水管道，分别与电解液泵冷却用水、带式过滤机密封用水、设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水机构的供水系统连通，并将用过的电解液泵冷却用水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水、加热电解液产生的冷凝水、带式过滤机密封用水通过管路与低位收集池连通，并与设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水的排水系统连通，由此构成液体循环，防止铜电解系统液体膨胀。液体循环系统运行过程中，对电解液泵冷却用水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水、带式过滤机密封用水进行在线监测，pH值为4～8的水进入低位收集池，pH值4～8之外的水直接返回铜电解液系统；对加热电解液产生的冷凝水也进行在线监测，pH值为6～9的水直接返回冷凝水回收系统，pH值为4～6或大于9的水进入低位收集池，pH值小于4的水直接返回铜电解液系统。用过的设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水进入电解液系统，减少外排至污水处理的水量。
本发明所述电解液泵冷却用水是冷却所有高速旋转电解用泵的机械密封的用水。电解过程中所有用水密封的泵所产生的冷却。所述蒸发浓缩电解液产生的挥发水是指真空蒸发器或其他蒸发浓缩电解液设备蒸发浓缩过程中先蒸发、后收集下来的水。真空带式过滤机密封水是指为了满足带式过滤机真空度而给水环式真空泵密封输入的水。所述加热电解液产生的冷凝水为用板式换热器或蛇形管加热电解液而产生的冷凝水。工艺用水是指铜电解过程中，产出合格电铜产品必不可少的用水，譬如含酸阴极铜的洗涤、带泥残极板的洗涤、粘物料带式过滤机的清洗、槽面阴阳极触点的冲洗、电解槽冲洗用水等，所述的场地清洗用水为作业现场卫生清洁用水。低位收集池比所有用水泵的位置要低，一般位于▼0.00平面以下。高位槽位置应比所有的用水点高≥5m，保证0.05MPa的用水水压(对个别需要高压用水点，亦可以用泵补充压力)。
所述设备冲洗水为带式过滤机滤布洗水，所述工艺用水为槽面触点冲洗水、。使用冷却水的泵具有一定的耐酸碱性，其用水要求为pH值为4-10。
图1有以下三个闭路循环系统：
一是本发明的核心，电解液泵冷却水、真空带式过滤机密封用水经过低位池收集、泵向高位槽，并通过管道流向各电解液泵冷却水及真空带式过滤机密封用水，形成一个水的闭路循环。即电解液泵、真空带式过滤机密封→低位池→高位槽→电解液泵、真空带式过滤机密封。
二是真空蒸发器蒸发浓缩部分铜电解液而产生挥发水，流入低位收集池，泵往高位槽，又通过设备冲洗水、工艺用水及场地清洗用水的形式进入铜电解液系统，从而铜电解液→经真空蒸发器→挥发水→低位收集池→高位池→设备冲洗水、工艺用水及场地清洗用水→铜电解液系统。
三是蒸汽通过板式换热器(或其他夹套式加热设备)加热铜电解液，冷凝而产生的pH值6～9的冷凝水，送至铜冶炼火法系统余热锅炉加热为蒸汽，形成第一个闭路循环系统，即蒸汽→板式换热器(或其它夹套式加热设备)→冷凝水→预热锅炉→蒸汽。其中：pH值4～6，pH值大于9的冷凝水才进入低位收集池，补充本发明的系统用水；pH值小于4的冷凝水则直接进入铜电解液系统。
本发明将铜电解工艺过程中泵的冷却水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水以及加热电解液而产生的不合格冷凝水收集至低位收集池中，泵入高位槽再引至铜电解工艺循环利用，节水节能。铜电解工艺过程中产生的泵冷却水、挥发水、冷凝水以工艺用水的形式返回铜电解液系统(即给铜电解提供电解液的系统，正常情况下电解液会有一定的自然挥发)，形成闭路，避免了铜电解系统的液体膨胀。
验证例1：在不改变铜电解系统主工艺的前提下，处理废电解液120m3/d，产生真空蒸发器的挥发水45m3/d及真空带式过滤机密封水循环36m3/d，在低位收集池30m3、高位槽2m3的平衡系统中进行回收，带式过滤机滤布用水为20m3/d，槽面阴阳极触点冲洗及洗电解液槽用水为22m3/d，脱铜电积槽面冲洗用水为4m3/d。因真空带式过滤机密封水循环，其他工艺用水总计为46m3/d，还略大于真空蒸发器的挥发水，不但无废水外排，尚需定期补充生产水，维持铜电解系统液体平衡。
验证例2：在不改变铜电解系统主工艺的前提下，处理废电解液120m3/d，产生真空蒸发器的挥发水64m3/d及真空带式过滤机密封水循环40m3/d，电解系统泵冷却水42m3/d，在低位收集池50m3、高位槽5m3的平衡系统中进行回收，带式过滤机滤布用水为23m3/d，槽面阴阳极触点冲洗及洗电解液槽用水为30m3/d，脱铜电积槽面冲洗用水为5m3/d，残极洗涤用水12m3/d，阴极洗涤用水18m3/d，槽面蒸发水24m3/d，因真空带式过滤机密封水循环，其他工艺用水总计为122m3/d，远大于真空蒸发器的挥发水，不但无废水外排，为了维持电解系统液体平衡，补充冷凝水或生产水62m3/d。本发明实施后，吨铜生产新水由2.28t降低至1.48t，年节约新水11800t，同时减少污水排放15000t。
本发明方法可推广运用到其他湿法冶炼系统过程中。

Claims (3)

1.一种铜电解系统液体平衡控制方法，其特征在于，设置一个低位收集池(1)和高位槽(2)，低位收集池(1)与高位槽(2)通过管路及水泵(3)相连，高位槽设置液位控制阀门(4)与低位收集池相连，通过高位槽的液位控制水泵(3)的启动，同时设置溢流管(5)回流至低位收集池中，形成收集水的闭路循环；从高位槽中接出水管道，分别与铜电解工艺中的电解液泵冷却用水、带式过滤机密封用水、设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水机构的供水系统连通，并将用过的电解液泵冷却用水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水、加热电解液产生的冷凝水、带式过滤机密封用水通过管路与低位收集池连通，并与设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水的排水系统连通，由此构成液体循环，防止铜电解系统液体膨胀；对电解液泵冷却用水、蒸发浓缩电解液产生的挥发水、带式过滤机密封用水进行监测，pH值为4～8的水进入低位收集池，pH值4～8之外的水直接返回铜电解液系统；对加热电解液产生的冷凝水进行监测，pH值为6～9的水直接返回冷凝水回收系统，pH值为4～6或大于9的水进入低位收集池，pH值小于4的水直接返回铜电解液系统；用过的设备冲洗水、工艺用水、场地清洗用水进入电解液系统，减少外排至污水处理的水量。
2.根据权利要求1所述的一种铜电解系统液体平衡控制方法，其特征在于，所述电解液泵冷却用水为电解过程中所有用水密封的泵所产生的冷却水；所述蒸发浓缩电解液产生的挥发水为铜电解过程中，用真空蒸发器或其他蒸发浓缩电解液设备处理废电解液而产生的挥发水；所述加热电解液产生的冷凝水为用板式换热器或蛇形管加热电解液而产生的冷凝水。
3.根据权利要求1或2所述的一种铜电解系统液体平衡控制方法，其特征在于，所述设备冲洗水为带式过滤机滤布洗水，所述工艺用水为阴极铜洗涤水、残极洗涤水、槽面触点冲洗水、电解槽冲洗用水，所述的场地清洗用水为作业现场卫生清洁用水。
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