CN108356215A - 一种铜阳极板浇铸脱模剂使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，属于铜冶炼浇铸工艺技术领域。将常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂加水配置成悬浊液，然后向悬浊液中加入聚羧酸分散均匀，然后再加入聚乙烯醇分散均匀得到脱模剂悬浊液，待模温提高到180℃以上时，喷涂脱模剂悬浊液进行使用，其中聚羧酸、聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂干粉总质量的0.3%~2.5%和0.2%~2%。本发明针对现有脱模剂的使用缺陷，添加其它物质，改变脱模剂悬浊液的表面张力和提高脱模剂微粒的分散性，使脱模剂悬浊液喷涂在热铜模上，在水分蒸发的过程中形成附着力较强的致密膜，并减少模板上团聚颗粒的形成，提高阳极板外观质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，属于铜冶炼浇铸工艺技术领域。
背景技术
铜阳极板浇铸过程中需要使用脱模剂，涂在热铜模表面，在铜模表面形成一层均匀致密的隔膜层，阻止高温铜液与铜模发生粘连。脱模剂对模具表面的裂纹、孔洞和凹坑也有修补作用。由于脱模剂的润滑性好,附着在模具内沿壁的脱模剂能减少阳极板的飞边毛刺。另外，采用喷涂方式将脱模剂分布在模具上,悬浊液蒸发水分时能对铜模降温,提高模具的使用寿命。目前铜厂普遍使用的脱模剂分为两种：一种是纯硫酸钡粉末，另一种是将硫酸钡与其它氧化物复配，制备的复合脱模剂。这两种脱模剂的使用，通常是制成一定浓度的悬浊液，由程序控制自动喷涂在模面上，存在的不足是悬浊液里的水分蒸发后脱模剂成粉状堆积，与铜模表面的附着力变差，在铜水入模时会使粉状脱模剂发生位移，降低了隔离效果，需要增大脱模剂用量才能发挥脱模剂的隔离作用，但是增大用量容易使阳极板底面附着的脱模剂过多形成“白板”现象，对后续电解有不利影响，还导致阳极泥产率高、品级低、处理成本增加。
脱模剂悬浊液喷涂到热铜模（模温在180℃～350℃）上，在水分快速蒸发的过程中，部分脱模剂微粒会抱团，其结果是当模具从脱模剂喷涂工位运行到浇铸工位时，悬浊液几乎蒸干，模板上出现了许多尺寸偏大的脱模剂团聚颗粒，此颗粒含有残余水，且与模板的附着力差，降低了脱模剂的隔离与修复效能。尽管铜水浇铸到含残余水团聚颗粒上不会出现铜水喷溅现象，但部分团聚颗粒会浮到浇铸铜水的上部，再继续受热蒸发，由于水蒸汽的逸冒，铜水凝固时阳极板的上部会形成众多的鼓包和气孔。目前解决这一问题的做法是提高模温和提高铜水浇铸温度，但带来了系统维护成本增加和能耗偏高的弊端。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种铜阳极板浇铸脱模剂使用方法。本发明针对现有脱模剂的使用缺陷，提出在保留硫酸钡脱模剂和硫酸钡基复合脱模剂使用优点的同时，添加其它物质，改变脱模剂悬浊液的表面张力和提高脱模剂微粒的分散性，使脱模剂悬浊液喷涂在热铜模上，在水分蒸发的过程中形成附着力较强的致密膜，并减少模板上团聚颗粒的形成，提高阳极板外观质量。
本发明在硫酸钡脱模剂和硫酸钡基复合脱模剂的基础上，对其成分与配比量进行调整，再加入添加剂聚乙烯醇与聚羧酸水溶液，高聚物添加剂聚乙烯醇[C2H4O]n，通常为粉末状、片状或絮状的白色固体，是小分子乙烯的高聚物，无味且易溶于水，具有较强的粘结性与平滑性。聚羧酸(C16H14O3)n是一种水溶性高聚物，其分子为梳状结构，具有很强的分散性，其吸附性与被吸附共聚物的空间位阻效应和静电排斥力有关，且环保性高，不易燃。这两种添加剂的加入能够降低脱模剂悬浊液的表面张力，增强其附着力与稳定性，提高脱模剂固体颗粒的分散性，使脱模剂悬浊液在铜板上遇热蒸发水份后能够形成稳定致密的隔膜层，本发明脱模剂能够有效缓解铜阳极板白板率高、面结渣结块过大的现象，同时能够保护铜模，提高生产效率。
一种铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其具体步骤包括：
将常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂加水配置成悬浊液，然后向悬浊液中加入聚羧酸分散均匀，然后再加入聚乙烯醇分散均匀得到脱模剂悬浊液，待模温提高到180℃以上时，喷涂脱模剂悬浊液进行使用，其中聚羧酸、聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂干粉总质量的0.3%~2.5%和0.2%~2%。
所述常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂干粉与水的质量比为1.2~1.4：1。
所述硫酸钡基复合脱模剂由以下质量百分比组成：BaSO460%~80%、SiO210%~30%、CaO1%~4%和Al2O32%~8%。
所述BaSO4为沉淀型硫酸钡，纯度大于97%，粒度为800~2500目；SiO2纯度大于96%，粒度为200~270目；CaO纯度大于80%，粒度大于80目；Al2O3纯度大于93%，粒度为200~270目。
当进行铜阳极板浇铸时，冷模上不喷涂脱模剂悬浊液，只手工涂抹常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂干粉。
上述聚羧酸和聚乙烯醇可以配置为水溶液也可以直接加入。
本发明的有益效果是：对目前普遍使用的脱模剂进行改性，在原有脱模剂配方的基础上，适当改变其原料配方，加入高聚物添加剂聚乙烯醇与聚羧酸溶液，使脱模剂固体颗粒尽可能稳定的固化在隔膜层内，而不会附着在阳极板上，而表面张力降低带来的附着力提高能够使本发明脱模剂更稳定的附着在铜模表面。稳定致密的隔膜层，一方面有效减少粘板现象，另一方面防止过量脱模剂颗粒粘在铜阳极板上，避免造成铜模表面大面积结块结渣现象，而且隔模层硬度较大，附着力强，便于铜阳极板迅速从铜模内脱落，从而大幅提高铜阳极板的物理规格与外观质量。本发明脱模剂的使用，贴近工厂实际操作，减少资源浪费。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
在年产15万吨阳极铜板的浇铸机上浇铸，设备为双14模圆盘浇铸机，模具材质为阳极铜，阳极板重量约270公斤。
该铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其具体步骤包括：
步骤1、按照表1中的组分复配出600公斤硫酸钡基复合脱模剂干粉，从中取出60公斤均分为两份装桶，作为1#盘和2#盘冷模浇铸阳极板的干抹脱模剂；剩余的540公斤硫酸钡基复合脱模剂干粉与水在搅拌桶中混合，调配出比重（硫酸钡基复合脱模剂干粉与水的质量比）1.35：1的悬浊液，悬浊液温度控制在25℃上下（幅度不超过3℃），往悬浊液中加入27L浓度为10wt%的聚羧酸水溶液（将固态聚羧酸溶解在室温水中，制备出质量浓度为10wt%的聚羧酸溶液），在空气中搅拌5分钟分散均匀，然后再加入21.6L浓度为5wt%聚乙烯醇溶液（将絮状聚乙烯醇与水按照质量比1:20混合，加热至85~95℃，在加热过程中对溶液进行搅拌，加速聚乙烯醇溶解，使聚乙烯醇完全溶于水，制成浓度为5wt%的无色透明聚乙烯醇溶液），空气持续搅拌分散均匀得到1500L、比重约1.25：1的脱模剂悬浊液，其中固态聚羧酸、絮状聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡基复合脱模剂干粉总质量的0.5%和0.2%。上述硫酸钡为沉淀型硫酸钡，纯度大于97%，粒度为2500目。SiO2纯度大于96%，粒度为270目；Al2O3纯度大于93%，粒度为270目；CaO纯度大于80%，粒度大于80目。
步骤2、在每块铜模上手工涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉，视模面状况每块铜模抹300~500克硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤3、启动圆盘运转，浇铸铜液（铜液出炉温度1220℃），入模铜液温度不低于1150℃，按设定参数进行浇铸，在圆盘连续运转浇铸的前三圈，当每浇铸完一圈取出阳极板后均在铜模上再均涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤4、当浇铸到第四圈时，模温已经高于180℃，启动脱模剂悬浊液自动喷涂系统，开启正常生产秩序，当圆盘浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制按设定参数喷涂脱模剂悬浊液，每块铜模表面喷涂悬浊液的量控制在约1.2升，当喷涂完成一块铜模时，圆盘浇铸机转动，下一块铜模进入喷涂工位，重复喷涂过程直至浇铸结束。
对实施例1的生产数据进行统计：共浇铸出单重270公斤型阳极板1110块，浇铸铜水约300吨。剩余脱模剂（干粉和悬浊液）干重150公斤，每吨阳极铜约消耗1.5公斤脱模剂干粉。所浇铸的阳极板统计数据：白板率为1.5%，上表面气孔率2.7%，粘板2块，浇铸粘板率为0.18%；废板9块，废板率0.81%，因阳极板表面起鼓包或气孔产生的废板率为零。
实施例2
在年产20万吨阳极铜板的浇铸机上浇铸，设备为双18模圆盘浇铸机，模具材质为阳极铜，阳极板重量约350公斤。
该铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其具体步骤包括：
步骤1、按照表2中的组分复配出630公斤硫酸钡基复合脱模剂干粉，从中取出70公斤均分为两份装桶，作为1#盘和2#盘冷模浇铸阳极板的干抹脱模剂；将剩余的560公斤硫酸钡基复合脱模剂干粉均分为两份，一份280公斤干粉与水在1#搅拌桶中混合，调配出比重（硫酸钡基复合脱模剂干粉与水的质量比）约1.25：1的悬浊液790L，悬浊液温度控制在25℃上下（幅度不超过3℃），作为1#盘热模喷涂用；另一份280公斤干粉与水在2#搅拌桶中混合，调配出比重（硫酸钡基复合脱模剂与水的质量比）1.4：1的悬浊液，悬浊液温度控制在25℃上下（幅度不超过3℃），往悬浊液中加入28L浓度为10wt%的聚羧酸水溶液（将固态聚羧酸溶解在室温水中，制备出质量浓度为10wt%的聚羧酸溶液），在空气中搅拌5分钟分散均匀，然后再加入28L浓度为5wt%聚乙烯醇溶液（将絮状聚乙烯醇与水按照质量比1:20混合，加热至85~95℃，在加热过程中对溶液进行搅拌，加速聚乙烯醇溶解，使聚乙烯醇完全溶于水，制成浓度为5wt%的无色透明聚乙烯醇溶液），空气持续搅拌分散均匀得到780L、比重约1.25：1的脱模剂悬浊液，其中固态聚羧酸、絮状聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡基复合脱模剂干粉总质量的1%和0.5%。上述硫酸钡为沉淀型硫酸钡，纯度大于97%，粒度为800目，SiO2纯度大于96%，粒度为200目；Al2O3纯度大于93%，粒度为200目；CaO纯度大于80%，粒度大于80目。
步骤2、在每块铜模上手工涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉，视模面状况每块铜模抹300~500克硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤3、启动圆盘运转，浇铸铜液（铜液出炉温度1220℃），入模铜液温度不低于1150℃，按设定参数进行浇铸，在圆盘连续运转浇铸的前三圈，当每浇铸完一圈取出阳极板后均在铜模上再均涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤4、当浇铸到第四圈时，1#盘和2#盘模温已经高于180℃，1#盘启动脱模剂悬浊液自动喷涂系统，泵送1#搅拌桶里的悬浊液，开启正常生产秩序，当圆盘浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制按设定参数喷涂脱模剂悬浊液，每块铜模表面喷涂悬浊液的量控制在约1.2升，当喷涂完成一块铜模时，圆盘浇铸机转动，下一块铜模进入喷涂工位，重复喷涂过程直至浇铸结束；2#盘启动脱模剂悬浊液自动喷涂系统，泵送2#搅拌桶里的悬浊液，开启正常生产秩序，当圆盘浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制按设定参数喷涂脱模剂悬浊液，每块铜模表面喷涂悬浊液的量控制在约1.2升，当喷涂完成一块铜模时，圆盘浇铸机转动，下一块铜模进入喷涂工位，重复喷涂过程直至浇铸结束；
从表3中可以看出，本发明脱模剂相比于常规脱模剂，脱模效果与阳极板物理规格数据明显提高。本发明在常规脱模剂中加入高聚物添加剂，在提高脱模剂悬浊液体系分散度，降低悬浊液表面张力的同时，增强附着力，提升铜阳极板的物理规格与表面质量，降低粘板率、白板率和废板率。在企业实际生产中，为企业增加生产效率的同时，减少修补板面与重铸所耗费的时间与人工成本。
实施例3
该铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其具体步骤包括：
步骤1、按照表4中的组分复配出硫酸钡基复合脱模剂干粉，从中取出1/10硫酸钡基复合脱模剂干粉平均分为两份装桶，作为冷模浇铸阳极板的干抹脱模剂；将剩余硫酸钡基复合脱模剂干粉与水在搅拌桶中混合，调配出比重（硫酸钡基复合脱模剂干粉与水的质量比）约1.2：1的悬浊液，悬浊液温度控制在25℃上下（幅度不超过3℃），往悬浊液中加入浓度为10wt%的聚羧酸水溶液（将固态聚羧酸溶解在室温水中，制备出质量浓度为10wt%的聚羧酸溶液），在空气中搅拌5分钟分散均匀，然后再加入浓度为5wt%聚乙烯醇溶液（将絮状聚乙烯醇与水按照质量比1:20混合，加热至85~95℃，在加热过程中对溶液进行搅拌，加速聚乙烯醇溶解，使聚乙烯醇完全溶于水，制成浓度为5wt%的无色透明聚乙烯醇溶液），空气持续搅拌分散均匀得到脱模剂悬浊液，其中固态聚羧酸、絮状聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡基复合脱模剂干粉总质量的0.3%和1%。上述硫酸钡为沉淀型硫酸钡，纯度大于97%，粒度为1500目。SiO2纯度大于96%，粒度为250目；Al2O3纯度大于93%，粒度为250目；CaO纯度大于80%，粒度大于80目。
步骤2、在每块铜模上手工涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉，视模面状况每块铜模抹300~500克硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤3、启动圆盘运转，浇铸铜液（铜液出炉温度1220℃），入模铜液温度不低于1150℃，按设定参数进行浇铸，在圆盘连续运转浇铸的前三圈，当每浇铸完一圈取出阳极板后均在铜模上再均涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤4、当浇铸到第四圈时，模温已经高于180℃，启动脱模剂悬浊液自动喷涂系统，开启正常生产秩序，当圆盘浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制按设定参数喷涂脱模剂悬浊液，每块铜模表面喷涂悬浊液的量控制在约1.2升，当喷涂完成一块铜模时，圆盘浇铸机转动，下一块铜模进入喷涂工位，重复喷涂过程直至浇铸结束。
本实施例因阳极板表面起鼓包或气孔产生的废板率为零。
实施例4
该铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其具体步骤包括：
步骤1、按照表5中的组分复配出硫酸钡基复合脱模剂干粉，从中取出1/10硫酸钡基复合脱模剂干粉平均分为两份装桶，作为冷模浇铸阳极板的干抹脱模剂；将剩余硫酸钡基复合脱模剂干粉与水在搅拌桶中混合，调配出比重（硫酸钡基复合脱模剂干粉与水的质量比）约1.2：1的悬浊液，悬浊液温度控制在25℃上下（幅度不超过3℃），往悬浊液中加入浓度为10wt%的聚羧酸水溶液（将固态聚羧酸溶解在室温水中，制备出质量浓度为10wt%的聚羧酸溶液），在空气中搅拌5分钟分散均匀，然后再加入浓度为5wt%聚乙烯醇溶液（将絮状聚乙烯醇与水按照质量比1:20混合，加热至85~95℃，在加热过程中对溶液进行搅拌，加速聚乙烯醇溶解，使聚乙烯醇完全溶于水，制成浓度为5wt%的无色透明聚乙烯醇溶液），空气持续搅拌分散均匀得到脱模剂悬浊液，其中固态聚羧酸、絮状聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡基复合脱模剂干粉总质量的2.5%和1.5%。上述硫酸钡为沉淀型硫酸钡，纯度大于97%，粒度为1500目。SiO2纯度大于96%，粒度为250目；Al2O3纯度大于93%，粒度为250目；CaO纯度大于80%，粒度大于80目。
步骤2、在每块铜模上手工涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉，视模面状况每块铜模抹300~500克硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤3、启动圆盘运转，浇铸铜液（铜液出炉温度1220℃），入模铜液温度不低于1150℃，按设定参数进行浇铸，在圆盘连续运转浇铸的前三圈，当每浇铸完一圈取出阳极板后均在铜模上再均涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤4、当浇铸到第四圈时，模温已经高于180℃，启动脱模剂悬浊液自动喷涂系统，开启正常生产秩序，当圆盘浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制按设定参数喷涂脱模剂悬浊液，每块铜模表面喷涂悬浊液的量控制在约1.2升，当喷涂完成一块铜模时，圆盘浇铸机转动，下一块铜模进入喷涂工位，重复喷涂过程直至浇铸结束。
本实施例因阳极板表面起鼓包或气孔产生的废板率为零。
实施例5
该铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其具体步骤包括：
步骤1、将常规硫酸钡脱模剂干粉从中取出1/10脱模剂干粉平均分为两份装桶，作为冷模浇铸阳极板的干抹脱模剂；将剩余硫酸钡脱模剂干粉与水在搅拌桶中混合，调配出比重（常规硫酸钡脱模剂干粉与水的质量比）约1.4：1的悬浊液，悬浊液温度控制在25℃上下（幅度不超过3℃），往悬浊液中聚羧酸，在空气中搅拌5分钟分散均匀，然后再加入聚乙烯醇，空气持续搅拌分散均匀得到脱模剂悬浊液，其中固态聚羧酸、絮状聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡脱模剂干粉总质量的1.8%和2%。
步骤2、在每块铜模上手工涂抹硫酸钡基复合脱模剂干粉，视模面状况每块铜模抹300~500克硫酸钡基复合脱模剂干粉。
步骤3、启动圆盘运转，浇铸铜液（铜液出炉温度1220℃），入模铜液温度不低于1150℃，按设定参数进行浇铸，在圆盘连续运转浇铸的前三圈，当每浇铸完一圈取出阳极板后均在铜模上再均涂抹硫酸钡脱模剂干粉。
步骤4、当浇铸到第四圈时，模温已经高于180℃，启动脱模剂悬浊液自动喷涂系统，开启正常生产秩序，当圆盘浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时，由控制台控制按设定参数喷涂脱模剂悬浊液，每块铜模表面喷涂悬浊液的量控制在约1.2升，当喷涂完成一块铜模时，圆盘浇铸机转动，下一块铜模进入喷涂工位，重复喷涂过程直至浇铸结束。
本实施例因阳极板表面起鼓包或气孔产生的废板率为零。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其特征在于具体步骤包括：
将常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂加水配置成悬浊液，然后向悬浊液中加入聚羧酸分散均匀，然后再加入聚乙烯醇分散均匀得到脱模剂悬浊液，待模温提高到180℃以上时，喷涂脱模剂悬浊液进行使用，其中聚羧酸、聚乙烯醇加入量为需配置成悬浊液的常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂干粉总质量的0.3%~2.5%和0.2%~2%。
2.根据权利要求1所述的铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其特征在于：所述常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂干粉与水的质量比为1.2~1.4：1。
3.根据权利要求1或2所述的铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其特征在于：所述硫酸钡基复合脱模剂由以下质量百分比组成：BaSO460%~80%、SiO210%~30%、CaO1%~4%和Al2O32%~8%。
4.根据权利要求3所述的铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其特征在于：所述BaSO4为沉淀型硫酸钡，纯度大于97%，粒度为800~2500目；SiO2纯度大于96%，粒度为200~270目；CaO纯度大于80%，粒度大于80目；Al2O3纯度大于93%，粒度为200~270目。
5.根据权利要求1所述的铜阳极板浇铸脱模剂使用方法，其特征在于：当进行铜阳极板浇铸时，冷模上不喷涂脱模剂悬浊液，只手工涂抹常规硫酸钡脱模剂或硫酸钡基复合脱模剂干粉。
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