锌电解用阳极导电杆制作新技术研发与成果成功转化应用

 

2012年,针对西北铅锌冶炼厂湿法炼锌电解系统电流效率相对较低的行业技术难题,西北矿冶研究院和西北工业大学组成铜铅焊接技术开发攻关小组,通过一年的技术攻关,项目组利用铜铅异质金属复合技术成功研发制备出了新型阳极导电横梁。2016年7月26日,甘肃省科技厅组织有关专家组成验收专家组,通过了西北矿冶研究院承担的2014年省科技支撑计划项目“锌电解用阳极导电杆制作新技术的研发”(项目编号:144GKCD033)的项目验收。专家组一致认为该项目完成了任务书规定的各项研究内容和考核指标,研发的新工艺技术延长了阳极导电杆的使用寿命,提高了锌电解效率,降低了能量消耗,提高了产品产量,转化应用后显著提高了企业经济效益,在行业推广应用的前景非常广阔。
国内湿法炼锌电解系统的阳极制备工艺一直沿用的是从日本引进的铜-铅双金属的嵌铸工艺,属于铸造工艺,在铜铅铸造焊接界面容易形成夹层或者虚焊,增大了槽电压,降低了电流效率。针对传统阳极导电横梁在生产中存在的以上问题,技术攻关小组结合西北铅锌冶炼厂电解车间生产中的技术难题进行了创新研发,制备出了铜-铅金属复合材料,经现场应用测试,结果达到了预期效果,得到了应用企业的认可和好评。2015年,项目组在西北矿冶研究院新材料研发中心研制了22Kw电阻式焊接炉一台,完成了新型阳极导电杆的全焊接工艺实验,成功研发出了一种可实现工业化生产的大尺度异质金属复合技术。利用该创新技术制作了50片阳极导电杆新产品,并组装制成50片阳极板在西北铅锌冶炼厂进行挂槽试验。一年多的挂槽运行,新产品表现出了优良的性能:锌电解槽电压降低0.04V,综合降低直流电耗约45度,大幅度延长使用寿命,应用效果优于双金属铸造工艺制作的锌电解阳极板。
攻关项目在研发过程中申请了发明专利2项。在西北矿冶研究院试验基地建成年产2万片新型阳极导电杆中试生产线,阳极导电杆产品质量标准参照YS/T 995-2014湿法冶金电解锌用阳极板中相关要求执行。鉴于新型阳极导电横梁在现场测试中所表现出的优良性能,“西北铅锌冶炼厂锌冶炼资源综合利用项目”湿法冶炼系统二期工程计划采用“铜-铅复合新技术”新技术制作的新型阳极导电横梁,已经为厂方提供了3000片新型阳极导电杆,后续将供应1万余件,价值200万元。20161-3月为白银有色集团股份有限公司铜业公司制作了用于电解脱铜的324件新型阳极导电杆;20167月与甘肃另一锌冶炼厂签订了2600片新型阳极及3000片新型阴极的制作,合同额800余万元。
该项目从成立项目组到成果产业化应用历时4年。在项目研发过程中以项目为载体,充分发挥了科研单位、生产单位的有效资源和力量,将科研技术同企业的生产技术、设施装备进行高效的融合,形成了相互衔接更为紧密的“产学研”发展关系,研发与生产实际相结合,充分体现了将用户引入研发过程,把企业需求作为创新计划项目的来源,真正实现了“产学研用”结合,并成功进行了科技成果的产业转化。

 新型锌电解用阳极导电杆产品

新型阳极导电杆产品企业应用图


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