Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki badań procesu elektrorafinacji miedzi z zastosowaniem podwyższonej gęstości prądu i przy zmniejszonym rozstawie elektrod. Badania obejmowały również ustalenie optymalnych dawek stosowanych inhibitorów organicznych, a także określenie natężenia i kierunku przepływu elektrolitu przez wanny elektrolityczne, które umożliwiłyby produkcję katod miedzianych o jakości zgodnej z założonymi normami.
Słowa kluczowe: elektrorafinacja miedzi, intensyfikacja procesu, zanieczyszczenia katod
Abstract
Research results of copper electrorefining process at increased current density and reduced electrodes spacing are presented in this article. Research work included also establishment of other process parameters, i.e. organic inhibitors dosage, current intensity and flow direction of electrolyte through electrolysers, which will allow copper cathodes production of required quality according to standards.
Keywords: copper electrorefining, process intensification, cathode impurities
WPROWADZENIE Intensyfikacja produkcji miedzi elektrolitycznej wiąże się z podwyższeniem gęstości prądu na elektrodach (skróceniem cyklu katodowego) lub umieszczeniem dodatkowych elektrod w wannach, co można osiągnąć poprzez zmniejszenie rozstawu elektrod. Możliwy jest też wariant mieszany polegający na podwyższeniu gęstości prądu, przy jednoczesnym zmniejszeniu rozstawu elektrod. W niniejszej publikacji przedstawiono wyniki badań dążące do określenia sposobu intensyfikacji produkcji miedzi elektrolitycznej w warunkach laboratoryjnych. Przestawiono wyniki badań prowadzonych z zastosowaniem podwyższonej gęstości prądu i przy zmniejszonym rozstawie elektrod. Znaczące zwiększenie produkcji katod miedzianych najwyższej jakości, przy zachowaniu obecnej, istniejącej liczby wanien elektrolitycznych, jest możliwe również poprzez zastosowanie nowoczesnej, bezpodkładkowej technologii elektrorafinacji miedzi, znanej w świecie pod nazwą ISA-Process (ISA/KIDD). Według licznych danych pochodzących zarówno z literatury jak i bezpośrednio z przemysłu [3,4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12], w zakładach pracujących w oparciu o tę technologię, stosuje się katodową gęstość prądu w zakresie od 280 do nawet 350 A/m2, a jej średnia wartość wynosi 310 A/m2. Opisane badania zostały wykonane w warunkach laboratoryjnych przy podwyższonej gęstości prądu i zmniejszonym rozstawie elektrod. Dla porównania były również prowadzone elektrolizy przy obecnie stosowanym rozstawie elektrod - stosowanym przez krajowego producenta katod miedzianych. Jest oczywiste, że zmiana warunków prądowych procesu elektrorafinacji wymaga określenia pozostałych parametrów i warunków prowadzenia tego procesu. Dlatego w artykule zostały ustalone również optymalne dawki stosowanych inhibitorów, a także natężenie przepływu elektrolitu przez wanny elektrolityczne, umożliwiające produkcję katod miedzianych (odpowiadające założonym normom). Dodatkowo określono możliwości prowadzenia proc [...]
 

Bibliografia

[1] Baranek Wit, Michał Hanke, Mieczysław Kwarciński, Dorota Kopyto. 2007. Określenie dopuszczalnego poziomu zawartości As, Sb, Sn, Bi, Mn, Te, Zn, Si, P, Cd, Co, Cr w anodach pod kątem ich wpływu na jakość katod, Spr. IMN nr 6510/I/07. Gliwice.
[2] Baranek Wit, Michał Hanke, Mieczysław Kwarciński, Dorota Kopyto. 2012. Nowe technologie do elektrorafinacji i elektrowydzielania metali. Nowe metody i nowe konstrukcje elektrolizerów do elektrowydzielania metali z roztworów wodnych, Spr. IMN 7051/12 realizowane w ramach Projektu Kluczowego nr POIG.o1.03.01- 24-019/08-00. Gliwice.
[3] Hanke Michał, Wit Baranek, Dorota Kopyto, Mieczysław Kwarciński. 2011. "Stan i kierunki rozwoju elektrorafinacji miedzi w świecie" Rudy i Metale Nieżelazne 56 (4): 222-230.
[4] Hanke Michał, Wit Baranek, Dorota Kopyto, Mieczysław Kwarciński. 2010. Stan i kierunki rozwoju elektrorafinacji miedzi w świecie. Spr. IMN 6890/10. Gliwice.
[5] Hoffmann J.E. 1987. The Electrorefining and Winning of Copper Proc. of Symposium TMS, Denver Colorado.
[6] Kopyto Dorota, Wit Baranek, Łukasz J. Wierzbicki, Elżbieta Pietek, Piotr Grzechca, Jędrzej Piątek, Grzegorz Muzia. 2016. Określenie optymalnych parametrów pracy hali wanien P27 umożliwiających wzrost produkcji, Spr. IMN nr 7505/16.
[7] Kopyto Dorota, Wit Baranek, Łukasz J. Wierzbicki, Beata Cwolek, Grzegorz Krawiec. 2017. Określenie możliwości intensyfikacji produkcji miedzi katodowej w HM Głogów II, Spr. IMN 7632/17. Gliwice.
[8] Moats Michael, Shijie Wang, Andreas Filzwieser, Andreas Siegmund, William Davenport, Tim Robinson. 2016. "Survey of copper electrorefining operations". Copper Electrorefining and Electrowinning 2016: 1914-1923.
[9] Proceedings of European Metallurgical Conference EMC 2013; Materiały uzupełniające przesłane na prośbę IMN.
[10] Stelter Michael, Hartmut Bombach. 2007. "Fundamentals and effects of additives in copper electrorefining". Copper Electrorefining and Electrowinning 5: 575-586.
[11] Stelter Michael, Hartmut Bombach. 2010. "Copper electrorefining at high current densities". Copper Electrorefining and Electrowinning 4: 1675-1685.
[12] Zhou Songlin. 2013. "Copper Electrolytic Refining Technology Operating at High Current Density", Copper Electrorefining and Electrowinning, Proceedings of Copper V: 333-344.