降低鉛電解精煉直流電耗的途徑探究

鐘 寶

（衡陽水口山金信鉛業有限責任公司，湖南 常寧 421513）

鉛電解精煉生產時所需要的電能主要包括直流電和交流電兩種。其中交流電在生產過程中設備所消耗電能相對固定，對企業的影響無關緊要，但是直流電的消耗量占有很大的比重，如果不能有效地控制直流電能的消耗，使得電能消耗大，造成生產成本增加，直接影響著企業的經濟效益，一方面也可以直接判斷該企業在鉛電解精煉中的工藝技術水平還有待提高。

1 影響鉛電解精煉直流電耗因素分析

在鉛電解精煉過程中影響直流電耗的因素比較多，有現場操作管理、槽電壓、極距、電流效率以及電流效率析出周期等等因素的影響，它們之間相互關聯，相互制約。直流電耗、電流效率以及槽電壓三者間的關系如：直流電耗＝槽電壓/（鉛電化當量×電流效率）×1000KWh。想要降低直流電耗就必須想辦法如何提高電流效率或是降低槽電壓兩個方向進行研究。

1.1 關于槽電壓

槽電壓主要由電解液、接觸點、陽極泥層和隔膜時的電壓降等部分組合而成，槽電壓對鉛電解精煉時能耗和析出鉛的數量具有十分重要的意義。通常情況下在實際鉛電解生產過程中槽電壓會在0.35V到0.55V之間浮動。在實際生產過程中我們要緊緊圍繞這幾個關鍵性的因素，科學地有針對性地進行降低槽電壓，進而實現降低直流電耗的目標。根據大多工廠實踐得知，電解液電壓降在槽電壓中占比約55%左右；然而，電解液的成分直接影響著電解液電壓降。科學合理地控制游離硅氟酸的濃度，可以大幅度提高電解液的導電性能，從而達到降低電解液電壓降的目的。電解液中的添加劑會隨著生產時間的延長而慢慢地老化，進而使電解液的電阻越來越高，因而槽電壓也會越來越大，最終直流電耗也就隨之增大。如果電解液的溫度過低，它的溶解的速度就大大降低。同極中心距越小，槽電壓也會越小，同極中心距越大，槽電壓也會越大。在電解的過程中陽極的表面會形成陽極泥層，該層也會使一部分電壓得到降低；但是隨著電解時間越來越長，陽極泥層會隨之增加，電阻也就隨之增加進而使電壓降也增加。在電解的過程中，電極如果極化也會使槽電壓升高進而使直流電能耗增加。

1.2 關于電流效率

電流效率一般會受到陰極質量和極間短路的影響。目前陰陽極制造已經由傳統的手工作業轉換成制造機組作業，這樣使極處的質量得到了大幅度的提升，電流效率也得到了很大的提高。陽極的表面不平整有飛邊毛刺或厚度不均勻等都會直接影響到電流的分布情況，最終導致各種不良的反應。在實際鉛電解精煉過程中，電解槽漏電或是電解液循環系統等均會影響到電流效率。

2 淺析鉛電解精煉直流電耗的有效途徑

2.1 要合理控制生產條件

管控好鉛電解精煉，是企業獲得高效發展的重要根基，因此要全面掌握以及合理管控生產條件。為做好鉛電解精煉工作，應當做好以下幾方面管控：①嚴格管控電解液中酸鉛比例；由于實際鉛電解精煉時，其電解液所具有的導電效率和Pb2+是相反關系，當Pb2+高時，電解液導電率低，反之亦然，由此必須合理管控酸鉛比例；實際生產表明，在進行鉛電解精煉時，采取較高的電流密度、游離酸濃度設定為（105±5）g/L以及將鉛離子濃度設定為（65-75）g/L辦法，能大大降低生產耗電量，為企業節約生產成本，獲得更高效益。②有效增加其電解液中溫度；在進行鉛電解精煉時，冬天氣溫低，采用升溫設備增加其電解液溫度，此舉將大大使得電解液粘度變低，讓其中的離子得以快速擴散，增加電解液溫度，還能為電解液進一步提升導電性能；夏天氣溫高，采用降溫設備降低其電解液溫度，將大大降低添加劑用量，能有效降低電解液電阻。實踐表明，通常將電解液溫度設定約為四十五度能較好平衡電解液比電導。③科學管理電解液中循環速度；電解液中循環速度的科學合理性，能有效減少生產過程中能耗使用量，為企業取得可觀利益；合理的電解液循環速度管控，能使得更好的管理電解液中兩級之間的濃差極化，同時還能實現電解液溫度及其分布更加均勻，實際中通常可將其速度設定為25L/min至35L/min。

2.2 科學適量使用添加劑

在鉛電解過程中較為常用的添加劑主要有動物膠和木質磺酸鈉，但是添加了氨基乙酸會使電解液的導電性能降低，進而使耗電量增大。因此，在精煉過程中要選擇符合標準的堿性和氧化精煉。實踐經驗表明，科學地使用添加劑的配比量能有效地改善鉛的析出形態，還能提高電流效率和減少電能消耗。

2.3 有效地對陽極質量進行控制

（1）就物理規格方面。在鉛電解的實際生產中，陽極的表面要求平整沒有毛刺且厚度要均勻沒有雜質。尤其是在導電棒和陽極的接觸點，一定要確保接觸面積足夠大且接觸面積要足夠光滑方能達到全面降低電阻的目的。

（2）就化學成分方面。在對陽極的控制中，錫、銻、砷三種元素的含量分別低于0.1%、1.5%、0.3%時，陽極泥較為疏松、孔較多，這樣可以有效地減少陽極的鈍化和降低電能的消耗,但銻含量低于0.6%時陽極泥易脫落。在實際鉛電解時有的陽極泥會沉淀在槽底，如果越積越多會影響到鉛的質量和電流效率，因此一定要及時定期清理槽底的陽極泥。

2.4 降低電阻

①要及時對線路的連接處進行清洗和涂抹導電膏，防止接觸點發熱；②在出裝槽時用砂紙對導電銅棒進行打磨且要用清水進行沖洗；③要不斷加強鉛電解精煉現場生產的組織和管理。在鉛電解精煉過程中科學有效地對現場生產和組織和管理進行控制，可以很好地降低生產成本，提高企業經濟效益。在實際鉛電解過程中一定要及時有效地確保出裝槽的質量并嚴格把控好電解中的各個環節中的各項參數，且陰陽極的橫向排列和縱向排列一定要對正，要不斷強化電解過程中各個環節間的組織作用和管理水平，切實保障電解中的生產環境和質量要求，為電解提供最優質的生產條件。

3 結語

鉛電解精煉過程中直流電耗占有很大的比重，在現今盛行節能降耗的新形勢下，運用科學有效的方法降低鉛電解精煉中直流電耗，可有效降低企業生產成本，從而實現經濟效益目標，促進企業可持續發展。