[发明专利]防范铜电解精炼中电力中断的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜电解精炼方法，特别是涉及在使用永久性阴极(以下称为“PC”)的电解铜精炼中电力中断的防范方法。

背景技术

本申请/人曾在NIKKO SMELTING & REFINING CO.LTD.HITACHIREFINERERY(以下称为“日立精炼厂(Hitachi Refinery”)中通过使用始极片(starting sheet)的常规方法生产电解铜。但是，通过传统方法很难同时获得高产率和优良质量。在这样的情况下，本申请人引入了使用PC的电解方法，用来克服这些困难并且还极大改进了阴极板的悬浮特性。

在PC方法引入之后，当前的效率从传统效率、即约94％增加至98％。电解能力也从182000吨/每年增长到210000吨/每年。

在日本首次引入PC方法的日立精炼厂继续进行几乎无问题的操作。在日立精炼厂中所实施的PC方法是ISA(Isa工艺)型，其中不使用掩模材料(蜡)。在阴极板的侧面形成包含树脂类材料的边沿衬条保护器(edge strip protector)，在底部设置V型凹槽。边沿衬条保护器和V型凹槽有助于将电解沉积的铜从阴极有效剥离。

电流通过日立精炼厂的37kA/150V、37kA/90V和37kA/30V三个整流器被传导到644个电解池，在每个电解池中安装有56个阴极。因此，铜电解精炼厂的一个典型特征就是，在多个电解池中金属的大规模生产，其中大电流被传导至所述电解池。

日本未经审查的专利出版物(kokai)2006-265699公开了PC方法中所使用的边沿衬条和阴极板之间增强的的粘附力。但是，这个出版物没有提及铜电解精炼厂中电力中断的任何防范方法。

发明内容

因为电解铜精炼厂的电变压器每年都被维护，所以电力大约每年被切断一次。中断持续8到12小时。另外，为了构建导体和导管和也为了维护电解池，一年可能实施几次约8小时的电力中断。

参照图1，图示说明了在底部设有V型凹槽1a的阴极板1。如图1中所示，当电力供应中断后重新开始电流传导时，电沉积的铜3层压在电解铜2上，其中在电被切断前所述电解铜2已经沉积在阴极板1上。图2说明了未发生电力中断的情况，图3说明了发生电力中断的情况。两个图都示出被电沉积并然后被剥离的铜片的下端部分。在图2中，在电沉积的铜2上在对应于V型凹槽1a(图1)的位置处形成了裂缝2a。因此，电沉积的铜2会破裂并被分为两半，其中心位于V型凹槽1a处。在图3中，在电流流动重新开始后电沉积的铜3(以下称为第二电解铜)是以薄膜的形式并且被沉积于在电力中断前已电沉积的铜2(以下称为第一电解铜)上。当电沉积的铜被剥离时，尽管第一和第二电解铜2和3分别作为整体被弯曲，但是在V型凹槽1a附近，薄膜形式的第二电解铜3从第一电解铜2剥离。第二电解铜3仅仅剥离但不破裂。因此电沉积的铜分为两半是极其困难的。电沉积的铜的剥离导致电解精炼厂生产力下降。

电力中断(例如每年一次的电力中断)在使用永久性阴极(PC)的电解铜精炼厂中预先被计划。当电流流动在电力中断后重新开始时，铜以薄膜的形式被电沉积于在电力中断前就已沉积的铜上。

本发明的目的是：尽可能地消除由于电力中断后薄膜形式的电解铜沉积而导致的剥离困难。

根据本发明的目的，提供一种借助于PC方法的铜电解精炼方法，其特征在于：当计划中断电力时，使通过持久地安装在电解精炼厂中的主整流器而引导到电解池的稳定电流适度地减小，接着将低电流从附加地安装在电解精炼厂中的辅助整流器传导到电解池，直至电力中断恢复为止。下文把“直至电力中断恢复为止低电流传导”称为初步电流传导(preliminary current conduction)。下文对本发明进行详细描述。

优选实施例的描述

铜电解精炼在阴极表面的约250至320A/m²范围内的电流密度下进行。这是稳定电流传导。当电力中断时，因为电解池的电流密度突然减少至零，电解铜(第一电解铜)就暴露于基于硫酸的电解液8到12小时。当稳定电流传导重新开始时，电解铜(第二电解铜)沉积并层压在第一电解铜上。对层压的第一和第二电解铜的横截面结构的观察显示出沿着第一和第二电解铜的分界面所形成的条纹式图案，由于电力中断而产生所述图案。当停电持续时间越长，条纹就变得越明显。已表明，当在电力中断后晶体生长重新开始时，生长的晶体是不均匀的，使得形成条纹状裂纹。

顺便提及的是，在未预知或者意外的电力中断的情况下，在最长大约4个小时后可以被恢复。在该情况下电解铜的剥离没有受到特别的阻碍。