Пилот электроэкстракции меди 10

Типовая конфигурация пилота электроэкстракции меди, дающего 10–50 кг катода в сутки из PLS или реэкстракта.

Логика расчёта

Суточная производительность задаёт ток: 1 кА за 24 часа осаждает около 26 кг меди при 100 % выходе по току. Пилоту на 20 кг/сут нужно примерно 1 кА при 85 % выхода. Это число определяет выпрямитель, шины и площадь катодов.

Выпрямитель: 1–2 кА, 6–12 В, тиристорный или импульсный, режим стабилизации тока, пульсации < 5 %.
Ванны: 2–4 шт., ПП или стеклопластик, напряжение на ванне 1,8–2,2 В.
Аноды: Pb-Sn-Ca или ОРТА на титане; свинец требует подавления тумана и аккуратного обращения.
Катоды: 316L, 0,5–1 м² каждый, с кромочными полосами против коротких замыканий.
Циркуляция: 10–30 л/мин на ванну, равномерно по катодам.
Туман: плавающие шары или укрытие со скруббером — обязательно из-за экспозиции персонала.
Нагрев: погружной или теплообменник, 35–45 °C; ниже примерно 30 °C выход падает.

Шины и компоновка

При 1 кА важны сечение шин и переходное сопротивление: плохой контакт становится горячей точкой и падением напряжения, которое выглядит как низкий выход по току. Применяйте лужёную медь, затягивайте по моменту и через неделю проверьте тепловизором.

Чувствительность к примесям

В пилоте мало электролита, поэтому примеси концентрируются быстро. Предусмотрите вывод из контура с первого дня и контролируйте железо, хлориды и органику: органика, унесённая из экстракции, даёт бугристые осадки. Железо(III) растворяет осаждённую медь, марганец выше примерно 2 г/л разрушает свинцовые аноды, хлорид дестабилизирует осадок.

Чего пилотная ванна не покажет

На пилоте площадь катодов настолько мала, что ток распределяется почти равномерно, температура держится в пределах градуса, а падение напряжения на шинах пренебрежимо — а именно эти три потери доминируют в промышленном цехе. Пилот подтверждает химию электролита, качество осадка и выход по току, но систематически завышает выход полного цеха на два–четыре пункта. Используйте пилот для химических вопросов — соотношение Fe(III)/Fe(II), уровень хлоридов, дозировка добавки — а цех считайте по тепловой и шинной модели, принимая выход пилота за верхнюю границу, а не за прогноз.

Для квалификации обычно нужны образцы катода 99,99 % Cu с протоколом условий электролиза. Пришлите суточную производительность, состав питания и профиль примесей — подберём выпрямитель и число ванн.