Маточные листы

27.05.2013 | Опубликовано в: Литейное производство

Маточные листы изготовляются путем осаждения меди электролизом в ваннах с растворимым медным анодом на матричных листах, являющихся катодами.
Для производства маточных катодов или катодных основ, необходимых при электролизе, в цехе выделяют серии ванн с отдельной циркуляцией, в которых поддерживают режим несколько отличающейся от режима в ваннах товарных серий. Такие серии называются матричными или заготовительными. В ваннах этой серии на специальных катодах - матрицах наращивают маточные листы.
Маточные листы должны удовлетворять следующим требованиям:
• поверхность их должна быть ровной, так как неровности при осаждении меди приводят к образованию наростов, снижающих качество катодов и ухудшающих технико-экономические показатели электролиза;
• листы должны обладать высокой прочностью и пластичностью, чтобы изготавливать из них катодные ушки для подвески катодов на ломики, которые бы выдерживали массу тяжёлых катодов.
Лист, из которого изготавливают ушки, должен иметь толщину, достаточную для того, чтобы ушки выдерживали массу катодов, а не обрывались, несмотря на химическую и электрохимическую коррозию меди на границе электролит - воздух. Оборвавшиеся катоды разрушают футеровку днищ и стенок ванн. Толщина маточного листа должна быть достаточной также и для того, чтобы он был способным сохранять приданную ему форму и висел бы в ванне вертикально.
Режим на матричных сериях установлен следующий.
Плотность тока на матрицах пониженная - в пределах 150÷170 А/м2. Чтобы достичь такой плотности тока, матричные ванны либо подключают в отдельную электрическую цепь, либо, если матричные серии включены в общую электрическую цепь, изготовляют большей длины, что позволяет поместить в них больше электродов, т.е. уменьшить плотность тока.
Зависимость времени наращивания катодов от плотности тока приведена на рис. 1.

Влияние значения плотности тока на время пребывания катодов в ванне

Рис. 1. Влияние значения плотности тока на время пребывания катодов в ванне

Матричные ванны имеют отдельную циркуляцию раствора с минимальным количеством примесей, несколько повышенным содержанием меди, пониженной концентрацией кислоты и никеля. Количество добавок поверхностно-активных веществ в матричные ванны должно быть минимальным. В настоящее время добавляют в электролит тиомочевину и клей. На некоторых заводах при получении основы не вводят тиомочевину, так как она увеличивает жесткость осадков.
Для того чтобы избежать возникновения коротких замыканий между матрицами и анодами, расстояния между ними по сравнению с межэлектродными расстояниями в товарных ваннах увеличивают на 10÷12 мм.
Концентрацию серной кислоты поддерживают на уровне 130÷150 г/л, а меди 30÷35 г/л.
В качестве коллоидов применяют 75÷80 г столярного клея или желатины на 1 т катодного осадка.
Температуру электролита поддерживают в пределах 48÷52 °С. При более высокой температуре катодный осадок может прочно пристать к матрице, так как смазывающее вещество с её поверхности сойдет прежде, чем она покроется сплошным слоем меди. В этом случае снять с матрицы медный лист будет очень трудно, а иногда и вовсе невозможно, вследствие чего матрица выходит из строя. В производстве это явление называется «заковыванием» матриц.
Содержание ион-хлора в электролите матричной циркуляции должно быть в пределах 30÷40 мг/л.
Маточные листы на матрицах можно получить хорошего качества только при работе полных анодов, не утративших своей первоначальной формы. Вновь загруженные аноды должны работать с матрицами половину времени полной анодной операции, а остальное время - в ваннах товарных серий. Например, если полная анодная операция продолжается в течение 24 суток, то 12 из них аноды должны работать в матричных ваннах (12 съемов листов), а 12 - в ваннах товарных серий.
Матрицы (рис. 2) изготовляют из прокатной листовой меди марок М1 или М2 толщиной 4÷5 мм.

Матрица Балхашского завода (Казахстан)

Рис. 2. Матрица Балхашского завода (Казахстан)

На боковых кромках и снизу с каждой стороны матриц наносят углубления-бороздки, для того чтобы легче было снимать лист.
В этих бороздках медь осаждается очень тонким слоем, поэтому при снятии листа с матрицы на ребрах бороздки стык меди легко разрывается.
Как видно на рис. 2, в верхней части матрица имеет вырезы - окна. Эти окна служат для захвата матрицы крючками бороны при загрузке и выгрузке матрицы в электролизные ванны.
Поверхность матрицы должна быть совершенно ровной, без раковин, ссадин или других изъянов, для чего её шлифуют мелким наждачным порошком и периодически обрабатывают раствором сернистого натрия. Этот процесс называется сульфидизацией. Поверхность покрывают тонким слоем сульфида меди, препятствующим прочному прирастанию осадка, поэтому нарощенный лист легко снимается.
Раньше вместо сульфидизации поверхность матриц обрабатывали
раствором азотнокислой закиси ртути Hg2(NO3)2. Эта операция называлась амальгамированием.
Преимущество сульфидизации перед амальгамированием в её безопасности и дешевизне сернистого натра. Амальгамирование же - вредная для здоровья рабочих операция и требующая большого количества дорогостоящей ртути.
Перед загрузкой в ванну матрицы смазывают тонким слоем трансформаторного масла, солидола, парафина, керосина, бензина. Эти материалы обычно применяют в смеси по два или более компонента.
Все указанные вещества в любой комбинации создают слой, увеличивающий омическое сопротивление ванны. Слой масла остается и на снятых с матриц листах (на поверхности, соприкасающейся с матрицей), следовательно, смазка увеличивает сопротивление не только в матричных ваннах, но и в товарных. Поэтому стремятся смазывать матрицы наиболее «легкой» смазкой, способной создать наиболее тонкий слой. Заводской практикой доказано, что наиболее рациональным для смазки является смесь 90÷95 % керосина с 5÷10 % солидола или просто керосин.
Через 24 часа с матрицы снимают лист, толщина которого равна 0,35÷0,45 мм.
Загрузку и выгрузку матриц ведут под напряжением. Одновременно снимают треть или половину всех матриц ванны. При этом стремятся оставлять ванну с неполным количеством матриц на минимально короткое время, так как при большой плотности тока за длительное время осадок может ухудшиться.
Выгруженные мостовым краном матрицы перевозят к месту съёма листов специальными станками. Маточные листы рихтуют на специальных валковых станках, где, кроме правки, создают ребра жесткости. Форма и расположение ребер жёсткости на разных предприятиях различны.
К выправленным листам приклепывают ушки. Можно править листы с приклепанными к ним ушками, тогда правка даст больший эффект. Для этого нужно выпуклости и выемки на валках разместить таким образом, чтобы не изменилась форма ушек.
Из наиболее прочных листов (специально отобранных) нарезают ушки шириной 100÷120 мм и длиной, которая соответствует расположению электродов в ванне. Ушки приклепывают к маточным листам (по 2 шт. к каждому) на специальном станке. Расход листов на изготовление ушек составляет 7÷8 % от общего количества листов, завешиваемых в ванны.
В ушки маточных катодов вдевают катодные ломики, затем завешивают катоды на специальное приспособление и краном перевозят к серии ванн.

 

Источник - Медь Вторичная: Монография

Перейти:  Медное литье

Сайт создан:
YonaStudio.com
Реклама на buymore.pro Техподдержка Заводы Украины
Контактная информация Справочная информация
Сравнение платных пакетов услуг