Широкое распространение в цветной металлургии получили две существенно различающихся разновидности электролизных процессов — получение алюминия электролизом и электролитическое рафинирование ряда цветных металлов.

Конструкция электролизеров для рафинирования черновой меди

Сущность рафинирования заключается в том, что литые аноды (пластины) из черновой меди и тонкие матрицы (пластины) из чистовой меди, служащие катодами, попеременно навешивают в электролизную ванну, заполненную электролитом, и че­рез них пропускают постоянный ток. При этом анод растворяется, т. е. медь в виде анионов переходит в жидкий электролит, а из него осаждается на катоде в виде слоя чистой меди. Электролиз ведут в ваннах ящичного типа, внутренняя поверхность которых выложена кислотостойкими материалами (винипласт, стеклопластик и др.)

На отечественных заводах применяют медные электролизеры двух типов: ящич­ные и блочные, причем лучшие характеристики имеет прямоточный электролизер блочного типа. Один блок включает 10 ванн. Обычная длина ванны 3—6 м, глубина 1,1—1,3 м, ширина 1,0-1,1м. Электролит подают через коллектор 6 в первую ванну и далее он перетекает в последующие ванны через отверстия в стенах (рис. 2.116).

Электролизеры бывают товарные (для получения товарного электролитического металла в виде катодов) и матричные (используемые для производства катодных основ). В матричных электролизерах применяют нерасходуемые аноды, а в качестве катодов — матрицы (рис. 2.117, а).

Матрицы изготовляют из катаной меди марок Ml и М2 или титана ВТ1-1. Наиболее эффективными являются титановые матрицы, отличающиеся большей долговечностью и менее трудоемким процессом сдирки основы. Матрица состоит из листа 1 толщиной Змм, приваренного к штанге 2. На конце штанги закреплена медная пластина 3, обеспечивающая надежный контакт с токоподводящей шиной.

Толщина осадка (катодной основы), наращиваемого на матрицы, составляет 0,5- 0,6 мм. Осадок сдирают вручную на горизонтальных столах или вертикальных стан­ках, и эта опирация является трудоемкой.

Сборку катодов для товарных ванн на старых предприятиях выполняют также вручную. Собранный катод (рис. 2.117, б) состоит из основы 1 и прикрепленной к ней ушками 2 полой медной штанги 3.

Аноды (рис. 2.117, е) отливают из металла, прошедшего огневое рафинирование, на карусельных разливочных машинах в виде плоских фигурных пластин толщиной 35-45 мм с двумя ушками, предназначенными для подвески анодов в электролизере и их транспортирования.

В зависимости от размеров ванны предусмотрено от 16 до 35 анодов и от 17 до 36 катодов.

Загрузку анодов и выемку нарощенных катодных листов осуществляют краном с помощью бороны. Катодные основы в большинстве случаев загружают вручную.

Никелевые электролизеры отличаются от медных только конструкцией анодов и катодов, футеровкой и некоторыми технологическими особенностями.

Новым направлением развития электролитического рафинирования металлов яв­ляется внедрение автоматизированных линий производства ленты для основ и сборки матричных катодов.

Так Гинцветметом разработана и внедрена на Норильском горнообогатительном комбинате непрерывная линия получения медной ленты для основ матричных ка­тодов. В этой линии на вращающемся титановом барабане (катоде) из электролита наращивается лента из чистой меди толщиной 0,05 мм. Далее лента сматывается с барабана и ее толщина наращивается до 0,4-0,5 мм во втором электролизере при движении ленты в электролите по петлевой траектории, после чего лента режется на куски.