专利名称：防范铜电解精炼中电力中断的方法
技术领域：
本发明涉及一种铜柳精炼方法，特别是涉及在l顿永久性阴极(以下称为"PC")的电解铜精炼中电力中断的防范方法。背景駄本申请/人曾在NDCKO SMELTING & REFINING CO.LTD.HTTACHI REFINERERY(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，i!31传统方法1^隹同时获得高 产率和优良质量。在这样的情况下，本申请人弓l入了f顿PC的电解方法，用来 ^!跶些困难并且还极大舰了阴极板的悬浮特性。在PC方法引A^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啡每年增长到210000晰每年。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 立糈炼厂中所实施的PC方法是ISA (Isa工艺)型，其中不j顿掩模材料(蜡)。 在阴极板的侦腼形成包含树脂^M料的边沿衬剝娥器(edge strip protector), 在底部设置V型凹槽。边沿衬条保护器和V型凹槽有助于将电皿积的铜从阴 极有效剥离。电Mil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,，在齡电解池中安装有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 至戶脱电解池。日本未经审查的专禾咄版物(kokai) 2006-265699公开了 PC方法中所4顿 的边沿衬条和阴极板之间增强的的粘附力。但是，这个出版物没有駄铜电解 精炼厂中电力中断的ftj可防范方法。发明内容因为电解铜精炼厂的电，器每，被维护，所以电力大约每^l皮切断一次。中断機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， 4可能实施几次约8小时的电力中断。参照图1 ，图示说明了,部设有V型凹槽la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M应于V型凹槽la(图l)的隨处形成了纖2a。因此，电沉积的铜2会鹏并被分为两半， 其中'll袭于V型凹槽la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(以下称为第一柳铜)上。当电沉积的铜被剥离时，尽管第一和第二柳铜2 和3分别作为整体被弯曲，但是在V型凹槽laPf銜，薄膜形式的第二柳铜3 从第一电解铜2剥离。第二^)S 铜3仅仅剥离但不 。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{顿永久性阴极(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K^只于在电力中断前就已沉积的铜上。本发明的目的是尽可肖她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，使皿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IM专导到电解池，直至电力中断恢复为止。下文把"直至电力中 断咴复为止低电流传导"称为初步电流传导(preliminaiy currentconduction)。下顿本发明进辦细描述。 ,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 >至零，电解铜(第一电解铜)m^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^^f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^1^:。顺便舰的是，絲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。在该瞎况下电解铜的剥离没有受到特别的阻碍。本发明人提i观过辅助电源^ig行辅助整流器12 (图4)，所述辅助电源例 如被具体化为发电机(没有示出)。这里盼'低电流"指示电流密度，在该电流密 度下实际上不发生电解沉积。，以10至40A/m2的电流密度从辅助整流器2 初步地传导低电流。但是令人惊奇的是，这种低电流传导有效于重新开始均质 晶体生长同时从本质上防止条纹状瑕疵的形成。当电力供应重新幵始时，主整 流器13被运行，并且晶体生长以以下方式发生，即条纹状瑕疵变得较不明显。当在电解厂中计划暂时中断电力时，正好在电力被切断前电流密度必须通 鹏帝幡15 (图4)适度地减小。电流密度从稳定7jC平减小到初步7jC平。在本 发明中，"雖地'指的JiM5ffi库螺15的电流密度变化的鹏比由于电力中断 造成的突然降为零的电流密度变化的驗基本上要慢。另外，"适度的"变化尽 可能慢，因为电力脉肖辦允许控制。尤其，雌的是，稳定电流密度减小为初步电流密度约两小时。在电力恢复后，检查电极的诸如相:i^巨离之类的参数,随后电流密度被恢复到稳定水平。恢复时间不受特另顺制，但J^^地约为两 小时。然后电解铜的生产开始。 以下是本发明的一些实施例。(1) 根据权利要求1的方法，其中初步电流传导的电流密度大约为10 至40A/m2。(2) 根据权利要求1或者上述(1)的方法，其中初步电流传导被实施 8到12小时。(3) 根据权利要求l、战项(1)或者(2)的方法，其中电流密度从 稳定电流传导的电流密度减小为初步电流传导的电流密度约1至3小时。(4) 根据权利要求1、项(1)、 (2)或者(3)的方法，其中电Af^在初步电流传导期间被循环。 本发明获得以下优点。根据本发明，，會繊免在电解铜精炼厂中电力中断后电解铜难以从阴极 剥离的问题。本发明的优点根据日立精炼厂的实际操作结果被进一步描述。然 而，显然如果在招可其它M厂中实施本发明， 获得本发明的优点。(1) 生产力当电解铜以薄膜的形式被沉积时，电解铜板的剥离需要比普通的无膜电解 铜剥离所需时间长2至5倍。^ 发明肯旨避免或者自这种问题。(2) 铜始极板的质量 薄麟式的柳铜沉积可以被抑制。电解铜的夕卜观是可接受的。
图1用示意图举例说明了始极片的生产。电力被中断使得在中断前和中断 后不同的铜层生长。图2举例说明了始极片从母板上剥离。图3举例说明了除了电力被中断外，与图2中所示的相似的剥离情况。 图4是具有永久性安装的整流器和附加地安装的辅助整流器的电解厂的示 意图。图5显示了比较实例中铜的金属结构。 图6 ^M示实例中电流变化的图表。 图7显示了实例中铜的金属结构。实例 比敏例在具有上脏个整流器的日立精炼厂中的铜柳精炼中，i找ij并实际上实 施12小时功率切断。电沉积的铜板被允许暴露于无循环的电M中。在电力恢 复后，稳定电流传导被重新启动。因此，稳定电流传导被执行了两次。电解铜 片横截面的金属结构如在图5中所示。条，式的瑕疵在功率切断前和切断后 所沉积的电解铜层的分界面处形成。实例在日立精炼厂中安装了辅助整流器。如在比较实例中那样itfe拼且执行12 小时功率切断。来自主整流器的电流密度被减小，如图6所示。实际电力中断 时间为10小时。初步电流传导以10A/n^被实施10小时。在初步电流传导之前 和之后，关断整流器，并且改变电流密度。所得的电解铜的金属结构如图7中 所示。在本发明中条纹状瑕疵比在比较方法中所产生的那些条^说是很不明 显的。工业适用性因为当前铜的供应和需求已是紧迫的，M本发明所逸到的^iS的生产力 对于铜熔炼工业是有利的。当经济情况变化使得对于铜的供应和需求要求变得 较容易满足时，可以彻底地执行电解厂的维护。本发明对类似情况也是有利的。
权利要求
1.使用PC方法的电解铜精炼方法，其特征在于当计划中断电力时，使通过安装在电解精炼厂中的主整流器传导到电解池的稳定电流适度地减小，接着将低电流从在电解精炼厂中附加安装的辅助整流器初步地传导到电解池，直至电流中断恢复为止。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中初步电流传导的电流密度为大约10至40A/m2。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中初步电流传导被实施8到12小时。
4. 根据权利要求1到3中樹可一项的方法，其中电流密度从稳定电流传 导的电流密度减小为初步电流传导的电流密度约1至3小时。
5. 根据权利要求1到4中{，一项的方法，其中在初步电流传导期间电
全文摘要
本发明涉及防范铜电解精炼中电力中断的方法。在借助于PC方法的铜电解精炼方法中，将稳定电流从安装在电解精炼厂中的主整流器13传导到电解池10。当计划中断电力时，电流被适度地减小，接着低电流从在电解精炼厂中附加安装的辅助整流器12被传导到电解池10，直至恢复正常电流水平。
文档编号C25C1/00GK101275241SQ200710169170
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年3月29日
发明者佐佐木茂, 后田智也, 竹林一彰 申请人:日矿金属株式会社