超声波酸洗在镍电解系统中的应用

胡 燊， 陈 浩，任旭东，喻 鑫

（中国瑞林工程技术有限公司，江西 南昌 330031）

超声波酸洗在镍电解系统中的应用

胡 燊， 陈 浩，任旭东，喻 鑫

（中国瑞林工程技术有限公司，江西 南昌 330031）

为了在镍电解精练过程中去除导电棒表面的污垢和氧化物设计了一种超声波酸洗系统，该系统使用了超声波装置和一定浓度的酸液，可以将导电棒表面清洗干净，保证了导电棒除污后使用的效果和电解时产品的质量。并且整个过程实现了自动化。

镍电解；导电棒；超声波；酸洗系统

0 引言

导电棒是很多金属电解湿法冶炼中不可缺少的辅助材料，它的使用量大，价格较高，所以需要循环使用。在镍电解行业中，镍导电棒在电解的使用过程中，表面容易附着一层致密的杂质和氧化物的混合物，影响电解时产品的品质，增加了电解过程的能耗和生产过程的事故，所以在使用一个电解周期后需要清除镍导电棒表面的物质，以保证电解时产品的质量和电解的效果。

目前，镍导电棒表面的清理都是采用晃棒设备来完成，它通过多根镍导电棒在转动的筒体内滚动实现直接或间接摩擦，从而去除镍导电棒表面的杂质。该方法噪声大，工作环境恶劣，工人的劳动强度高，并且难以实现工艺流程的自动化。其次，镍电解精练行业由于自动化水平落后，产品的质量人为因素很多，生产产量受到限制，镍电解精练行业依然是一个人员高度密集型行业。

为了配合整个镍电解工艺的生产，实现生产的自动化，研制了一套超声波酸洗系统，实现镍导电棒的自动清洗除污，该系统不但控制简单，造价低，而且实现了整个去污过程的自动化，提高了工作效率，降低了人力成本，该系统也是镍导电棒机组的重要组成部分，它是保证整个机组连续运行的必要条件，该系统已经应用于金川有色集团四镍厂。

1 超声波酸洗系统

1.1 设计思路

镍导电棒的形状是一根长度1300mm、直径37mm的圆棒，它的材质有两种：一种是2mm的铜皮包裹空心的钢管；另一种是实心的铜棒，所以价格较高。电解周期一般为一周，每天使用导电棒的量为1300根左右，所以考虑到成本，电解过程中需要对导电棒进行处理后重复使用。

镍电解精练过程中，低压电流需要流过镍导电棒，使得镍导电棒本体产生一定的电阻热，在现场湿度和温度的共同作用下，镍导电棒表面的铜被氧化，形成了一层致密的氧化层。同时，电解液的挥发作用使得导电棒表面覆盖一层绿色的结晶物质，这些物质都会严重影响镍导电棒的导电效果，所以需要在重复使用前将其清除。针对镍导电棒表面的杂质和氧化物的性质，选用超声波装置将其表面的振动除污，再用一定浓度的混合酸与氧化物进行化学反应 ，从而使得镍导电棒达到重复使用的要求。

1.2 系统的组成

镍导电棒超声波酸洗系统主要有五个部件组成：轨道机架；卸送物料装置；超声波酸洗装置；清洗装置；升降移载物料小车。它包括三个工位：卸送料工位、超声波清洗工位、清洗工位。其中，轨道机架是升降移载物料小车的工作平台，实现小车在三个工位的移动工作；卸送物料装置将进入系统的物料卸载到机组内，等待升降移载物料小车搬运进行清洗。同时，将清洗好的物料由小车放到卸送物料装置上，在运出整个系统；在一定配比浓度的酸液中，超声波酸洗装置对导电棒进行超声波振动酸洗，清除掉物料表面的赃物和氧化物；清洗系统将残留在物料表面的酸液或污液清洗干净。

图1 系统结构示意图Fig.1 The system schemetic drawing

图2 系统和设备的三维模型Fig.2 The three-dimensional model of system and device

2 系统的设计过程

首先，将一批批排好的镍导电棒通过运输装置运往卸送物料装置内，导电棒到位后，卸送物料装置将其卸载下来，运输装置退出卸送工位。等待在超声波清洗工位的升降移载物料小车移动到卸送工位，将导电棒接住，并运往超声波清洗工位。当导电棒进入超声波酸洗槽后，超声波系统开始工作，在一定配比酸液浓度下和振动时间内，将物料表面的污垢清洗干净。被清洗好的导电棒由小车从超声波清洗工位运到清洗工位，通过循环流动的清水将导电棒表面残留的酸液和污物漂洗干净。小车再将处理完毕的导电棒运往卸送工位，通过卸送物料装置将导电棒送出系统。

超声波酸洗装置的酸液和清洗装置的水用到一定的时候会自动的更换。并要定期清洗酸洗槽和清洗槽的污泥。由于被清洗的污泥中含有稀有金属和贵金属，所以对这些污泥要进行回收再利用[1]。

酸洗装置和清洗装置的槽子由于工艺要求不同，所以采用了不同的材料。酸洗槽主要考虑强度和耐腐蚀性的问题，它采用了金属结构。而清洗槽主要考虑腐蚀性问题，所以采用的是高分子合成塑性材料。

3 结论

需要酸洗的镍导电棒通过该自动化设备自动的进行了运载、酸洗和漂洗，降低了工人的劳动强度。超声波技术首次的应运不但可以快速清洗掉导电棒表面的杂质，而且清洗比较干净，降低了镍导电棒因人为因素而清洗的不够彻底，降低了因镍导电棒表面的杂质而影响电解的效果和生产周期[1]，减少了导电棒表面电阻过大而导致的故障率和生产的能耗。该系统是镍电解工艺中实现自动化的一个重要的组成部分，它是保证镍电解机组和镍始片机组能否正常工作的一个重要环节。

[1]陈浩，胡燊，等.超声波酸洗系统[P].中国：CN102418109A，2012，04，18.

The Ultrasonic Pickling System Application in Nickel Electrolysis Systemn

HU Shen，CHEN Hao，REN Xun-Dong，YU Xin
（Chain Nerin Engineering Co.,Ltd.，Nanchang Jiangxi 330031,China）

In order to remove the dirt and oxide that produced in the surface of conductive bar in nickel electrolysis refining,the ultrasonic pickling system is designed.The system uses ultrasonic device and a concentration of acid.It can clean the surface of the conductive bar and ensuring the using effect of conductive bar and the quality of electrolysis products.The whole process is automated.

nickel electrolysis；conductive bar；ultrasonic；pickling system

TP29

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.030

1002－6673（2014）03－074－02

2014－04－16

胡燊（1979-），男，安徽安庆人，机械设计工程师，硕士学历，毕业于昆明理工大学机械制造专业。研究方向：机械设计、CAE和三维软件的仿真与应用。