一种用于铜电解系统的自排距阴极板的制作方法

本发明涉及一种用于铜电解系统的自排距阴极板，尤其涉及电解行业的阴极板。

背景技术：

1、现有电解精炼工艺主要包括传统法电解和不锈钢阴极法电解，其中随着永久性不锈钢阴极法因其独特优越性在国内外的广泛采用，新建铜电解厂均选用永久性不锈钢阴极电解法。永久性不锈钢阴极电解法主要有三种工艺，分别为澳大利亚pty铜精炼有限公司的汤士维尔冶炼厂的isa法、加拿大鹰桥公司的奇得克里克冶炼厂的kidd法和芬兰outokumpu公司开发的ok不锈钢阴极法。这三种工艺开发背景都是为了寻找平直的、垂直度好的阴极。

2、上述方法的实际生产过程中，通过机械化设备(行车、机组)对阴极板、阳极板进行加工，然后按照固定极距(同极极板中心点距离)排列，装入电解槽，装槽后，阴极与阳极板组成电极对，再由人工对每一块阴、阳极极间距进行检查，调整阴、阳极极间距到合适距离，极间距一般为20-27mm，最后通电生产。首先是靠阳极、阴极板自身重量悬垂状态在机组、行车进行初步排距，在装槽极距调整的过程中，目前均为人工调整，需要消耗大量的人力、物力，同时极间距的标准确定，是由工人根据经验及视觉进行主观判断，存在较大误差，波动较大，进而导致部分阴极电流密度分布不均、极板短路数量增加、生产异常现象多。

3、上述方法的导电棒两端均为方形结构，两端与导电排接触面均为线接触、单个面接触，接触电阻大，导致电解无功电能消耗大。同时，阴极板的转运、吊装均采用极板吊孔设计，生产周期一般是一个阳极周期对应2-3个阴极周期，极距一旦设定，行车、机组等也按照极距值设定，因此后续将无法再调整改变。现有的电解法，想要提升产能只能在原有的基础上提升电流，增加电流密度，但增加电流密度即大幅度提升生产工艺控制难度，电铜质量及生产波动风险大幅增加。上述问题亟待解决。

4、专利cn102787331a公开了一种不锈钢阴极板，包括铜质的导电棒、不锈钢质的阴极板板体和连接套管，以及绝缘夹边条，阴极板板体上设有吊装孔，阴极板板体的两侧边夹装绝缘夹边条，通过上述结构设计增加不锈钢阴极板的牢固和电流利用效率等问题。专利cn202881415u公开了一种电解铜阳极装置，包括阳极镀铱钛板，该阳极镀铱钛板上设置自然数个帽顶，帽顶具体为圆柱形，这些帽顶可保证阴极铜的正常生长，并保证阴阳极之间的合理距离，确保最佳电流分布，也防止阴极移动和阳极生长过程中造成的阴阳极短路，起到对阳极的保护作用。上述专利亦未提及针对极距均匀性不够，误差大，导致极板间电流密度分布不均；极距调整不均匀；导电棒与导排接触面小、接触电阻大，无功电能消耗大等问题的针对性解决方案。

5、鉴于上述问题，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明公开了一种用于铜电解系统的自排距阴极板，旨在解决现有技术中存在的技术问题。

2、本发明采用下述技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种用于铜电解系统的自排距阴极板，其特征在于，包括阴极板本体、阴极板本体上开设的至少一个定位装置孔，以及穿过定位装置孔安装于阴极板本体上的至少一个自动定位装置；

4、自动定位装置，用于保持阴极板本体与阳极板之间的极间距，包括绝缘的第一连接组件和第二连接组件；第一连接组件和第二连接组件分别位于阴极板本体的两侧，并穿过定位装置孔相互机械连接；第一连接组件和第二连接组件分别具有远离阴极板本体的第一末端和第二末端，第一末端和第二末端距离阴极板本体的距离相等。

5、作为优选的技术方案，第一连接组件和第二连接组件的连接方式为螺纹连接或卡接。

6、作为优选的技术方案，第一连接组件设有卡槽，第二连接组件设有卡舌，第二连接组件的卡舌穿过阴极板本体板面上的定位装置孔被插入第一连接组件的卡槽中，通过弹性变形卡住，从而实现两个连接组件的连接。

7、作为优选的技术方案，第一连接组件设有外凸螺纹，第二连接组件设有内凹螺纹，第一连接组件旋入第二连接组件，通过螺纹斜面摩擦力在阴极板本体板面上的定位装置孔中实现紧固连接。

8、作为优选的技术方案，第一末端和第二末端包括滚动元件。

9、作为优选的技术方案，滚动元件为圆珠或滚轮。

10、作为优选的技术方案，自动定位装置的数量为3-9个。

11、作为优选的技术方案，自动定位装置与阴极板本体板面之间设置有密封板，防止阴极板本体板面的电流从自动定位装置泄露。

12、作为优选的技术方案，阴极板本体上方设置有导电棒，导电棒的两端设置成梯形或梯锥形，用于增加与电解槽中导电排的接触面积，减少接触电阻。

13、作为优选的技术方案，还包括吊耳，吊耳是t型双向无级吊耳。

14、作为优选的技术方案，还包括夹边条，夹边条设置于阴极板本体边缘，用于防止电流从阴极板的边缘泄露。

15、另一方面，本发明还提供了一种铜电解系统，包括电解槽、容纳于电解槽中的电解液，以及交替布置的多个阳极板和本发明提出的自排距阴极板；自动定位装置位于阳极板和自排距阴极板的阴极板本体之间。

16、本发明采用的技术方案能够达到下述之一的有益效果：

17、1、本发明采用自动定位装置设计，通过将自动定位装置设置于阴极板上，利用走珠结构原理，实现阴极板装槽过程中的自动排距和定位，确保该阴极板在装槽后，在保障各项生产技术参数不变条件下，可以实现阴、阳极自动排距，消除了人工极距调整工序及工作量，提升自动化生产水平，提升生产效率；大幅降低铜电解精炼能耗，提升生产管理水平，大幅降低极板生产异常现象，提升生产技术经济指标。同时，考虑电解过程中，阳极板是浇筑生产且经过校平加工，一般不会发生形变，因此不考虑对阳极板进行改进，而阴极板循环使用且极易发生形变，故上述阴极板的自动定位装置设计带来显著的有益效果。

18、2、本发明的圆珠或滚轮结构可以消除磨损，可以确保阴极板开孔部位达到绝缘，确保剥铜时不受损坏，使用寿命长。

19、3、本发明采用双向无级吊耳，不受现有吊孔极距限制，根据实际情况灵活调整高度，可以实现平面吊运和无级吊运，能够大大改进和优化阴极板吊运方式。

20、4、本发明的导电棒两端与导电排接触部位为倒梯形设计，可以增加导电棒与导电排接触面积，较现有的阴极板导电棒结构可以增加约1倍以上的接触面积，使接触电阻大幅降低。

技术特征：

1.一种用于铜电解系统的自排距阴极板，其特征在于，包括阴极板本体(4)、所述阴极板本体(4)上开设的至少一个定位装置孔，以及穿过所述定位装置孔安装于所述阴极板本体(4)上的至少一个自动定位装置(3)；

2.根据权利要求1所述的自排距阴极板，其特征在于，所述第一连接组件(31)和所述第二连接组件(32)的连接方式为螺纹连接或卡接。

3.根据权利要求2所述的自排距阴极板，其特征在于，所述第一连接组件(31)设有卡槽，所述第二连接组件(32)设有卡舌，所述第二连接组件(32)的卡舌穿过所述阴极板本体(4)板面上的定位装置孔被插入第一连接组件(31)的卡槽中，通过弹性变形卡住，从而实现两个连接组件的连接。

4.根据权利要求2所述的自排距阴极板，其特征在于，所述第一连接组件(31)设有外凸螺纹，所述第二连接组件(32)设有内凹螺纹，所述第一连接组件(31)旋入所述第二连接组件(32)，通过螺纹斜面摩擦力在所述阴极板本体(4)板面上的定位装置孔中实现紧固连接。

5.根据权利要求3或4所述的自排距阴极板，其特征在于，所述第一末端和所述第二末端包括滚动元件(33)。

6.根据权利要求5所述的自排距阴极板，其特征在于，所述滚动元件(33)为圆珠或滚轮。

7.根据权利要求1所述的自排距阴极板，其特征在于，所述自动定位装置(3)的数量为3-9个。

8.根据权利要求1所述的自排距阴极板，其特征在于，所述自动定位装置(3)与所述阴极板本体(4)板面之间设置有密封板(34)，防止所述阴极板本体(4)板面的电流从所述自动定位装置(3)泄露。

9.根据权利要求1-8任一所述的自排距阴极板，其特征在于，所述阴极板本体(4)上方设置有导电棒(1)，所述导电棒(1)的两端设置成梯形或梯锥形，用于增加与所述电解槽中导电排的接触面积，减少接触电阻。

10.根据权利要求1-8任一所述的自排距阴极板，其特征在于，还包括吊耳(2)，所述吊耳(2)是t型双向无级吊耳。

11.根据权利要求1-8任一所述的自排距阴极板，其特征在于，还包括夹边条(5)，所述夹边条(5)设置于所述阴极板本体(4)边缘，用于防止电流从所述阴极板的边缘泄露。

12.一种铜电解系统，其特征在于，包括电解槽、容纳于所述电解槽中的电解液，以及交替布置的多个阳极板和权利要求1-11任一项所述的自排距阴极板；所述自动定位装置(3)位于所述阳极板和所述自排距阴极板的阴极板本体之间。

技术总结本发明涉及一种用于铜电解系统的自排距阴极板，包括阴极板本体、阴极板本体上开设的至少一个定位装置孔，以及穿过定位装置孔安装于阴极板本体上的至少一个自动定位装置；自动定位装置，用于保持阴极板本体与阳极板之间的极间距，包括绝缘的第一连接组件和第二连接组件；第一连接组件和第二连接组件分别位于阴极板本体的两侧，并穿过定位装置孔相互机械连接。本发明能够实现阴极板装槽过程中的自动排距和定位，消除了人工极距调整工序及工作量，提升自动化生产水平，提升生产效率。技术研发人员：谢钿生,臧轲轲受保护的技术使用者：铜陵有色金属集团控股有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23