Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Современный резервуар для рафинирования меди по технологии IsaKidd.

IsaKidd технология представляет собой медный электрорафинирования и электролизом технологии , которая была разработана независимо друг от друга медных заводов Proprietary Limited ( «CRL»), Таунсвилл , Квинсленд филиал МИМ Holdings Limited (которая теперь является частью Glencore группы компаний), а также на Falconbridge Limited («Falconbridge»), ныне демонтированный нефтеперерабатывающий завод Кидд-Крик, который находился в Тимминсе , Онтарио . Он основан на использовании многоразовых катодных стартовых листов для меди.электролитическое рафинирование и автоматизированное удаление с них наплавленной «катодной меди». [1]

Введение [ править ]

Текущая технология IsaKidd представляет собой слияние технологий рафинирования меди, разработанных двумя разными организациями. Первоначальная разработка Isa Process в конце 1970-х годов с его многоразовыми катодными стартовыми листами из нержавеющей стали представляла собой прогресс по сравнению с предыдущей технологией одноразовых стартовых листов из чистой меди [1], производство которых было трудоемким процессом. .

Производство одноразовых стартовых листов включало укладку листа меди путем электролиза с каждой стороны «материнской пластины». [1] Создание листа заняло день, и тысячи листов могли понадобиться каждый день. [1] Первоначально медные стартовые листы отделялись от основной пластины вручную, но со временем процесс был автоматизирован. [1] [2] Кроме того, ограничения, связанные с использованием медных стартовых листов, означали, что было трудно удовлетворить требования к чистоте некоторых новых применений меди, которые в 1970-х и 1980-х годах требовали меди более высокого качества.

Разработка технологии резервуарного парка Isa Process в CRL устранила весь процесс и стоимость производства стартовых листов за счет использования постоянных катодов из нержавеющей стали . [1] Это также включало существенную автоматизацию процесса вставки постоянных катодов в электролитические ячейки и их последующего удаления и снятия листов осажденной катодной меди. [1] Рабочая сила, необходимая для работы на нефтеперерабатывающем заводе с использованием технологии IsaKidd, оценивается на 60–70% меньше, чем требуется для нефтеперерабатывающих заводов, использующих стартовые листы. [3] [4]

MIM Holdings начала продавать технологию Isa Process в 1980 году в результате спроса со стороны других операторов нефтеперерабатывающих заводов.

Впоследствии компания Falconbridge независимо разработала аналогичный процесс для улучшения работы на своем заводе по переработке меди в Кидд-Крик, недалеко от Тимминса , Онтарио . [5] Первоначальная разработка постоянных катодов предназначалась для внутреннего использования, но маркетинг процесса Кидда был начат в 1992 году после запросов от других операторов нефтеперерабатывающих заводов. [6]

Эти две технологии были объединены в IsaKidd Technology в 2006 году, когда Xstrata купила Falconbridge. [5]

Технология IsaKidd сейчас доминирует в мировом рафинировании меди. Лицензия была выдана 102 пользователям, и Xstrata Technology, которая занимается маркетингом технологии, сообщает на своем веб-сайте об общей установленной мощности производства меди около 12 миллионов тонн в год («т / год») по состоянию на октябрь 2011 года [7]. Это около 60% от прогнозируемого мирового производства рафинированной меди в 2011 году, составляющего 19,7 млн ​​тонн. [8]

Развитие технологии IsaKidd позволило повысить производительность, снизить эксплуатационные расходы и производить стабильную высококачественную катодную медь. [3]

История развития технологии IsaKidd [ править ]

Старый способ электрорафинирования меди (до 1978 г.) [ править ]

Процесс электролитического рафинирования меди состоит из помещения медного анода (чистота меди около 99,5–99,7% [3] [9] ) в серную кислоту вместе с катодом и пропускания тока между анодом и катодом через внешнюю цепь. [9] При приложенном электропотенциале медь и менее благородные элементы растворяются в электролите , в то время как элементы более благородные, чем медь, такие как золото и серебро , не растворяются . [9] Под действием приложенного электрического потенциала ионы меди мигрируют с анода и осаждаются на катоде, образуя катодную медь.[9]

Электролитическое рафинирование меди было впервые запатентовано в Англии Джеймсом Элкингтоном в 1865 году, а первый завод по электролитическому рафинированию меди был построен Элкингтоном в Берри-Порт, Южный Уэльс в 1869 году.

С новой технологией возникли первые проблемы. Например, на ранних нефтеперерабатывающих заводах возникли проблемы с образованием твердых отложений на катодах. [3] В результате между операторами нефтеперерабатывающих заводов было много секретов, поскольку каждый из них стремился сохранить конкурентное преимущество. [3]

Природа катода, используемого для сбора меди, является важной частью технологии. Медь очень чувствительна к примесям. Например, содержание мышьяка 0,1% может снизить проводимость меди на 23%, а содержание висмута всего 0,001% делает медь хрупкой. [10] Материал, используемый в катоде, не должен загрязнять осаждаемую медь, иначе он не будет соответствовать требуемым спецификациям.

Текущая эффективность процесса рафинирования частично зависит от того, насколько близко можно разместить аноды и катоды в электролитической ячейке. Это, в свою очередь, зависит от прямолинейности как анода, так и катода. Неровности и изгибы могут привести к короткому замыканию или иным образом повлиять на распределение тока, а также на качество катодной меди. [9]

Рисунок 1. Кран, несущий стойку с катодным стартерным листом.

До разработки технологии Isa Process стандартный подход заключался в использовании стартового листа из высокочистой меди в качестве исходного катода. [1] Эти стартовые листы производятся в специальных электролитических ячейках путем электроосаждения меди в течение 24 часов [3] на пластину из меди, покрытую маслом [1] (или обработанную другими аналогичными материалами для разделения поверхностей) или титана . [3] Тысячи листов могут требоваться каждый день, [2] и первоначальный метод отделения стартового листа от «материнской пластины» (так называемый «зачистка») был полностью ручным. [1]

Стартовые листы обычно довольно легкие. Например, стартовые листы, используемые на нефтеперерабатывающем заводе CRL, весили 10 фунтов (4,53 кг). [11] Таким образом, они тонкие, и с ними нужно обращаться осторожно, чтобы не согнуть.

Рис. 2. Катодная медь, нанесенная на медные стартовые листы.

Со временем формирование стартовых листов было улучшено за счет механизации, но трудоемкость все еще оставалась высокой. [1]

После того, как стартовые листы были сформированы, их нужно было сплющить, чтобы снизить вероятность коротких замыканий, а затем разрезать, сформировать и перфорировать, чтобы сделать петли, на которых стартовые листы подвешены к токопроводящим медным подвесным стержням в электролитических ячейках (см. Рис. 1). [3]

Стартовые листы вставляются в рафинировочные ячейки, и растворенная медь осаждается на них, чтобы произвести продукт катодной меди (см. Рисунок 2). Из-за стоимости производства стартовых листов нефтеперерабатывающие заводы, использующие их, стараются хранить их в ячейках как можно дольше, обычно 12–14 дней. [3] С другой стороны, аноды обычно находятся в ячейках в течение 24–28 дней, что означает, что из каждого анода производится по два катода. [3]

Стартовые листы имеют тенденцию к короблению из-за механических нагрузок, с которыми они сталкиваются, и их часто необходимо удалить из рафинировочных ячеек примерно через два дня, чтобы их выпрямить в прессах, прежде чем возвращать в ячейки. [12] Склонность к короблению приводит к частым коротким замыканиям. [12]

Из-за их ограничений для меди, произведенной на стартовых листах, трудно соответствовать современным требованиям к меди высочайшей чистоты. [13]

Развитие технологии Isa Process [ править ]

Разработка технологии резервуарного парка Isa Process началась в цинковой промышленности. [3] В середине 1970-х годов MIM Holdings Limited («MIM») рассматривала возможность строительства завода по переработке цинка в Таунсвилле для обработки цинкового концентрата, производимого на ее предприятиях в Маунт-Айзе . [3] В результате сотрудники МИМ посетили цинковые заводы, используя передовые технологии, и обнаружили, что современные электролитические заводы цинка применяют постоянную катодную пластину и технологию механизированной зачистки. [3]

MIM признала, что производительность традиционных заводов по рафинированию меди ограничивается плохой геометрией катода, присущей использованию медных стартовых листов. [14]

Затем компания MIM разработала программу исследований, направленную на разработку аналогичной технологии с постоянным катодом для рафинирования меди. [3] CRL работает в Таунсвилле с 1959 года [11], используя обычную технологию начального листа [1] и обрабатывая черновую медь, произведенную на медеплавильном заводе Mount Isa Mines Limited в Маунт-Айзе в Квинсленде. [11] CRL включила технологию постоянного катода в свой проект модернизации нефтеперерабатывающего завода 1978 года. [1] [3] Первоначально выбранным материалом была нержавеющая сталь 316L , [15] приваренная стежком к штанге подвески из нержавеющей стали 304L .[16] Узел подвесной штанги был затем покрыт гальваническим покрытием из меди до толщины 1,3 миллиметра («мм») (позже увеличился до 2,5 мм, а затем до 3,0 мм для повышения коррозионной стойкости стержня подвески) примерно до 15 мм. лезвие, которое обеспечивало достаточную электрическую проводимость и придавало узлу некоторую коррозионную стойкость. [16]

Электроосажденная медь довольно прочно прилегает к нержавеющей стали и не отслаивается во время рафинирования. [12] Вертикальные края пластин из нержавеющей стали покрыты плотно прилегающими краевыми полимерными полосами, чтобы предотвратить осаждение меди по краю катодной пластины и облегчить снятие с них катодной меди. [12] Дно катодных пластин было замаскировано тонкой пленкой воска, чтобы предотвратить осаждение меди вокруг нижнего края. [3] Воск был использован вместо краевой полосы, чтобы избежать выступа, который может собирать падающий анодный шлам и загрязнять катодную медь. [3]

На вертикальные кромки также наносился воск, чтобы продлить срок службы вертикальной кромочной полосы. [3]

Оригинальный катод зачистки машина была основана на том , что используется на заводе Hikoshima в Mitsui горно-металлургическая компания из Японии . [3] Однако потребовались значительные опытно-конструкторские работы, чтобы изменить конструкцию для обработки медных катодов, которые были тяжелее, чем в Хикосиме, и для обработки катодных пластин без их повреждения. [3] Машины также пришлось модернизировать, чтобы можно было покрыть воском боковые и нижние стороны катодных пластин, чтобы можно было легко удалить следующие медные катодные пластины. [3]

Рис. 3. Автоматическая машина для снятия изоляции с катода IsaProcess.

Машины для зачистки включали приемные и разгрузочные конвейеры, промывку, разделение, укладку и выгрузку катодов, отделение катодных пластин для восстановления и нанесение парафина на боковые и нижние стороны катодных пластин. [4]

Первоначальная машина для снятия изоляции CRL имела способность снимать 250 катодных пластин в час. [3]

Более низкая стоимость катодных пластин по сравнению со стартовыми пластинами означает, что возможно более короткое время катодного цикла. [3] Время цикла может составлять от 5 до 14 дней, но обычно используется семидневный катодный цикл. [3] Это более короткое время цикла улучшает выход по току, поскольку меньше коротких замыканий и меньше нодуляций на поверхности катода. [3]

Вначале другие операторы нефтеперерабатывающих заводов относились к разработкам в CRL скептически. [1] Нержавеющая сталь безуспешно пыталась использовать в качестве материала материнской пластины для медных стартовых листов. [1] Они страдали от быстрого ухудшения их способности к удалению, что привело к «почти ежедневному увеличению сложности снятия изоляции». [1] Однако, после успеха первых установок в Таунсвилле, Тимминсе и многих других местах, технология постоянных катодов из нержавеющей стали получила широкое распространение. [12]

Переход на электролизные заводы [ править ]

Процесс Isa был первоначально разработан для завода по электролитическому рафинированию меди CRL в Таунсвилле. Впоследствии компания получила лицензию на производство меди в Уайт-Пайн компании Copper Range . [7]

Следующей выданной лицензией была заявка на получение электролизера на свинцовом заводе Broken Hill Associated Smelters («BHAS») в Порт-Пири , Южная Австралия . В 1985 г. компания BHAS ввела в эксплуатацию установку для экстракции и электролитического извлечения (SX – EW) меди из медно-свинцового штейна, получаемого в качестве побочного продукта при плавке свинца. [17] Используемый процесс включает выщелачивание меди из материала с использованием кислого хлоридно-сульфатного раствора с последующей экстракцией растворителем для концентрирования выщелоченной меди и электрохимическим извлечением. [18]

Электрообработка меди отличается от электролитического рафинирования тем, что при электрорафинировании используется медный анод, который растворяется и повторно осаждается на катоде, в то время как при электролизе медь уже находится в растворе и извлекается из раствора путем пропускания тока через раствор с использованием инертного анода из свинцового сплава. , и катод. [19]

Хлорид в выщелачивающем растворе в Порт-Пири оказался проблемой для катодов из нержавеющей стали процесса Isa. [17] Небольшое количество хлорид-ионов в выщелачивающем растворе прошло через растворитель в электролит, что привело к зарегистрированной концентрации хлорида 80 миллиграммов на литр («мг / л») в электролите. [17] Присутствие хлорида в электролите вызвало точечную коррозию катодных пластин из нержавеющей стали. [17] Попробовав другие типы нержавеющей стали, [17] BHAS перешла на использование титановых катодных пластин. [18]

Другие операции электролитического следовали, включая Гибралтар Mines " McLeese озеро операции и магма Copper в Сан - Мануэль медного рудника в 1986 году Мексиканская Кананеа операции в Мексике в 1989 году, и операции Порох Copper Limited на Пороха на северо-западе Квинсленда 1990. [7] Эти операции не имели проблем с хлоридной коррозией, с которыми сталкивался BHAS.

Развитие технологии Kidd Process [ править ]

В середине 1981 года компания Falconbridge Limited ввела в эксплуатацию медеплавильный и аффинажный завод недалеко от Тимминса, Онтарио, для переработки концентрата с рудника Кидд . [20] Однако вначале качество катодной меди, производимой на нефтеперерабатывающем заводе в Кидде, ухудшалось из-за наличия более высоких, чем обычно, концентраций свинца и селена в анодах медеплавильного завода. [6] Катодная медь Kidd не смогла удовлетворить требования своих клиентов, и получение сертификата продукции на Лондонской бирже металлов («LME») стало ключевым моментом. [6]

После того, как было инициировано несколько усовершенствований технологического процесса, в конечном итоге стало понятно, что использование медных стартовых листов не позволяет НПЗ Кидд достичь своих целей по качеству катодов. [6] Затем начались испытательные работы по использованию постоянных катодов из нержавеющей стали. [6] Предварительные испытания с использованием полномасштабных титановых заготовок показали снижение содержания свинца в катодной меди в четыре раза и шестикратное снижение содержания селена по сравнению с использованием медных стартовых листов. [6]

Затем акцент сместился на разработку зачистной машины, на разработку катодов из нержавеющей стали, включающих существующие направляющие стержни, и на оценку технологии кромочной полосы. [6] Совет директоров компании одобрил перевод завода на технологию Кидда в апреле 1985 года. [6] Конверсия была завершена в 1986 году [6], и НПЗ Кидд стал третьим [7], где был установлен постоянный катод. и технология автоматизированной зачистки.

Компания Falconbridge начала продавать эту технологию в 1992 году по многочисленным просьбам других операторов нефтеперерабатывающих заводов. [5] Таким образом, процесс Кидда создал конкуренцию между двумя поставщиками технологий с постоянными катодами. Основными различиями между ними были катодная перемычка, зачистка кромок и технология зачистки. [21]

В отличие от направляющей шины из нержавеющей стали, которая затем использовалась в катоде Isa Process, в катоде Kidd Process использовалась сплошная медная направляющая балка, которая была приварена к листу из нержавеющей стали. [13] Это дало меньшее падение напряжения (на 8–10 милливольт), чем катод Isa Process. [13]

Технология Isa Process использовала вощеный край в нижней части катодной пластины, чтобы остановить осаждение меди вокруг дна пластины, чтобы сформировать единую массу меди, бегущую от верхней части одной стороны катодной пластины вокруг нижней части к верхней части пластины. Другая сторона. [15] Медь снималась с катодных пластин в виде двух отдельных листов. [15] В технологии Kidd Process не использовался воск, поскольку считалось, что он может усугубить проблемы с примесями, с которыми предприятие боролось. В компании Kidd метод зачистки заключался в удалении меди с катодной пластины в виде единого катодного продукта V-образной формы, похожего на тако-оболочку. [15]

Первоначально в процессе Кидда использовалась «карусельная» очистительная машина, но впоследствии была разработана линейная установка для обеспечения машин с низкой и средней производительностью очистки для электролизных заводов и небольших нефтеперерабатывающих заводов. [13] Линейные зачистные машины, впервые установленные в 1996 году, были более компактными, менее сложными и имели более низкие затраты на установку, чем карусельные машины. [13]

Новые достижения [ править ]

Катодные пластины без парафина [ править ]

Как указывалось выше, Kidd Process не использовал воск на постоянных катодах. [3] Это выявило недостатки, связанные с использованием воска в процессе Isa. [3] Потребители катодной меди оказали давление на производителей, чтобы удалить остаточный парафин из катодной меди, и использование воска также создало «хозяйственные» проблемы для операторов Isa Process. [3]

Следовательно, в 1997 году MIM начала программу развития, направленную на отказ от использования воска. [3] Это привело к появлению нового процесса, получившего название Isa 2000, который позволил производить катод с одним листом (в отличие от катода с оболочкой Kidd taco) без использования воска. [3]

Рис. 4. Влияние V-образной канавки на нижнем крае катодной стартовой пластины на осажденную катодную медь.

Это было достигнуто путем обработки V-образной канавки под углом 90 ° на нижнем крае катода. [22] Канавка ослабляет структуру меди, растущей на нижнем крае катодной пластины, поскольку кристаллы меди растут перпендикулярно катодной пластине с противоположных сторон канавки, заставляя их пересекаться под прямым углом друг к другу. [22] На пересечении образуется разрыв в структуре, что приводит к образованию слабой зоны, вдоль которой медь раскалывается во время зачистки. [22]

Фиг.4 представляет собой вид под микроскопом поперечного сечения медного катода, растущего на кончике катодной пластины. Желтые линии показывают ориентацию и направление роста кристаллов. [22]

Катоды с низким сопротивлением [ править ]

Стандартные катоды Isa Process имеют немного более высокое электрическое сопротивление, чем системы подвески из сплошной меди, используемые в Kidd Process, что означает более высокую стоимость электроэнергии. [22] Однако эта стоимость компенсируется большей надежностью и предсказуемостью увеличения сопротивления с течением времени, что позволяет планировать техническое обслуживание. [16]

С другой стороны, подвесные стержни из твердой меди теряют свои электрические характеристики в течение более короткого периода времени из-за коррозионного воздействия на соединение, и возможен внезапный отказ. [16] Стоимость обслуживания таких систем больше и менее предсказуема. [16] Испытание примерно 3000 подвесных стержней из сплошной меди со временем показало, что КПД по току для подвесных стержней из сплошной меди составляет около 2,4%. [16]

Рис. 5. Катодные пластины IsaKidd BR.

Команда разработчиков MIM искала другие способы уменьшить сопротивление катодных пластин и разработала новый катод с низким сопротивлением, который она назвала ISA Cathode BR. [16] Эта новая конструкция расширила медное покрытие с 15-17 мм вниз по лезвию до примерно 55 мм, а также увеличила толщину меди до 3,0 мм с 2,5 мм, используемых на стандартном катоде. [16]

Новая конструкция катодной пластины была испытана на нефтеперерабатывающем заводе CRL в Таунсвилле и на заводе Compania Minera Zaldivar в Чили. [16] Результаты, полученные в Чили, показали, что новая конструкция катода способна снизить затраты на электроэнергию для завода примерно на 100 000 долларов США в 2003 году по сравнению с использованием традиционных конструкций катодов Isa Process. [16]

Более дешевые катодные пластины из нержавеющей стали [ править ]

С 2001 по 2007 год цены на никель выросли в среднем с 5945 долларов США [23] до 37 216 долларов США. [24] Никель - ключевой компонент нержавеющей стали 316L. [22] Это, в сочетании с увеличением некоторых других составляющих сплава 316L, побудило Xstrata Technology (к тому времени маркетинговую организацию для технологии Isa Process) искать альтернативный материал для катодных пластин. [22]

Персонал Xstrata Technology исследовал использование новой низколегированной дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 и нержавеющей стали 304L . [22] LDX 2101 содержит 1,5% никеля по сравнению с 10–14% в нержавеющей стали 316L.

LDX 2101 имеет превосходную механическую прочность по сравнению с нержавеющей сталью 316L, что позволяет использовать более тонкие листы для катодных пластин. [22] Однако допуск на плоскостность коммерчески доступной стали LDX 2101 не соответствовал требуемым спецификациям. [22] Xstrata Technology работала с производителем для производства листов, которые действительно соответствовали требуемому допуску по плоскостности. [22]

Xstrata Technology также должна была разработать отделку, которая позволила бы поверхности функционировать так же, как 316L. [22]

Катодные пластины с использованием LDX 2010 обладают такой же коррозионной стойкостью, что и пластины из 316L. [25]

Сплав LDX 2101 представляет собой альтернативу нержавеющей стали 316L [22] с выбором в зависимости от относительной цены на различные стали.

Высокая коррозионная стойкость [ править ]

Команда разработчиков Kidd Process модифицировала свои катодные пластины, чтобы они могли работать в условиях сильной коррозии, например в ячейках-очистителях, используемых для удаления загрязняющих веществ на нефтеперерабатывающих заводах и в некоторых средах с сильной коррозией на установках для электролиза. [13]

Конструкция пластины имеет кожух из нержавеющей стали, который окружает подвесную штангу из цельной меди, защищая ее от коррозии. [13] Коррозионно-стойкая смола внутри кожуха из нержавеющей стали защищает проводящий внутренний сварной шов между штангой коллектора и плитой. [13] После этого на подвесной стержень наносится высококачественное уплотнение для предотвращения попадания электролитов в проводящий внутренний сварной шов. [13]

Этот коррозионно-стойкий электрод продается как катодная пластина высокого давления. [25]

Линейная машина большой емкости Kidd Process [ править ]

После первоначальной разработки карусельной зачистной машины и более поздней разработки линейной зачистной машины персонал Falconbridge разработал линейную машину высокой производительности Kidd Process («HCLM»). [13] Эта машина включала в себя систему загрузки и разгрузки, основанную на робототехнике. [13]

В новой конструкции, помимо прочего, улучшена площадь разгрузки съемника. Это было проблемной областью для карусельных машин для снятия изоляции, в которых медь, высвобожденная с катодной пластины, падала в оболочку, а затем передавалась в устройство для обработки материалов. [13] Медь, которая плохо себя ведет и не может передать, часто требует ручного вмешательства. [13] Новая система разгрузки робота устранила свободное падение меди и физически перенесла высвобожденную медь в место разгрузки. [13]

Рождение комбинированной технологии IsaKidd [ править ]

После решения Falconbridge в 1992 году продавать технологию Kidd, Falconbridge и тогдашние группы MIM Process Technologies начали соревноваться за рынок технологий для резервуаров. В период с 1992 по 2006 год было продано 25 лицензий на технологию Kidd [7], в то время как за тот же период было продано 52 лицензии на технологию Isa. [7]

Xstrata plc (ныне Glencore Xstrata) приобрела MIM Holdings в 2003 году. [26] Технология Isa Process продолжала разрабатываться и продаваться компанией Xstrata Technology. Впоследствии Xstrata приобрела Falconbridge в 2006 году. [27] Технология Kidd Process впоследствии стала частью пакета Xstrata Technology, и вместе они начали продаваться как IsaKidd [5], имя, которое представляет двойное наследие технологии.

Результатом стал технологический пакет, который объединил то, что считалось лучшим в обеих версиях. [15] Эта комбинация привела к разработке новых систем зачистки, и разрабатываются новые конструкции катодов. [15]

Изменение отложений меди на катодных пластинах было одной из трудностей, с которыми сталкивались более ранние зачистные машины. [15] Области тонкой меди на катодных пластинах, вызванные коротким замыканием, трудно отделить от пластины из нержавеющей стали из-за их недостаточной жесткости. Пластины с такими участками обычно выбрасывались из зачистной машины и снимались вручную. [15] Точно так же липкие медные отложения (обычно связанные с плохим состоянием поверхности катодной пластины, например, корродированные поверхности или неправильная механическая обработка), сильно нодулированный катод и многослойная медь вызывали проблемы при зачистке. [15]

Разработка устройства для снятия изоляции была сосредоточена на разработке устройства, которое можно было бы рассматривать как более удобную и универсальную машину для снятия изоляции, которая могла бы обрабатывать катодные пластины с проблемными отложениями меди без их отбраковки или снижения скорости очистки. [15]

Рис. 6. Роботизированная машина для снятия изоляции с катода IsaKidd.

Результатом этой работы стала новая роботизированная машина для снятия изоляции с катода. [15] Он включает в себя следующие особенности:

  • зачистной клин, который начинает удалять медь с верхней части катодной пластины и перемещается вниз к низу
  • направляющие для поддержки меди при движении вниз, чтобы предотвратить преждевременное снятие изоляции с меди
  • ролики, предназначенные для уменьшения трения между медью, катодной пластиной и клином при движении клина вниз
  • захваты, которые зажимают медь перед тем, как ее оторвать от катодной пластины. [15]

Зачистные клинья установлены на двух роботизированных манипуляторах, по одному с каждой стороны катодной пластины. [15] Эти рычаги снимают медь с пластины и укладывают листы катодной меди на конвейеры, чтобы их забрать для связывания. [15]

Преимущества технологии IsaKidd [ править ]

К преимуществам технологии IsaKidd относятся:

  • длительный срок службы - срок службы постоянных катодов без ремонта, как утверждается, составляет более семи лет при правильных рабочих условиях для процессов электролитического извлечения и более 15 лет для приложений электролитического рафинирования [16].
  • снижение трудозатрат - за счет отказа от процесса производства стартовых листов [28] и автоматизации катодной зачистки. [3] Средняя потребность в рабочей силе для нефтеперерабатывающих заводов, основанных на технологии IsaKidd, составляет 0,9 человеко-часов на тонну катода по сравнению с 2,4 человеко-часа на тонну для резервуаров, использующих стартовые листы. [12] Персонал Atlantic Copper сообщил о цифре 0,43 человеко-часа / тонну для нефтеперерабатывающего завода в Уэльве в Испании в 1998 г. [29]
  • нет петель подвески - петли подвески стартовых листов могут подвергнуться коррозии и, таким образом, вызвать разрезание футеровки электролитической ячейки. [4] Отсутствие петель подвески также упрощает работу с краном [4]
  • улучшенное качество катода [12] [30] [31] - из-за прямых катодных пластин, что исключает короткое замыкание, [28], а отсутствие изгибов и других неровностей поверхности снижает захват загрязняющих веществ, таких как плавающий мышьяк, сурьма и висмут [32] и другие соединения шламов. [3] Устранение петель подвески стартового листа также улучшило качество катода. [3] В операциях SX – EW использование катодных пластин из нержавеющей стали устраняет хлопья свинца и другие загрязнения с катодной меди. [33]
  • улучшенный выход по току [30] - это происходит как за счет устранения коротких замыканий, вызванных изогнутыми и неправильными электродами [28], так и за счет более коротких катодных циклов, возможных при использовании повторно используемых катодных пластин. [3] Заявленный текущий КПД превышает 98% [16]
  • повышенная интенсивность рафинирования - это уменьшает количество электролитических ячеек, необходимых на нефтеперерабатывающем заводе, и его капитальные затраты, потому что зазор между анодами и катодами может быть меньше из-за меньшего риска коротких замыканий [3] и потому что плотность тока может быть увеличена , что ускоряет процесс очистки. [3] Нефтеперерабатывающие заводы, работающие с технологией IsaKidd, могут достигать плотности тока 330 ампер на квадратный метр («А / м 2 ») катодной площади, тогда как нефтеперерабатывающий завод, использующий стартовые листы, может работать только при примерно 240 А / м 2 [3]
  • более короткие катодные циклы - более короткие катодные циклы возможны с использованием технологии IsaKidd, которая сокращает запасы металла [4] и означает, что нефтеперерабатывающий завод или оператор SX – EW получают более быструю оплату
  • более короткие анодные циклы - более высокая интенсивность рафинирования также приводит к сокращению времени анодного цикла примерно на 12%, [3] также сокращая запасы металла.
Рис. 7. Связки катодной меди, привязанные для транспортировки на рынок.
  • однородные катодные медные листы для простоты транспортировки - контроль размеров медных листов, ставший возможным благодаря технологии IsaKidd, обеспечивает однородные катодные пучки, которые можно надежно закрепить и легко транспортировать (см. Рисунок 7) [3]
  • повышенная безопасность [31] - устранение большей части ручного управления приводит к улучшению условий безопасности на рабочем месте. [28] [33]

Персонал кипрского завода по переработке меди в Майами написал после установки технологии Isa Process, что: «Теперь хорошо доказано, что резервуары, в которых применяется технология катода из нержавеющей стали, могут стабильно производить высококачественные катоды, работая при более высокой плотности катодного тока и с меньшим расстоянием между катодами. чем те, которые используются в обычных резервуарах ». [31]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p Дж. К. Дженкинс, « Обзор и оценка технологии резервуаров для меди», в: The Aus.IMM North Queensland Branch, симпозиум операторов плавки и нефтепереработки, май 1985 г. (The Австралазийский институт горного дела и металлургии: Мельбурн, 1985), 195–204.
  2. ^ a b О Накаи, Х. Сато, К. Кугияма и К. Баба, «Новый завод по производству листового металла на медном заводе в Тойо и повышение производительности», в: Proceedings of Copper 99 – Cobre 99 International Conference, Volume III - Electrorefining and Electrowinning of Медь , ред. Дж. Э. Дутризак, Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999), 279–289.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am В. Армстронг, «Процесс Иса и его вклад до электролитической меди », - доклад, представленный на конференции Rautomead Conference, Шотландия, август 1999 года .
  4. ^ a b c d e В. Р. Хопкинс и И. Е. Льюис, «Последние инновации в установках SX / EW для снижения капитальных и эксплуатационных затрат», Minerals & Metallurgical Processing , февраль 1990 г., стр. 1–8.
  5. ^ a b c d «О технологии ISAKIDD». По состоянию на 20 июня 2013 г.
  6. ^ a b c d e f g h i П. Е. Дональдсон и П. Дж. Мерфи, «Достижения технологии перманентных катодов Kidd Process», в: Труды [sic] Международной конференции Copper 99 – Cobre 99. Том III - Электролитическое рафинирование и электрохимическое извлечение меди , ред. Дж. Э. Дутризак, Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Варрендейл, Пенсильвания, 1999) 301–310.
  7. ^ a b c d e f Список установленных IsaKidd. По состоянию на 20 июня 2013 г.
  8. ^ The World Copper Factbook 2012 , Международная исследовательская группа по меди. По состоянию на 29 июня 2013 г.
  9. ^ a b c d e Т. Робинсон, «Электролитическое рафинирование», в: Extractive Metallurgy of Copper, Fourth Edition , Eds WG Davenport, M. King, M. Schlesinger and AK Biswas (Elsevier Science Limited: Kidlington, Oxford, England, 2002) 265 –288.
  10. ^ DC Lynch, S Akagi и WG Davenport, «Термохимическая природа второстепенных элементов в штейнах для плавки меди», Metallurgical Transactions B , 22B, October 1991, 677–688.
  11. ^ a b c Дж. К. Дженкинс и Дж. С. Сент-Смит, «Таунсвиллский медный завод», Труды Aus.IMM , № 197, 1961, 239–260.
  12. ^ Б с д е е г М Е Schlesinger, MJ King, KC Sole и WG Davenport, добывающей металлургии меди, Fifth Edition (Elsevier: 2011), 259.
  13. ^ a b c d e f g h i j k l m n П. Э. Дональдсон и Дж. Дж. Детуллео, «Медный завод Кидда в Falconbridge - место рождения Киддского процесса: обновленная информация о нефтеперерабатывающем заводе и последних разработках Киддского процесса», в: Медь 2003 – Cobre 2003. Том V - Электрорафинирование и электрохимическое рафинирование меди, Сантьяго, Чили, 30 ноября - 3 декабря 2003 г. , ред .: JE Dutrizac and CG Clement (Канадский институт горного дела, металлургии и нефти: Монреаль, 2003 г.), 165–174 .
  14. ^ NJ Aslin, D Stone и W Webb, «Текущее распределение в современном рафинировании меди», в: Proceedings of the International Symposium on Computational Analysis , Eds MJ Dry и DG Dixon (Канадский институт горного дела, металлургии и нефти: 2005). По состоянию на 23 мая 2013 г.
  15. ^ a b c d e f g h i j k l m n N J Aslin, O Eriksson, GJ Heferen и G Sue Yek, «Развитие машин для снятия катода - интегрированный подход для повышения эффективности», в: Proceedings of Cu 2010, Гамбург, Германия, 6-10 июня 2010 . По состоянию на 23 мая 2013 г.
  16. ^ a b c d e f g h i j k l Уэбб и Дж. Уэстон, «Разработка постоянного катода с« более низким сопротивлением »(ISA Cathode BR)», Minera Chilena, март – апрель 2003 г. По состоянию на 28 июня 2013 г.
  17. ^ a b c d e Н. Э. Медоуз и М. Валенти, «Завод BHAS по переработке медно-свинцового штейна», в: Симпозиум по выплавке цветных металлов, Порт-Пири, Южная Австралия, сентябрь 1989 г. (Австралазийский институт горного дела и металлургии: Мельбурн, 1989), 153–157.
  18. ^ a b Р. К. Тайсон, Н. Е. Медоуз и А. Д. Павлич, «Производство меди из штейна на Pasminco Metals - BHAS, Порт-Пири, SA», в: Австралазийская горная промышленность и металлургия. Том Мемориала сэра Мориса Моуби, второе издание, том 1 , ред. Дж. Т. Вудкок и Дж. К. Гамильтон (Австралазийский институт горного дела и металлургии: Мельбурн, 1993), 732–734.
  19. ↑ Т. Робинсон, «Электрооборудование», в: Добывающая металлургия меди, четвертое издание , ред. В. Г. Давенпорт, М. Кинг, М. Шлезингер и А. К. Бисвас (Elsevier Science Limited: Кидлингтон, Оксфорд, Англия, 2002) 327–339.
  20. ↑ CJ Newman, G Macfarlane и K. Molnar, «Использование кислорода на плавильном заводе в Кидд-Крик», в: The Impact of Oxygen on the Processes Color Metallurgical Processes, Виннипег, Канада, 23–26 августа 1987 г. , Eds G Kachaniwsky and К. Ньюман (Pergamon Press: Toronto, 1987), 259–268.
  21. ↑ WG Davenport, «Добыча меди с 60-х до 21-го века», в: Proceedings of [sic] Copper 99 – Cobre 99 International Conference. Том I - Пленарные лекции / Движение перспектив меди и отрасли / Применение и производство меди , Эд Г.А. Элтрингем, Н.Л. Пирет и М.Саху (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999), 55–79.
  22. ^ a b c d e f g h i j k l m К. Л. Иствуд и Г. У. Уэбелл, «Разработки постоянных катодов из нержавеющей стали в медной промышленности», в: Труды Шестой Международной конференции по меди – Кобре, Торонто, Канада, 25 –30 августа 2007 г. Том V - Электролитическое рафинирование и электрохимическое извлечение меди (Канадский институт горного дела, металлургии и нефти: 2007 г.), 35–46. По состоянию на 23 мая 2013 г.
  23. ^ PH Kuck, «Никель» в: Mineral Commodity Сводки 2004 (Геологической службы США: 2004), 114.
  24. ^ PH Kuck, «Никель» в: Mineral Commodity Сводки 2011 (Геологической службы США: 2011), 108.
  25. ^ a b «Катодные пластины». По состоянию на 28 июня 2013 г.
  26. ^ Рекомендуемое приобретение MIM Holdings Limited за 2 959 миллионов долларов США, а также вопрос о правах, заархивированный 12 августа 2011 года на Wayback Machine . По состоянию на 2 мая 2013 г.
  27. ^ «Как Xstrata выиграла Фальконбридж», Financial Post . По состоянию на 29 июня 2013 г.
  28. ^ a b c d M A Eamon и JG Jenkins, «Практика и инновации на заводе Magma Copper Company в Сан-Мануэле SX-EW», в: EPD Congress '91 , Ed DR Gaskell (The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, Пенсильвания , 1991), 239–252.
  29. ↑ П. Барриос, А. Алонсо и С. Ортис, «Улучшения в практике эксплуатации на НПЗ в Атлантике», в: Материалы международной конференции [sic] Copper 99 – Cobre 99, Том III - Электрорафинирование и электрохимическое извлечение меди , под редакцией Дж. Э. Дутризак. , Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999), 291–299.
  30. ^ a b Г. А. Кордоски, «Извлечение меди с использованием технологии выщелачивания / экстракции растворителем / электрохимического извлечения: сорок лет инноваций, 2,2 миллиона тонн меди в год», Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии , ноябрь – декабрь 2002 г., стр. 445– 450.
  31. ^ a b c Дж. Гарви, Б. Дж. Ледебоер и Дж. М. Ломмен, «Проектирование, запуск и эксплуатация кипрского медного завода в Майами», в: Труды [sic] Copper 99 – Cobre 99 International Conference, Volume III - Electrorefining and Electrowinning. of Copper , Eds JE Dutrizac, J Ji and V. Ramachandran (The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, Пенсильвания, 1999), 107–126.
  32. ^ C Венцль, А. Фильцвизер и Х. Антрекович, «Обзор анодного литья - Часть I: химическое качество анода», Erzmetall , 60 (2), 2007, 77–83.
  33. ^ a b Дж. Р. Аддисон, Б. Дж. Сэвидж, Дж. М. Робертсон, Е. П. Крамер и Дж. К. Штауффер, «Внедрение технологии: преобразование центрального резервуара РЭБ компании Phelps Dodge Morenci, Inc. с медных стартовых листов на технологию из нержавеющей стали», в: Proceedings of [sic] Медь 99 – Cobre 99 Международная конференция, Том III - Электролитическое рафинирование и электрохимическое извлечение меди , ред. Дж. Э. Дутрисака, Дж. Джи и В. Рамачандрана (Общество минералов, металлов и материалов: Варрендейл, Пенсильвания, 1999), 609–618.