✖


Jump to content

Технология нефтепереработки IsaKidd

Современный резервуарный цех медного завода с использованием технологии IsaKidd.

Технология IsaKidd — это меди технология электрорафинирования и электролиза , которая была независимо разработана компанией Copper Refineries Proprietary Limited («CRL»), расположенной в Таунсвилле , Квинсленд , дочерней компанией MIM Holdings Limited (которая сейчас является частью Glencore группы компаний ), и в Falconbridge Limited («Falconbridge») теперь демонтировала нефтеперерабатывающий завод Кидд-Крик, который находился в Тимминсе , Онтарио . Он основан на использовании многоразовых катодных стартовых листов для электрорафинирования меди и автоматизированном снятии с них осажденной «катодной меди». [1]

Обзор

[ редактировать ]

Старый способ электрорафинирования меди (до 1978 г.)

[ редактировать ]

Обычный процесс электрорафинирования меди состоит из размещения медного анода (чистота меди около 99,5–99,7%). [2] [3] ) в сернокислой (H 2 SO 4 ) ванне медного электролита вместе с катодом и пропусканием тока между анодом и катодом через внешнюю цепь. [3] При приложенном электропотенциале медь и менее благородные элементы растворяются в электролите , а элементы более благородные, чем медь, такие как золото (Au) и серебро (Ag), — нет. [3] Под действием приложенного электрического потенциала ионы меди мигрируют с анода и осаждаются на катоде, образуя катодную медь. [3]

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

Производство одноразовых стартовых листов включало укладку медного листа методом электролиза на каждую сторону «материнской пластины». [1] Создание листа занимало день, а каждый день могли потребоваться тысячи листов. [1] Первоначально медные стартовые листы отделялись от материнской пластины вручную, но со временем процесс был автоматизирован. [1] [4] Кроме того, ограничения, связанные с использованием медных стартовых листов, означали, что было трудно удовлетворить требованиям чистоты некоторых новых применений меди, которые в 1970-х и 1980-х годах требовали меди более высокого качества.

Процесс ИсаКидд

[ редактировать ]

Разработка технологии резервуарного цеха Isa Process в CRL устранила весь процесс и затраты на производство стартовых листов за счет использования постоянных катодов из нержавеющей стали . [1] Также была проведена существенная автоматизация процесса установки постоянных катодов в электролизеры и их последующего удаления и зачистки листов осажденной катодной меди. [1] Рабочая сила, необходимая для эксплуатации нефтеперерабатывающего завода, использующего технологию IsaKidd, оценивается на 60–70% меньше, чем требуется для нефтеперерабатывающих заводов, использующих стартовые листы. [2] [5]

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 медеперерабатывающем заводе в Кидд-Крик, недалеко от Тимминса , Онтарио . [6] Первоначальная разработка постоянных катодов предназначалась для внутреннего использования, но маркетинг процесса Кидда был начат в 1992 году после запросов других операторов нефтеперерабатывающих заводов. [7]

Эти две технологии были объединены в IsaKidd Technology в 2006 году, когда Xstrata купила Falconbridge. [6]

Технология IsaKidd в настоящее время доминирует в мировой переработке меди. Лицензия на нее была предоставлена ​​102 пользователям, и Xstrata Technology, которая продает эту технологию, сообщает на своем веб-сайте, что общая установленная мощность производства меди составляет около 12 миллионов тонн в год («т/год») по состоянию на октябрь 2011 года. [8] Это около 60% от прогнозируемого мирового производства рафинированной меди в 2011 году, составившего 19,7 млн ​​тонн. [9]

Разработка технологии IsaKidd позволила повысить производительность, снизить эксплуатационные расходы и производить стабильную, высококачественную катодную медь. [2]

История

[ редактировать ]

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-Порте, Южный Уэльс, в 1869 году.

Были проблемы с внедрением новой технологии. Например, на первых нефтеперерабатывающих заводах были проблемы с образованием твердых отложений на катодах. [2] В результате между операторами нефтеперерабатывающих заводов существовала большая секретность, поскольку каждый из них стремился сохранить конкурентное преимущество. [2]

Характер катода, используемого для сбора меди, является важной частью технологии. Свойства меди сильно подвержены воздействию примесей. 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 характеристикам.

Текущая эффективность процесса нефтепереработки 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. Удары и изгибы могут привести к короткому замыканию или иным образом повлиять на распределение тока, а также на качество катодной меди. [3]

Рис. 1. Кран, перевозящий стойку со стартовым листовым катодом.

До разработки технологии Isa Process стандартным подходом было использование стартового листа меди высокой чистоты в качестве исходного катода. [1] Эти стартовые листы производятся в специальных электролизерах методом электроосаждения меди в течение 24 часов. [2] на пластину из меди, покрытую маслом [1] (или обработанный другими подобными материалами для разделения граней) или из титана . [2] Тысячи листов могут понадобиться каждый день, [4] а первоначальный метод отделения стартового листа от «материнской пластины» (называемый «зачисткой») был полностью ручным. [1]

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

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

Со временем формирование стартовых листов было усовершенствовано за счет механизации, но трудоемкость по-прежнему оставалась высокой. [1]

После того, как стартовые листы были сформированы, их нужно было расплющить, чтобы уменьшить вероятность коротких замыканий, а затем разрезать, сформировать и пробить, чтобы получились петли, за которые стартовые листы подвешиваются на проводящих медных подвесках в электролизерах (см. рисунок). 1). [2]

Стартовые листы помещают в рафинировочные камеры и на них электроосаждают растворенную медь для получения катодного медного продукта (см. рисунок 2). Из-за стоимости производства стартовых листов нефтеперерабатывающие заводы, использующие их, стремятся хранить их в камерах как можно дольше, обычно 12–14 дней. [2] С другой стороны, аноды обычно находятся в ячейках 24–28 дней, а это означает, что из каждого анода получается два катода. [2]

Стартовые листы имеют тенденцию к короблению из-за механических напряжений, с которыми они сталкиваются, и их часто приходится вынимать из рафинирующих камер примерно через два дня для выпрямления в прессах перед возвращением в камеры. [12] Склонность к короблению приводит к частым коротким замыканиям. [12]

Из-за своих ограничений медь, произведенная на стартовых листах, трудно соответствовать современным требованиям для меди высочайшей чистоты. [13]

Развитие технологии Isa Process

[ редактировать ]

Развитие технологии резервуарного цеха Isa Process началось в цинковой промышленности. [2] В середине 1970-х годов компания MIM Holdings Limited («MIM») рассматривала возможность строительства цинкового завода в Таунсвилле для переработки цинкового концентрата, производимого на ее предприятиях в Маунт-Айзе . [2] В результате сотрудники MIM посетили цинковые заводы, используя передовые технологии, и обнаружили, что современные электролитические заводы по выплавке цинка внедрили пластины с постоянным катодом и технологию механизированной зачистки. [2]

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

Затем MIM разработала исследовательскую программу, направленную на разработку аналогичной технологии постоянного катода для рафинирования меди. [2] CRL работала в Таунсвилле с 1959 года. [11] с использованием традиционной технологии стартового листа [1] и переработка черновой меди , производимой на Mount Isa Mines медеплавильном заводе Limited в Маунт-Айза в Квинсленде. [11] Компания CRL внедрила технологию постоянного катода в свой проект модернизации нефтеперерабатывающего завода в 1978 году. [1] [2] Первоначально выбранным материалом была нержавеющая сталь 316L . [15] приварены к 304L . подвеске из нержавеющей стали [16] Затем на узел подвески нанесли гальваническое покрытие медью до толщины 1,3 мм («мм») (позже она была увеличена до 2,5 мм, а затем до 3,0 мм для улучшения коррозионной стойкости подвески) до примерно 15 мм до лезвия. что обеспечивало достаточную электропроводность и придавало сборке некоторую коррозионную стойкость. [16]

Электроосажденная медь достаточно прочно прилегает к нержавеющей стали и не отслаивается при рафинировании. [12] Вертикальные края пластин из нержавеющей стали покрыты плотно прилегающими полимерными кромочными полосами, чтобы предотвратить осаждение меди вокруг края катодной пластины и, таким образом, облегчить удаление с них катодной меди. [12] Нижняя часть катодных пластин была покрыта тонкой пленкой воска, опять же, чтобы предотвратить отложение меди вокруг нижнего края. [2] Вместо краевой полосы использовался воск, чтобы избежать образования выступа, который мог бы собирать падающие анодные шламы и загрязнять катодную медь. [2]

Воск также использовался на вертикальных краях, чтобы продлить срок службы вертикальной краевой полосы. [2]

Оригинальная машина для очистки катода была основана на машине, используемой на заводе в Хикосиме -металлургической компании Mitsui горно японской . [2] Однако потребовались значительные опытно-конструкторские работы, чтобы изменить конструкцию для работы с медными катодами, которые были тяжелее, чем в Хикосиме, и для обработки катодных пластин, не повреждая их. [2] Машины также пришлось перепроектировать, чтобы обеспечить возможность нанесения воска на боковые и нижние стороны катодных пластин, чтобы можно было легко удалять следующие медные катодные листы. [2]

Рисунок 3. Автоматическая машина для катодной зачистки IsaProcess.

Машины для зачистки включали в себя приемный и разгрузочный конвейеры, промывку, сепарацию, укладку и разгрузку катодов, отделение катодных пластин для ремонта, а также нанесение воска на боковые и нижние части катодных пластин. [5]

Оригинальная машина для зачистки CRL имела возможность зачищать 250 катодных пластин в час. [2]

Более низкая стоимость катодных пластин по сравнению со стартовыми листами означает, что возможно более короткое время катодного цикла. [2] Время цикла может варьироваться от 5 до 14 дней, но обычно используется семидневный катодный цикл. [2] Такое более короткое время цикла повышает эффективность по току, поскольку происходит меньше коротких замыканий и меньше узелков на поверхности катода. [2]

Поначалу другие операторы НПЗ отнеслись к событиям на CRL скептически. [1] Нержавеющую сталь безуспешно пытались использовать в качестве исходного материала для медных стартовых листов. [1] Их способность к раздеванию резко ухудшилась, что привело к «почти ежедневному увеличению сложности раздевания». [1] Однако после успеха первых установок в Таунсвилле, Тимминсе и многих других местах технология постоянного катода из нержавеющей стали получила широкое распространение. [12]

Переход на электролизные заводы

[ редактировать ]

Первоначально процесс Isa был разработан для электрорафинировочного завода CRL в Таунсвилле. получила лицензию Впоследствии компания Copper Range Company на управление медным заводом White Pine . [8]

Следующая лицензия была выдана для применения электролиза на свинцовом заводе Broken Hill Associated Smelters («BHAS») в Порт-Пири , Южная Австралия . В 1985 году BHAS ввел в эксплуатацию установку экстракции растворителем и электролиза («SX-EW») для извлечения меди из медно-свинцового штейна, полученного как побочный продукт операций по выплавке свинца. [17] Используемый процесс включает выщелачивание меди из материала с использованием кислого хлоридно-сульфатного раствора с последующей экстракцией растворителем для концентрирования выщелоченной меди и электролиза. [18]

Электровыделение меди отличается от электрорафинирования тем, что при электрорафинировании используется медный анод, который растворяется и переосаждается на катоде, тогда как при электровыделении 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 растворе выщелачивания в Порт-Пири оказался проблемой для катодов из нержавеющей стали в процессе Иса. [17] Небольшое количество ионов хлорида из выщелачивающего раствора прошло через растворитель в электролит, в результате чего заявленная концентрация хлоридов в электролите составила 80 миллиграммов на литр («мг/л»). [17] Присутствие хлорида в электролите вызвало питтинговую коррозию катодных пластин из нержавеющей стали. [17] Попробовав другие виды нержавеющей стали, [17] БВШН перешла на использование титановых катодных пластин. [18]

За этим последовали и другие операции по электродобыче, в том числе предприятие Gibraltar Mines на McLeese Lake Magma Copper и медный рудник в Сан-Мануэле в 1986 году, предприятие Mexicana de Cananea в Мексике в 1989 году и предприятие Gunpowder Copper Limited на месторождении Gunpowder на северо-западе Квинсленда в 1990 году. [8] Эти операции не столкнулись с проблемами хлоридной коррозии, с которыми столкнулся BHAS.

Разработка технологии Kidd Process

[ редактировать ]

В середине 1981 года компания Falconbridge Limited ввела в эксплуатацию медеплавильный и нефтеперерабатывающий завод недалеко от Тимминса, Онтарио, для переработки концентрата со своей шахты Кидд . [20] Однако вначале качество катодной меди, производимой на нефтеперерабатывающем заводе Кидда, ухудшалось из-за присутствия в анодах медеплавильного завода более высоких, чем обычно, концентраций свинца и селена. [7] Катодная медь Kidd не смогла удовлетворить требования своих клиентов, и получение сертификата продукции на Лондонской бирже металлов («LME») стало ключевым моментом. [7]

После того, как было предпринято несколько усовершенствований процесса, в конечном итоге стало понятно, что использование медных стартовых листов не позволяет нефтеперерабатывающему заводу Кидда достичь целевых показателей качества катодов. [7] Затем начались испытательные работы по использованию постоянных катодов из нержавеющей стали. [7] Предварительные испытания с использованием натурных титановых заготовок показали снижение содержания свинца в катодной меди в четыре раза и шестикратное снижение содержания селена по сравнению с использованием медных стартовых листов. [7]

Затем основное внимание было перенесено на разработку машины для зачистки, разработку катодов из нержавеющей стали с использованием существующих коллекторных стержней и оценку технологии зачистки кромок. [7] Совет директоров компании одобрил перевод нефтеперерабатывающего завода на технологию Кидда в апреле 1985 года. [7] Преобразование было завершено в 1986 году. [7] а нефтеперерабатывающий завод Кидд стал третьим [8] установить постоянный катод и технологию автоматической зачистки.

Falconbridge начала продавать эту технологию в 1992 году после многочисленных запросов от других операторов нефтеперерабатывающих заводов. [6] Таким образом, процесс Кидда создал конкуренцию между двумя поставщиками технологии постоянного катода. Основные различия между ними заключались в катодной головке, зачистке кромок и технологии зачистной машины. [21]

В отличие от коллектора из нержавеющей стали, который тогда использовался в катоде Isa Process, в катоде Kidd Process использовался цельный медный коллектор, который был приварен к листу нержавеющей стали. [13] Это дало меньшее падение напряжения (на 8–10 милливольт), чем катод Isa Process. [13]

В технологии Isa Process использовалась вощеная кромка в нижней части катодной пластины, чтобы остановить осаждение меди вокруг нижней части пластины и сформировать единую массу меди, идущую от верхней части одной стороны катодной пластины вокруг нижней части к верхней части. 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 завод боролся. В компании Kidd подход к зачистке заключался в удалении меди с катодной пластины в виде единого катодного продукта V-образной формы, похожего на оболочку тако. [15]

Первоначально в процессе Кидда использовалась «карусельная» зачистная машина, но впоследствии была разработана линейная установка, обеспечивающая машины с низкой и средней производительностью зачистки для заводов по электролизу 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

[ редактировать ]

Бесвосковые катодные пластины

[ редактировать ]

Как указано выше, в процессе Кидда на постоянных катодах не использовался воск. [2] Это подчеркнуло недостатки, связанные с использованием воска в процессе Иса. [2] Потребители катодной меди оказывали давление на производителей, чтобы те удалили остатки парафина из катодной меди, а использование воска также создавало «хозяйственные» проблемы для операторов Isa Process. [2]

Следовательно, в 1997 году MIM начала программу развития, направленную на отказ от использования воска. [2] Это привело к появлению нового процесса, названного технологией Isa 2000, который позволил производить однолистовой катод (в отличие от катода в форме тако-оболочки Кидда) без использования воска. [2]

Рис. 4. Влияние V-образной канавки на нижнем крае стартовой пластины катода 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 у нижнего края катодной пластины, поскольку кристаллы меди растут перпендикулярно катодной пластине с противоположных сторон канавки, заставляя их пересекаться под прямым углом друг к другу. [22] В месте пересечения образуется разрыв структуры, в результате чего образуется слабая зона, по которой происходит раскол меди при зачистке. [22]

Рисунок 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 низкого сопротивления

[ редактировать ]

Стандартные катоды Isa Process имеют немного более высокое электрическое сопротивление, чем системы подвесных стержней из твердой меди, используемые в процессе Kidd, а это означает, что затраты на электроэнергию выше. [22] Однако эти затраты компенсируются большей надежностью и предсказуемостью увеличения сопротивления с течением времени, что позволяет планировать техническое обслуживание. [16]

С другой стороны, подвесные стержни из цельной меди теряют электрические характеристики в течение более короткого периода времени из-за коррозионного воздействия на соединение, и возможен внезапный выход из строя. [16] Затраты на обслуживание таких систем больше и менее предсказуемы. [16] Испытание примерно 3000 подвесных стержней из цельной меди показало, что со временем выход по току у подвесных стержней из цельной меди оказался ниже, примерно на 2,4%. [16]

Рисунок 5. Катодные пластины IsaKidd BR.

Команда разработчиков MIM искала другие способы снижения сопротивления катодных пластин и разработала новый катод с низким сопротивлением, который назвал ISA Cathode BR. [16] Эта новая конструкция увеличила длину медного покрытия с 15–17 мм по лезвию примерно до 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 в Compania Minera Zaldivar в Чили. [16] Результаты, полученные в Чили, показали, что новая конструкция катода потенциально может снизить затраты на электроэнергию для завода примерно на 100 000 долларов США в 2003 году по сравнению с использованием катодов традиционной конструкции Isa Process. [16]

Более дешевые катодные пластины из нержавеющей стали.

[ редактировать ]

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

Сотрудники Xstrata Technology исследовали 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 обладает превосходной механической прочностью по сравнению с нержавеющей сталью 316L, что позволяет использовать более тонкие листы для катодных пластин. [22] Однако допуск плоскостности имеющейся в продаже стали LDX 2101 не соответствовал требуемым характеристикам. [22] Xstrata Technology работала с производителем над производством листов, которые соответствовали требуемому допуску по плоскостности. [22]

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

Катодные пластины, изготовленные из LDX 2010, обладают эквивалентной коррозионной стойкостью пластинам из 316L. [25]

Сплав LDX 2101 представляет собой альтернативу нержавеющей стали 316L. [22] при этом выбор зависит от относительной цены различных сталей.

Высокая коррозионная стойкость

[ редактировать ]

Команда разработчиков Kidd Process модифицировала катодные пластины, чтобы они могли работать в средах с высокой степенью коррозии, например, в ячейках-освободителях, используемых для удаления загрязнений на нефтеперерабатывающих заводах, и в некоторых средах с высокой степенью коррозии на заводах по электролизу. [13]

Конструкция пластины представляет собой кожух из нержавеющей стали, окружающий подвесную планку из цельной меди, защищающую ее от коррозии. [13] Устойчивая к коррозии смола внутри кожуха из нержавеющей стали защищает токопроводящий внутренний сварной шов между соединительной планкой и пластиной. [13] Затем подвеска покрывается высококачественной герметизацией, предотвращающей попадание электролита в токопроводящий внутренний сварной шов. [13]

Этот коррозионностойкий электрод продается как катодная пластина HP. [25]

Линейная машина высокой производительности Kidd Process

[ редактировать ]

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

Новая конструкция, среди прочего, улучшила зону разгрузки стриппера. Это было проблемной зоной для карусельных зачистных машин, в которых медь, высвободившаяся из катодной пластины, попадала в оболочку и затем переносилась в устройство для обработки материалов. [13] Медь, которая вела себя плохо и не могла перемещаться, часто требовала ручного вмешательства. [13] Новая роботизированная система разгрузки исключила свободное падение меди и физически перенесла высвободившуюся медь к месту разгрузки. [13]

Рождение комбинированной технологии IsaKidd

[ редактировать ]

После решения Falconbridge в 1992 году продавать технологию Kidd, Falconbridge и тогдашние группы MIM Process Technologies конкурировали за рынок технологий для резервуарных парков. В период с 1992 по 2006 год было продано 25 лицензий на технологию Kidd. [8] за тот же период было продано 52 лицензии на процесс Isa. [8]

Xstrata plc (ныне Glencore) 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] В результате технология Kidd Process стала частью пакета резервуарного цеха Xstrata Technology, и вместе они начали продаваться как IsaKidd, [6] имя, которое представляет двойное наследие технологии.

Результатом стал пакет технологий, объединивший в себе то, что было признано лучшим из обеих версий. [15] Эта комбинация привела к разработке новых систем очистки, и новые конструкции катодов находятся в стадии разработки. [15]

Изменение количества отложений меди на катодных пластинах было одной из проблем, с которыми сталкивались более ранние машины для зачистки. [15] Участки тонкой меди на катодных пластинах, возникающие в результате короткого замыкания, трудно отделить от пластины из нержавеющей стали из-за их недостаточной жесткости. Пластины с такими участками обычно приходилось отбраковывать от зачистной машины и зачищать вручную. [15] Аналогичным образом, липкие медные отложения (обычно связанные с плохим состоянием поверхности катодной пластины, например, корродированные поверхности или неправильная механическая обработка), сильно узловатый катод и ламинированная медь создают проблемы при очистке. [15]

Разработка машины для зачистки была сосредоточена на разработке устройства, которое можно было бы рассматривать как более удобную и универсальную машину для зачистки, которая могла бы обрабатывать катодные пластины с проблемными медными отложениями, не отбраковывая их и не замедляя скорость зачистки. [15]

Рисунок 6. Роботизированная машина для катодной зачистки IsaKidd.

Результатом этой работы стала новая роботизированная машина для катодной зачистки. [15] Он включал в себя следующие особенности:

  • зачистной клин, который начинает удалять медь с верхней части катодной пластины и перемещается вниз
  • направляющие для поддержки меди во время движения вниз, чтобы предотвратить преждевременное зачистку меди
  • ролики, предназначенные для уменьшения трения между медью, катодной пластиной и клином при движении клина вниз
  • захваты, которые зажимают медь перед ее отрывом 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 можно было отвезти для связывания. [15]

Преимущества технологии IsaKidd

[ редактировать ]

Преимущества технологии IsaKidd включают:

  • длительный срок службы – срок службы постоянных катодов без ремонта составляет более семи лет при правильных условиях эксплуатации для электролиза и более 15 лет для электрорафинирования. [16]
  • снижение трудозатрат – за счет исключения процесса производства стартового листа [28] и автоматизация катодной зачистки. [2] Средняя потребность в рабочей силе на нефтеперерабатывающих заводах, работающих по технологии IsaKidd, составляет 0,9 человеко-часа на тонну катода по сравнению с 2,4 человеко-часа на тонну для резервуарных цехов, использующих стартовые листы. [12] Персонал Atlantic Copper сообщил о цифре 0,43 человеко-часа на тонну на нефтеперерабатывающем заводе Уэльва в Испании в 1998 году. [29]
  • отсутствие петель для подвешивания – петли для подвешивания стартовых листов могут подвергнуться коррозии и, таким образом, вызвать порезы облицовки электролизера. [5] Отсутствие петель для подвешивания также облегчает работу с краном. [5]
  • улучшенное качество катода [12] [30] [31] – за счет прямых катодных пластин, что исключает короткое замыкание, [28] а отсутствие изгибов и других неровностей поверхности снижает улавливание таких загрязнений, как плавающий мышьяк, сурьма и висмут. [32] и другие соединения шламов. [2] Устранение петель для подвешивания стартового листа также улучшило качество катода. [2] В операциях SX-EW использование катодных пластин из нержавеющей стали удаляет свинцовые хлопья и другой мусор из катодной меди. [33]
  • улучшенный КПД по току [30] – это происходит как за счет устранения коротких замыканий, вызванных изогнутыми и нестандартными электродами [28] и от более коротких катодных циклов, возможных при использовании катодных пластин многократного использования. [2] Заявлена ​​текущая эффективность более 98%. [16]
  • повышенная интенсивность переработки – это уменьшает количество электролизеров, необходимых на нефтеперерабатывающем заводе, и его капитальные затраты, поскольку зазор между анодами и катодами может быть уже из-за меньшего риска коротких замыканий. [2] а также потому, что плотность тока может быть увеличена, что ускоряет процесс переработки. [2] Нефтеперерабатывающие заводы, работающие по технологии IsaKidd, могут достигать плотности тока 330 ампер на квадратный метр («А/м2»). 2 ») катодной площади, тогда как нефтеперерабатывающий завод, использующий стартовые листы, может работать только при токе около 240 А/м. 2 [2]
  • более короткие катодные циклы – более короткие катодные циклы возможны при использовании технологии IsaKidd, что снижает запасы металла [5] и означает, что нефтеперерабатывающий завод или оператор SX-EW получают оплату быстрее
  • более короткие анодные циклы – более высокая интенсивность рафинирования также приводит к сокращению времени анодного цикла примерно на 12%, [2] также сокращение запасов металла
Рисунок 7. Пучки катодной меди, обвязанные для транспортировки на рынок.
  • однородные катодные медные листы для удобства транспортировки – контроль размеров медных листов, ставший возможным благодаря технологии IsaKidd, обеспечивает однородные катодные пучки, которые можно надежно связать и легко транспортировать (см. Рисунок 7) [2]
  • повышенная безопасность [31] – устранение большей части ручного труда приводит к улучшению условий безопасности на рабочем месте. [28] [33]

После установки технологии Isa Process сотрудники кипрского медного завода в Майами написали: «В настоящее время хорошо доказано, что резервуарные цеха, применяющие катодную технологию из нержавеющей стали, могут стабильно производить катоды высокого качества, работая при более высокой плотности катодного тока и при меньшем расстоянии между катодами. чем те, которые используются в обычных резервуарах». [31]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Дж. К. Дженкинс, «Обзор и оценка технологии производства медных резервуаров», в: Филиал Aus.IMM в Северном Квинсленде, Симпозиум операторов плавки и рафинирования, май 1985 г. (Австралазийский институт горного дела и металлургии: Мельбурн, 1985), 195–204.
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С аа аб и объявление но из в ах есть также и аль являюсь У. Армстронг, «Процесс Иса и его вклад в электролитическую медь», доклад, представленный на конференции Rautomead, Шотландия, август 1999 г.
  3. ^ Перейти обратно: а б с д и Т. Робинсон, «Электролитическое рафинирование», в: Экстрактивная металлургия меди, четвертое издание , под редакцией У. Г. Дэвенпорта, М. Кинга, М. Шлезингера и А.К. Бисваса (Elsevier Science Limited: Кидлингтон, Оксфорд, Англия, 2002 г.) 265–288.
  4. ^ Перейти обратно: а б О Накаи, Х. Сато, К. Кугияма и К. Баба, «Новый завод по производству исходного листа на медном заводе в Тойо и повышение производительности», в: Материалы Международной конференции Copper 99–Cobre 99, Том III — Электрорафинирование и электровыделение меди , под ред. Дж. Э. Дутризак, Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999), 279–289.
  5. ^ Перейти обратно: а б с д и У. 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.
  6. ^ Перейти обратно: а б с д «О технологии ISAKIDD». По состоянию на 20 июня 2013 г.
  7. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я П. Е. Дональдсон и П. Дж. Мерфи, «Достижения в технологии постоянного катода в процессе Кидда», в: Материалы [sic] Международной конференции Copper 99 – Cobre 99. Том III — Электрорафинирование и электрохимическое получение меди , редакторы Дж. Э. Дутризак, Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999) 301–310.
  8. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Список установок IsaKidd. По состоянию на 20 июня 2013 г.
  9. ^ Мировая книга фактов о меди, 2012 г. , Международная группа по изучению меди. По состоянию на 29 июня 2013 г.
  10. ^ Д.С. Линч, С. Акаги и В. Г. Давенпорт, «Термохимическая природа второстепенных элементов в медеплавильном штейне», Metallurgical Transactions B , 22B, октябрь 1991 г., 677–688.
  11. ^ Перейти обратно: а б с Дж. К. Дженкинс и Дж. К. Сент-Смит, «Таунсвиллский медный завод», Труды Aus.IMM , № 197, 1961, 239–260.
  12. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г М. Е. Шлезингер, М. Дж. Кинг, К. К. Соле и У. Г. Давенпорт, Экстрактивная металлургия меди, пятое издание (Elsevier: 2011), 259.
  13. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н П. Е. Дональдсон и Дж. Дж. Детуллео, «Медный завод Кидда в Фалконбридже - место рождения процесса Кидда: обновленная информация о нефтеперерабатывающем заводе и последних разработках в процессе Кидда», в: Copper 2003 – Cobre 2003. Том V - Электрорафинирование и электролизирование меди, Сантьяго. , Чили, 30 ноября – 3 декабря 2003 г. , ред.: Дж. Э. Дутризак и К. Г. Клемент (Канадский институт горного дела, металлургии и нефти: Монреаль, 2003), 165–174.
  14. ^ Н. Дж. Эслин, Д. Стоун и В. Уэбб, «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. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Н. Дж. Аслин, О. Эрикссон, Г. Дж. Хеферен и Дж. Сью Йек, «Развитие машин для катодной зачистки – комплексный подход для повышения эффективности», в: Proceedings of Cu 2010, Гамбург, Германия, 6–10 июня 2010 г. По состоянию на 23 мая 2013 г.
  16. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л У. Уэбб и Дж. Уэстон, «Разработка постоянного катода с «низким сопротивлением» (ISA Cathode BR)», Минера Чилена, март – апрель 2003 г. По состоянию на 28 июня 2013 г.
  17. ^ Перейти обратно: а б с д и Н. Е. Медоуз и М. Валенти, «Установка по переработке медно-свинцового штейна BHAS», в: Симпозиум по выплавке цветных металлов, Порт-Пири, Южная Австралия, сентябрь 1989 г. (Австралазийский институт горного дела и металлургии: Мельбурн, 1989), 153–157. .
  18. ^ Перейти обратно: а б Р.К. Тайсон, Н.Е. Медоуз и А.Д. Павлич, «Производство меди из штейна на заводе Pasminco Metals — BHAS, Порт-Пири, SA», в: Australasian Mining and Metallurgy. Том памяти сэра Мориса Моуби, второе издание, том 1 , редакторы Дж. Т. Вудкок и Дж. К. Гамильтон (Австралазийский институт горного дела и металлургии: Мельбурн, 1993), 732–734.
  19. ^ Т. Робинсон, «Электропереработка», в: Экстрактивная металлургия меди, четвертое издание , под редакцией У. Г. Дэвенпорта, М. Кинга, М. Шлезингера и А. К. Бисваса (Elsevier Science Limited: Кидлингтон, Оксфорд, Англия, 2002) 327–339.
  20. ^ CJ Ньюман, Дж. Макфарлейн и К. Молнар, «Использование кислорода на плавильном заводе Кидд-Крик», в: Влияние кислорода на производительность цветных металлургических процессов, Виннипег, Канада, 23–26 августа 1987 г. , под ред. Г. Качанивски и К. Ньюман (Pergamon Press: Торонто, 1987), 259–268.
  21. ^ WG Davenport, «Добыча меди с 60-х годов по 21 век», в: Материалы [sic] Международной конференции Copper 99 – Cobre 99. Том I — Пленарные лекции/Движение меди и перспективы 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. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м К.Л. Иствуд и Г.В. Уэбелл, «Разработки в области постоянных катодов из нержавеющей стали в медной промышленности», в: Copper – Cobre Conference), Торонто, Канада, 25–30 августа 2007 г. Материалы шестой международной конференции Copper – Cobre, Торонто, Канада, 25–30 августа 2007 г. Том V – Электрорафинирование и электрохимическое получение меди (The Канадский институт горного дела, металлургии и нефти: 2007), 35–46. По состоянию на 23 мая 2013 г.
  23. ^ PH Kuck, «Никель», в: Mineral Commodities Summary 2004 (Геологическая служба США: 2004), 114.
  24. ^ PH Kuck, «Никель», в: Mineral Commodities Summary 2011 (Геологическая служба США: 2011), 108.
  25. ^ Перейти обратно: а б «Катодные пластины». По состоянию на 28 июня 2013 г.
  26. ^ Рекомендуемое приобретение MIM Holdings Limited за 2 959 миллионов долларов США и выпуск прав. Архивировано 12 августа 2011 г. в Wayback Machine . По состоянию на 2 мая 2013 г.
  27. ^ «Как Xstrata выиграла Фэлконбридж», Financial Post . По состоянию на 29 июня 2013 г.
  28. ^ Перейти обратно: а б с д М. А. Имон и Дж. Дженкинс, «Практика и инновации на заводе Magma Copper Company в Сан-Мануэле SX-EW», в: EPD Congress '91 , Эд Д. Р. Гаскелл (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1991), 239. –252.
  29. ^ П. Барриос, А. Алонсо и К. Ортис, «Усовершенствование методов работы на заводе по переработке меди в Атлантике», в: Материалы [sic] Международной конференции Copper 99 – Cobre 99, Том III - Электрорафинирование и электровыделение меди , под ред. Дж. Э. Дутризака. , Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999), 291–299.
  30. ^ Перейти обратно: а б Г. А. Кордоски, «Извлечение меди с использованием технологии выщелачивания/экстракции растворителем/электролиза: сорок лет инноваций, 2,2 миллиона тонн меди ежегодно», Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии , ноябрь – декабрь 2002 г., 445–450.
  31. ^ Перейти обратно: а б с Дж. Гарви, Б. Дж. Ледебоер и Дж. М. Ломмен, «Проектирование, запуск и эксплуатация медного завода в Майами на Кипре», в: Материалы [sic] Международной конференции Copper 99–Cobre 99, Том III — Электрорафинирование и электровыделение меди , под ред. Дж. Э. Дутризак, Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999), 107–126.
  32. ^ C Венцль, А. Фильцвизер и Х. Антрекович, «Обзор анодного литья - Часть I: качество химического анода», Erzmetall , 60 (2), 2007, 77–83.
  33. ^ Перейти обратно: а б Дж. Р. Аддисон, Б. Дж. Сэвидж, Дж. М. Робертсон, Э. П. Крамер и Дж. К. Стауффер, «Внедрение технологии: преобразование центрального резервуара EW Phelps Dodge Morenci, Inc. с медных стартовых листов на технологию из нержавеющей стали», в: Proceedings of [sic] Copper 99– Международная конференция Cobre 99, том III - Электрорафинирование и электровыделение меди , редакторы Дж. Э. Дутризак, Дж. Джи и В. Рамачандран (Общество минералов, металлов и материалов: Уоррендейл, Пенсильвания, 1999), 609–618.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=IsaKidd_refining_technology&oldid=1194066910"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0d5f29fd122dcf9e3ae24f429bf9f745__1704580080
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0d/45/0d5f29fd122dcf9e3ae24f429bf9f745.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
IsaKidd refining technology - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)