[實用新型]銅電解生產(chǎn)中自動控制添加劑的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420054206.8
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN203700536U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 張建斌;梁富明;侯福祖;張龍軍
• 申請（專利權）人: 白銀有色集團股份有限公司
• 主分類號: C25C1/12
• 分類號: C25C1/12;C25C7/06
• 代理公司: 甘肅省知識產(chǎn)權事務中心 62100
• 代理人: 劉繼春

技術領域

本實用新型涉及金屬銅的電積、電解精煉以及電鍍工業(yè)生產(chǎn)設施，具體涉及一種銅電解生產(chǎn)中自動控制添加劑的裝置。?

背景技術

在銅電解、電積和電鍍工業(yè)生產(chǎn)中，為了獲得致密、光潔、高純度的產(chǎn)品，需要在電解液中加入必要的添加劑。現(xiàn)有生產(chǎn)中有通過直接測量陰極過電位來確定添加劑用量的方法和通過人工判斷確定添加劑用量的方法。

添加劑加入過量會使槽電壓升高，電流效率降低，從而增加了電耗；添加劑不足會造成產(chǎn)品表面結粒，結構疏松，產(chǎn)品雜質(zhì)含量升高等問題；嚴重的情況下還可能造成正負極的短路，損壞生產(chǎn)設備。一般添加劑的用量是根據(jù)它的作用機理，即添加劑對銅電解、電積及電鍍的陰極過電壓的影響來確定。適宜的添加劑用量可以使陰極過電壓升高20～27mV，而陰極過電位的實際測量值通常包含濃差極化，會隨電解液溫度、離子濃度等因素的變化有10～20mV波動，因此不能準確反映添加劑用量是否合適。

目前大部分生產(chǎn)廠家仍然人工判斷添加劑的用量，通常采用人工間斷按周期加入的方法調(diào)節(jié)添加劑用量。這種方式有明顯的缺點：1、過程控制滯后；人工判斷的方法往往在產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題的時候才能發(fā)現(xiàn)添加劑用量存在偏差。2、難以總結出好的生產(chǎn)經(jīng)驗；確定添加劑的最佳加入量是一個復雜的過程，受到電解液溫度、電解液銅離子濃度、酸濃度以及電解液總量等因素的影響；這些因素在不同的生產(chǎn)環(huán)境下不斷變化，很難總結出能適用于各個廠，或一個廠不同時期的經(jīng)驗數(shù)值；實際上生產(chǎn)系統(tǒng)長期運行在偏離最佳值的狀況下。3、依據(jù)實驗研究，添加劑溶化后達到了最好的效果，此后按時間延后作用效果開始衰減；人工間斷周期加入的方式容易造成開始添加劑過量，后期不足的情況。

綜上所述，直接測量陰極過電位和人工判斷的方法均不能準確反映添加劑的用量是否適宜。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有生產(chǎn)中添加劑控制的技術難題，本實用新型提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)準確可靠計量的銅電解生產(chǎn)中自動控制添加劑的裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案如下：一種銅電解生產(chǎn)中自動控制添加劑的裝置，包括添加劑混合槽，添加劑混合槽設有電解液進口與電解液出口；其特征在于：還包括添加劑入口以及依次連接的電位傳感器、低通濾波器、差動放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、控制器與執(zhí)行機構；添加劑混合槽與電位傳感器連接，執(zhí)行機構與添加劑入口連接。

電位傳感器包括兩組測量電極與補償電位器，兩組測量電極結構相同，為惰性陽極電極；兩組測量電極采用串聯(lián)連接，兩組測量電極與補償電位器之間采用并聯(lián)連接構成電橋電路；第一組測量電極的惰性陽極與補償電位器正極連接，第二組測量電極的陰極與補償電位器負極連接，第一組測量電極的陰極與第二組測量電極的陽極連接后引出正極接線端，補償電位器滑動觸頭引出負極接線端，正極接線端與負極接線端連接于差動放大器。

測量中，電位傳感器的一組測量電極置于原電解液中，或者安裝在添加劑混合槽的進液口管道，另一組置于添加劑混合槽即加入添加劑后的電解液中，或者安裝在添加劑混合槽的出液口管道。

本實用新型的工作方式大致如下：將電位傳感器的兩組測量電極分別安裝在添加劑混合槽的進液口和出液口；當添加劑加入添加劑混合槽時電位傳感器向差動放大器輸出電平信號；差動放大器放大該電平信號后輸入低通濾波器；低通濾波器將工頻噪音過濾后獲得較平穩(wěn)的電平信號；較平穩(wěn)的電平信號輸入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并輸出到控制器；控制器運行專用軟件通過輸入數(shù)據(jù)計算處理生成控制信號，如占空比PWM：采用調(diào)制方波脈沖寬度信號調(diào)節(jié)添加劑加入流量、4～20mA環(huán)路信號輸出到執(zhí)行機構；由執(zhí)行機構控制添加劑的加入量。

本實用新型提供的自動控制添加劑的裝置能測量0～65℃范圍內(nèi)的電解液陰極過電勢，測量范圍1～1000mV，精確度1mV；適合銅電積、電鍍、電解工業(yè)生產(chǎn)的添加劑自動控制。它解決了現(xiàn)有生產(chǎn)中添加劑控制不準確的技術難題，從而避免了由添加劑用量不準確引起的生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定與產(chǎn)品A級品率低等質(zhì)量問題。本實用新型帶來的效益包括：銅電解、電積、電鍍生產(chǎn)過程中電流效率提高一個百分點，A級品率達到95%以上。

本實用新型提供的裝置具有硬件設計簡單，誤差小，后期維護簡單等優(yōu)點。兩組測量電極工作在環(huán)境一致的回路中，能有效抑制電源功率、電解液溫度、離子濃度等因素變化引入的噪音。裝置長期使用過程中電極組，尤其是陰極，會受到一定程度的污染?？刂破骺梢詫﹄娢粋鞲衅麟姌O受污染引起的誤差進行運行時校準，做到不影響生產(chǎn)的情況下校準系統(tǒng)。

附圖說明