Зависимость структуры медных анодов от состава противопригарных покрытий и способа их нанесения. Часть II

Abstract

Статья является продолжением проводимых исследований [1] и раскрывает особенности структуры и химического состава медных анодов, полученных в лабораторных условиях. В качестве замены шамотного мертеля при отливке медных анодов в количестве 50 % были использованы природный и синтетический обжиговый ангидрит. Партия природного ангидрита доставлена с шихты «Ангидрит», и произведён отсев фракции –0,071 мм, далее используемой для приготовления противопригарного покрытия. Синтетический ангидрит получен путём нейтрализации пульпы известняка карьера «Мокулаевский» крепкой серной кислотой и последующей фильтрацией, сушкой и обжигом двуводного гипса. Для отливки анодов с данными материалами использовали толщину покрытия на изложнице 0,1 мм, ввиду того что в предыдущих опытах были получены приемлемые результаты по газонасыщению и заработке примесей. Выполнено 2 опыта: 1 – смесь природного ангидрита и шамотного мертеля в соотношении 50/50; 2 – смесь обжигового ангидрита и шамотного мертеля в соотношении 50/50. Для каждого опыта получены 4 медных образца. Состав отлитых анодов определяли методом микрорентгеноспектрального анализа на сканирующем электронном микроскопе Tescan TIMA 3 с интегрированной системой микроанализа Oxford X-Act. Состав порошкообразных компонентов определяли при помощи дифрактометра Rigaku MiniFlex. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования синтетического и природного ангидрита в процессе разливки анодной меди. Подробно изучены 2 ключевые области отливок из анодной меди – пограничный слой между телом анода и изложницей и само тело, в результате которых определено, что основная масса примесей с противопригарного покрытия накапливается на поверхности, создавая проблемы для проникновения электрического тока в процессе электрорафинирования

The article is a continuation of the research conducted [1] and reveals the features of the structure and chemical composition of copper anodes obtained in laboratory conditions. Natural and synthetic calcined anhydrite were used as a replacement for chamotte mortar when casting copper anodes in an amount of 50 %. A batch of natural anhydrite was delivered from the “Anhydrite” batch and the –0.071 mm fraction was screened out, then used to prepare a non-stick coating. Synthetic anhydrite was obtained by neutralizing limestone pulp from the “Mokulaevsky” quarry with strong sulfuric acid and subsequent filtration, drying and calcination of dihydrate gypsum. To cast anodes with these materials, a coating thickness of 0.1 mm on the mold was used due to the fact that acceptable results for gas saturation and impurity production were obtained in previous experiments. Two experiments were performed: 1 – a mixture of natural anhydrite and fireclay mortar in a 50/50 ratio; 2 – a mixture of calcined anhydrite and fireclay mortar in a 50/50 ratio. Four copper samples were obtained for each experiment. The composition of the cast anodes was determined by micro- X-ray spectral analysis using a Tescan TIMA 3 scanning electron microscope with an Oxford X-Act integrated microanalysis system. The composition of the powder components was determined using a Rigaku MiniFlex diffractometer. The obtained results indicate the possibility of using synthetic and natural anhydrite in the process of casting anode copper. Two key areas of anode copper castings were studied in detail – the boundary layer between the anode body and the mold and the body itself, as a result of which it was determined that the bulk of impurities from the non- stick coating accumulates on the surface, creating problems for the penetration of electric current during the electrorefining process