НЧОУ ВО «Технический университет УГМК», Верхняя Пышма, Россия

П. Ю. Худяков, заведующий кафедрой «Автоматизация технологических процессов и производств», канд. физ.-мат. наук

АО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия
М. С. Варганов, начальник технического управления
М. В. Бошняк, начальник отдела реконструкции и новой техники, эл. почта: mvb@zinc.ru
В. В. Гераскин, ведущий инженер-технолог Технического управления

Технологический процесс электроэкстракции цинка сопровождается регулярными короткими межэлектродными замыканиями, которые приводят к перерасходу электроэнергии, усиленному износу электродов и ухудшению технико-экономических показателей процесса. Ключевыми причинами возникновения рассматриваемого явления являются: рост дендритов металлического цинка на катоде, отклонения в геометрических параметрах электродов от нормативных, замыкание электродов с осаждающимся на дне электролизной ванны марганцевым шламом и некачественная чистка шлама на свинцово-серебряных анодах. До внедрения систем обнаружения коротких замыканий их поиск и устранение осуществляли постфактум – при проведении процесса сдирки катодного осадка и чистки свинцово-серебряных анодов. Кроме того, периодически выполняли тепловизионное обследование контактов электродов. Указанные методы обнаружения коротких замыканий не позволяют оперативно определять и своевременно устранять перечисленные отклонения. Внедрение инновационных методов контроля за технологическим процессом позволяет не только снизить издержки производства, но и повысить производительность оборудования без дополнительных капитальных затрат. Разработанный специалистами НЧОУ ВО «Технический университет УГМК» указатель коротких замыканий позволяет бесконтактным методом определить наличие этого явления и своевременно предотвратить непроизводственное потребление электрической энергии. Реализован дифференциальный метод определения электрода, в котором протекает наибольший ток, посредством акселерометра. Эта разработка подтвердила свою пригодность к эксплуатации и позволила сократить время выполнения идентификации, а также уменьшить время технологической операции устранения замыкания.

1. Бажин В. Ю., Хю Хоанг Нгуен. Идентификация короткого замыкания электродов по тепловому излучению, при электролитическом рафинировании меди // iPolytech Journal. 2021. No. 3. С. 532–544.
2. Семенчук Д. Е., Мамедов Г. М. Электронное устройство для обнаружения межвиткового замыкания в обмотках электрооборудования // Труды 80-й студенческой научно-практической конференции РГУПС – 2021. С. 71–74.
3. Абдуллин И. А. Определение понятия короткого замыкания, причины возникновения и возможные последствия // Вестник науки. 2023. № 6. С. 914–917.
4. Приезжев Н. В., Ахундов Т. Н., Стожков Д. С. Методика определения скрытых коротких замыканий в контейнере подог рева слитков из цветных металлов // Уральская горно-промышленная декада – 2022. Материалы международной научно-практической конференции. С. 183–184.
5. Кайков И. А., Дмитриев К. А., Мирдич Ю. Е., Малышева Н. Н. Сравнение и анализ индикаторов короткого замыкания // Роль и значение науки в обществе и ее влияние на инновационное развитие. Сборник статей Международной практической конференции. 2022. С. 61–64.

6. Ngyen H. H., Bazhin V. Yu. Optimization of the control systems for electrolytic copper refining with digital twin during dendrite precipitation // Metallurgist. 2023. Vol. 67. P. 42–49.
7. Yusi Dai, Chunhua Yang, Hongqiu Zhu, Can Zhou. An ensembled multilabel classification method for the short-circuit detection of electrolytic refining // Advanced Engineering Informatics. 2024. Vol. 62, Iss. 8. 102919.
8. Peng H. D., Deng A.M., Zong Y. J., Xiong J. Z. Optimization and upgrading of key technologies for lead electrolysis equipment sets // Journal of Physics: Conference Series. 2024. Vol. 2738.
9. Jianqiang Ye., Wang Shixing, Zhu Rong, Fu Likang et al. Electrochemical behavior and the mechanism of nickel ion removal during zinc sulfate electrolysis via ultrasonic purification // Journal of Water Process Engineering. 2025. Vol. 71. 107214.
10. Simon J. T., Sedajova V., Tripathy D., Smith H. E. et al. The effect of interface heterogeneity on zinc metal anode cyclability // Royal Society of Chemistry. 2024. Vol. 12. P. 24916–24933.
11. Ye Wanqi, Xu Fuyuan, Jiang Linhua, Duan Ning et al. A novel functional lead-based anode for efficient lead dissolution inhibition and slime generation reduction in zinc electrowinning // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 284. 124767.
12. Shan Shuhua, Mihir N. Parekh, Kou Rong, Donghai Wang et al. Aqueous zinc sulfate flow through a copper mesh anode improves zinc metal electrodeposition morphology and impedance // Journal of the Electrochemical Society. 2023. Vol. 170. 092501.