电解精炼铜电镀(课件PPT)
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电解精炼铜电镀 PPT1(5份打包) 鲁科版
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15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。
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16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。
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17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。
二、电镀
1.电镀： 是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层
其他金属或合金的过程。 2.电镀的目的：
使金属更加美观、耐用， 增强防锈抗腐能力。
3.电镀的原理：
①电极： 阳极——镀层金属 或惰性电极 阴极——待镀金属制品
铁
铜
片
片
硫酸铜溶液
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
③电极方程式：
阳极：Cu - 2e‾ = Cu2+ 或 4OH‾ -4e‾ = 2H2O + O2↑
迁移应用
【例 1】 利用电解法可将含有 Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗 铜提纯，下列叙述正确的是
(D )
A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应是 Cu－2e－===Cu2＋ D．电解后，电解槽底部会形成含少量 Ag、Pt 等金属的阳 极泥
迁移应用
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15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。
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16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。
•
17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。
电镀铜技术PPT课件
10
第10页/共49页
氯离子
阳极活化剂，帮助阳极正常溶解。 协同添加剂使镀层光亮、平整； 降低镀层的应力； 氯离子浓度太低，镀层出现台阶状粗糙，易出现针孔和烧焦； 氯离子浓度太高，阳极钝化，镀层失去光泽。
11
第11页/共49页
氯离子过高如何处理
沉淀法： Ag2CO3+2Cl-+2H+→2AgCl↓+H2O+CO2↑ 先分析Cl-浓度，按3g Ag2CO3：1g Cl-添加，然后用1um过滤
60~120g/L 90~140ml/L 40~100ppm
添加剂
适量（按供应商要求）
阳极
含0.035~0.07%磷的铜球/铜条
上述参数亦需依不同供应商光剂系列作适当调整。
16
第16页/共49页
操 作 条 件（续）
其他操作条件：
温度
与添加剂相适应
搅拌
连续过滤，空气搅拌加阴极移动。
S阳:S阴
2:1或更高
27
第27页/共49页
脉冲整流机
以Shidey PPR系列为例： 电镀/停机状态下，该光剂均与铜阳极产生分解副反应。 该副反应严重影响镀层可靠性，需通过与空气中的氧气 发生反应后，以活性碳过滤除去。
28
第28页/共49页
六、测 试 方 法
镀液组分测试： 硫酸、硫酸铜、氯离子分析方法参见实验室工作指示。 添加剂一般采用CVS分析或哈氏槽法（IPC-TM-650.2. 3.21），不同系列添加剂由供应商提供相关应用程序。
不理想。
9
第9页/共49页
硫酸铜/硫酸
电镀液中的主盐，提供阳极反应时的Cu2+，并通过阳极溶解获得 Cu2+的补充。
第10页/共49页
氯离子
阳极活化剂，帮助阳极正常溶解。 协同添加剂使镀层光亮、平整； 降低镀层的应力； 氯离子浓度太低，镀层出现台阶状粗糙，易出现针孔和烧焦； 氯离子浓度太高，阳极钝化，镀层失去光泽。
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第11页/共49页
氯离子过高如何处理
沉淀法： Ag2CO3+2Cl-+2H+→2AgCl↓+H2O+CO2↑ 先分析Cl-浓度，按3g Ag2CO3：1g Cl-添加，然后用1um过滤
60~120g/L 90~140ml/L 40~100ppm
添加剂
适量（按供应商要求）
阳极
含0.035~0.07%磷的铜球/铜条
上述参数亦需依不同供应商光剂系列作适当调整。
16
第16页/共49页
操 作 条 件（续）
其他操作条件：
温度
与添加剂相适应
搅拌
连续过滤，空气搅拌加阴极移动。
S阳:S阴
2:1或更高
27
第27页/共49页
脉冲整流机
以Shidey PPR系列为例： 电镀/停机状态下，该光剂均与铜阳极产生分解副反应。 该副反应严重影响镀层可靠性，需通过与空气中的氧气 发生反应后，以活性碳过滤除去。
28
第28页/共49页
六、测 试 方 法
镀液组分测试： 硫酸、硫酸铜、氯离子分析方法参见实验室工作指示。 添加剂一般采用CVS分析或哈氏槽法（IPC-TM-650.2. 3.21），不同系列添加剂由供应商提供相关应用程序。
不理想。
9
第9页/共49页
硫酸铜/硫酸
电镀液中的主盐，提供阳极反应时的Cu2+，并通过阳极溶解获得 Cu2+的补充。
《铜的电解精炼》课件
辅助设备
01
02
03
04
辅助设备包括循环系统、过滤 系统、排污系统等，用于支持
电解过程的正常运行。
循环系统用于将电解液持续循 环流动，以保持电解液成分的
均匀分布和温度的稳定。
过滤系统用于去除电解液中的 杂质和颗粒物，以保持电解液
的清洁度。
排污系统用于定期排放电解槽 底部的沉淀物和杂质，以保持
电解槽的正常运行。
阳极过程
阳极上的粗铜溶解成铜离子进入电解液，同时释放电子。
电能效率
优化电解精炼的电流密度和电压，以提高电能效率和降低能耗。
产物处理
铜饼处理
从电解精炼过程中获得的 铜饼需要进行进一步的处 理，如洗涤、干燥和熔炼 等。
产品纯度
通过控制电解精炼的条件 和后续处理，确保获得高 纯度的电解铜产品。
资源回收
对电解精炼过程中产生的 废弃物进行回收和处理， 实现资源的有效利用。
铜的电解精炼设备
03
电解槽
01
电解槽是铜的电解精炼 过程中的核心设备，用 于实现铜的电解过程。
02
电解槽通常由耐腐蚀、 绝缘性能好的材料制成 ，如聚氯乙烯或玻璃钢 。
03
电解槽内部通常填充有 离子交换剂或导电介质 ，以促进铜离子的迁移 和分离。
04
电解槽的设计和结构需 根据生产规模、电解液 成分和工艺要求进行定 制。
《铜的电解精炼》ppt 课件
目 录
• 铜的电解精炼简介 • 铜的电解精炼工艺流程 • 铜的电解精炼设备 • 铜的电解精炼的优缺点 • 铜的电解精炼的发展趋势和未来展望
铜的电解精炼简介
01
铜的电解精炼的定义
01
铜的电解精炼是一种通过电解的 方法将粗铜提纯为纯铜的过程。
电解精炼铜电镀ppt课件
联系 电镀池和精炼池是特定条件下的电解池
工具
第一章 化学反应与能量转化
(1)惰性电极材料和活性电极材料。 ①惰性电极材料包括：石墨、铂、金。 ②活性电极材料：除石墨、铂、金以外的电极材料。 (2)阳极上放电顺序：活性电极材料>S2－>I－>Br－>Cl－>OH －>含氧酸根离子>F－。
工具
第一章 化学反应与能量转化
总反应式计 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根
算
据总反应式列比例式计算
借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间 关系式计算
的桥梁，建立计算所需的关系式
工具
第一章 化学反应与能量转化
正确解答电解反应的计算还应注意以下四点： (1)首先正确书写出电极反应式。 (2)观察阳极材料是否为活性电极。 (3)当多种离子共存时，要根据其氧化性、还原性强弱判断 离子放电的先后顺序。 (4)利用电子守恒规律是计算的根本依据。
工具
第一章 化学反应与能量转化
(1)阴极有 Cu 析出时，Ag＋已完全放电，所以直流电源已 输出电子：2 mol/L×0.5 L＋64 1g.·6mgol－1×2＝1.05 mol。
(2)因用铜作电极，当 Ag＋、Cu2＋在阴极析出时，而在阳 极铜亦同时溶解成为 Cu2＋，最终使 Cu2＋增加；而 Cu2＋的增加 与析出的 Ag 相对应，故此时 Cu2＋总量为12×2 mol/L×0.5 L ＋2 mol/L×0.5 L＝1.5 mol，[Cu2＋]＝01.5.5Lm×ol2＝1.5 mol/L。
3．图中四组装置分别通电一段时间后，溶液质量增加的是 ()
工具
第一章 化学反应与能量转化
解析： A为电解水型，溶液质量减小；B为电解电解质型， 溶液质量减小；C中溶液中析出的Cu与阳极溶解的Cu的量相等， 溶液的质量不发生变化；D中开始时Ag溶解，Cu析出，2Ag(216 g)～Cu(64 g)，溶液质量增大，之后Fe上镀银，溶液质量不变。
电镀铜PPT课件
球状磷铜球装在钛蓝里最好，一是同 重量时它的表面积最大，二是通过添加 磷铜球可维持阳极面积的稳定性，不会 在使用中出现上大下小的现象。
19
六、镀铜的注意点
1、阳极与阴极 阳极比阴极短7-8cm，可以防止电力
线分布不均产生边缘烧焦，阳极与阴极 间的距离一般要求至少15~20cm，阳极 比阴极窄10cm，阳极面积与阴极面积 之比为1.5~2：1。
例：库仑=安培*秒 1库仑的电量在100%的阳极效率下可以
镀出0.3294mg的纯铜，那么每1安培小 时可以镀出1.186g的纯铜。
4
2、阴极膜
定义：电镀进行时越接近被镀物表面时 其金属离子浓度愈低，现以其浓度下降 1%处起直到被镀物表面为止的一薄层 液膜称之为“阴极膜”。
此膜因被镀物外形而厚薄不同，凸起处 较薄，及高电流区；凹处较厚，及低电 流区。
1、酸性清洁
① 目的与作用：除去线路铜面上的氧化物，油墨 残膜余胶，保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的 结合力 ② 记住此处使用酸性除油剂，为何不是用碱性除 油剂且碱性除油剂除油效果较酸性除油剂更好？ 主要因为图形油墨不耐碱，会损坏图形线路，故 图形电镀前只能使用酸性除油剂。 ③ 生产时只需控制除油剂浓度和时间即可，除油 剂浓度在7%左右，时间保证在5分钟，时间稍长 不会有不良影响；槽液使用更换也是按照15平米 /升工作液，补充添加按照100平米0.5—0.8L；
提高允许阴极电流密度，以增加阴极极 化，利于得到结晶细致的镀层，空气搅 拌可以使溶液中Cu+氧化成Cu2+，消除 Cu+的干扰。
22
4、阴极移动（摇摆）+空气搅拌+连续 过滤 不但搅拌力度大，还能不断净化镀液， 可消除针孔气泡、节瘤等，使镀层质量 更好。
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六、镀铜的注意点
1、阳极与阴极 阳极比阴极短7-8cm，可以防止电力
线分布不均产生边缘烧焦，阳极与阴极 间的距离一般要求至少15~20cm，阳极 比阴极窄10cm，阳极面积与阴极面积 之比为1.5~2：1。
例：库仑=安培*秒 1库仑的电量在100%的阳极效率下可以
镀出0.3294mg的纯铜，那么每1安培小 时可以镀出1.186g的纯铜。
4
2、阴极膜
定义：电镀进行时越接近被镀物表面时 其金属离子浓度愈低，现以其浓度下降 1%处起直到被镀物表面为止的一薄层 液膜称之为“阴极膜”。
此膜因被镀物外形而厚薄不同，凸起处 较薄，及高电流区；凹处较厚，及低电 流区。
1、酸性清洁
① 目的与作用：除去线路铜面上的氧化物，油墨 残膜余胶，保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的 结合力 ② 记住此处使用酸性除油剂，为何不是用碱性除 油剂且碱性除油剂除油效果较酸性除油剂更好？ 主要因为图形油墨不耐碱，会损坏图形线路，故 图形电镀前只能使用酸性除油剂。 ③ 生产时只需控制除油剂浓度和时间即可，除油 剂浓度在7%左右，时间保证在5分钟，时间稍长 不会有不良影响；槽液使用更换也是按照15平米 /升工作液，补充添加按照100平米0.5—0.8L；
提高允许阴极电流密度，以增加阴极极 化，利于得到结晶细致的镀层，空气搅 拌可以使溶液中Cu+氧化成Cu2+，消除 Cu+的干扰。
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4、阴极移动（摇摆）+空气搅拌+连续 过滤 不但搅拌力度大，还能不断净化镀液， 可消除针孔气泡、节瘤等，使镀层质量 更好。
铜电解精炼工艺 PPT
铜电解精炼工艺
主要内容
一、铜电解精炼概述 二、铜电解精炼理论基础 三、铜电解精炼主要工艺条件控制及操作实践 四、阴极铜质量控制 五、铜电解液净化
电解精炼的目的：将火法精炼产出的 阳极铜进一步提纯，并回收有价金属 的过程。
1、铜电解精炼概述
跨别 投产时间 设计能力（万吨/年） 电解槽总数（台）
5-6跨 1997年
22
1.5极间距
极间距离通常以同名电极（同为阳 极或阴极）之间的距离来表示。
1.3 阴极
始极片的尺寸通常比所用阳极的尺 寸略大，即比阳极铜板长10～60mm， 宽20～70mm；始极片的厚度由很多 因素来决定，如对电解铜质量的要求、 所采用的电流密度、机械加工能力、电 解周期等。
永久不锈钢阴极板。
1.4 电解液的循环
电解液循环的作用
通过电解液循环对溶液 起到搅拌作用，使电解 槽中各部位的电解液成 份更趋于一致，并将热 量和添加剂传递到槽中。
为℃。提
高电解液的温度，能改善Cu2+的传质条件，有利于降低电解液的粘度，使
飘浮的阳极泥容易沉降，增加各种离子的扩散速度，减少电解液电阻，从而
提高电解液的电导率、降低电解槽的电压降，以减少铜电解生产的电能消耗。
成分
H2SO4 Cu2+ Ni2+ As3+ Sb3+ Bi3+ Fe3+
含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作为铜电解的 一种副产品另行处理，以便从中回收金、银、硒、碲等元素。
2、铜电解精炼工艺分类
铜电解工艺按阴极的不同类型主要分为：
传统电解工艺
PC电解工艺
有始极片生产 制作工序流程 长
无始极片制作工
电序 解 流程短
主要内容
一、铜电解精炼概述 二、铜电解精炼理论基础 三、铜电解精炼主要工艺条件控制及操作实践 四、阴极铜质量控制 五、铜电解液净化
电解精炼的目的：将火法精炼产出的 阳极铜进一步提纯，并回收有价金属 的过程。
1、铜电解精炼概述
跨别 投产时间 设计能力（万吨/年） 电解槽总数（台）
5-6跨 1997年
22
1.5极间距
极间距离通常以同名电极（同为阳 极或阴极）之间的距离来表示。
1.3 阴极
始极片的尺寸通常比所用阳极的尺 寸略大，即比阳极铜板长10～60mm， 宽20～70mm；始极片的厚度由很多 因素来决定，如对电解铜质量的要求、 所采用的电流密度、机械加工能力、电 解周期等。
永久不锈钢阴极板。
1.4 电解液的循环
电解液循环的作用
通过电解液循环对溶液 起到搅拌作用，使电解 槽中各部位的电解液成 份更趋于一致，并将热 量和添加剂传递到槽中。
为℃。提
高电解液的温度，能改善Cu2+的传质条件，有利于降低电解液的粘度，使
飘浮的阳极泥容易沉降，增加各种离子的扩散速度，减少电解液电阻，从而
提高电解液的电导率、降低电解槽的电压降，以减少铜电解生产的电能消耗。
成分
H2SO4 Cu2+ Ni2+ As3+ Sb3+ Bi3+ Fe3+
含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作为铜电解的 一种副产品另行处理，以便从中回收金、银、硒、碲等元素。
2、铜电解精炼工艺分类
铜电解工艺按阴极的不同类型主要分为：
传统电解工艺
PC电解工艺
有始极片生产 制作工序流程 长
无始极片制作工
电序 解 流程短
铜的电解精炼讲义ppt课件
1
电解精炼的目的是：(1) 降低铜中的杂质含量， 从而提高铜的性能，使其达到各种应用的要求； (2) 回收其中的有价金属，尤其是贵金属和稀散金 属。
电解过程中，溶液中的铜在阴极上优先析出， 而其它电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留 于电解液中，待电解液定期净化时除去。这样， 阴极上析出的金属铜纯度很高，称为阴极铜或电 解铜，简称电铜。
第十节 铜的电解精炼
0
一、铜电解精炼概述
铜的火法精炼一般能产出含铜99.0% ~ 99.8%的 粗铜产品。
铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极 板，用纯铜薄片作为阴极片，相间地装入电解槽中， 用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作 用下，阳极上的铜和电位较负的贱金属溶解进入溶 液，而贵金属和某些金属（如：硒、碲）不溶，成 为阳极泥沉于电解槽底。
0.34V
2H 2e H2
E0 H2 /H
0V
M 2 2e M
E0 M/ M2
0.34V
氢的标准电极电位比铜负，且在铜阴极上的超
电位，使氢的电极电位更负，所以在正常电解条件
下不会析出氢。电极电位比铜负的元素，也不能在
阴极上析出。
9
3. Cu+的形成及其影响
铜在电解过程中能氧化成Cu+和Cu2+两种离子：
4
铜电解生产现场 5
二、铜电解过程理论基础
1、铜电解过程的电极反应
传统的铜电解精炼是采用纯净的电解铜 薄片作阴极，阳极铜板含有少量杂质（一般 为0.3% ~ 1.5%）。电解液主要为含有游离 硫酸的硫酸铜溶液。电解精炼过程如图10.1 所示。
6
图10.1 铜电解精练过程示意图
1.阳极，2.阴极，3.导电杆，4.CuSO4及H2SO4的水溶液
电解精炼的目的是：(1) 降低铜中的杂质含量， 从而提高铜的性能，使其达到各种应用的要求； (2) 回收其中的有价金属，尤其是贵金属和稀散金 属。
电解过程中，溶液中的铜在阴极上优先析出， 而其它电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留 于电解液中，待电解液定期净化时除去。这样， 阴极上析出的金属铜纯度很高，称为阴极铜或电 解铜，简称电铜。
第十节 铜的电解精炼
0
一、铜电解精炼概述
铜的火法精炼一般能产出含铜99.0% ~ 99.8%的 粗铜产品。
铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极 板，用纯铜薄片作为阴极片，相间地装入电解槽中， 用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作 用下，阳极上的铜和电位较负的贱金属溶解进入溶 液，而贵金属和某些金属（如：硒、碲）不溶，成 为阳极泥沉于电解槽底。
0.34V
2H 2e H2
E0 H2 /H
0V
M 2 2e M
E0 M/ M2
0.34V
氢的标准电极电位比铜负，且在铜阴极上的超
电位，使氢的电极电位更负，所以在正常电解条件
下不会析出氢。电极电位比铜负的元素，也不能在
阴极上析出。
9
3. Cu+的形成及其影响
铜在电解过程中能氧化成Cu+和Cu2+两种离子：
4
铜电解生产现场 5
二、铜电解过程理论基础
1、铜电解过程的电极反应
传统的铜电解精炼是采用纯净的电解铜 薄片作阴极，阳极铜板含有少量杂质（一般 为0.3% ~ 1.5%）。电解液主要为含有游离 硫酸的硫酸铜溶液。电解精炼过程如图10.1 所示。
6
图10.1 铜电解精练过程示意图
1.阳极，2.阴极，3.导电杆，4.CuSO4及H2SO4的水溶液
铜电解精炼工艺 PPT
主要内容
一、铜电解精炼概述 二、铜电解精炼理论基础 三、铜电解精炼主要工艺条件控制及操作实践 四、阴极铜质量控制 五、铜电解液净化
1、主要技术条件
1.1 电解液的成分及温度
铜电解精炼所用的电解液为硫酸和硫酸铜组成的水溶液。这种溶液导电
性好，挥发性小，且比较稳定，使电解过程可以在较高的温度和酸度下进行。
含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作为铜电解的 一种副产品另行处理，以便从中回收金、银、硒、碲等元素。
2、铜电解精炼工艺分类
铜电解工艺按阴极的不同类型主要分为：
传统电解工艺
PC电解工艺
有始极片生产 制作工序流程 长
无始极片制作工
电序 解 流程短
机械化、自动化 程度高
5-8跨
9-10跨
传统电解
电流密度在220～300A/m2的范围内，每增加1A/m2槽电压大约增加 1mv，直流电耗约增加0.8kwh/ t阴极铜。
2、主要指标
2.1 优质品率
指生产的合格阴极铜块 数占所产阴极铜总块数的比例。 阴极铜是公司的最终产品，直接 面对市场和用户。电解精炼作为 阴极铜生产的最后工序，产品品 质对于企业的生产经营至关重要。 因此，阴极铜的品质一直被视为 电解生产的重中之重。
如果技术条件控制得当，那么在阳极和阴极上发生的主要反应为： 阳极反应（铜和一些杂质的氧化反应）： Cu-2e=Cu2+ E0Cu/Cu2+=0.34V
阴极反应（铜的还原反应） ： Cu2++2e=Cu E0Cu/Cu2+=0.34V
2、阳极杂质在电解过程中的行为
铜电解精炼的阳极板是一种含有多种元素的合金。除去主金属元素铜之 外，通常可将阳极铜中的杂质分为以下四类：
《铜的电解精炼》课件
《铜的电解精炼》PPT课件
欢迎来到《铜的电解精炼》PPT课件。通过本课件，将详细介绍铜的电解精炼 的原理、过程、优缺点和应用。让我们一起来探索这个引人入胜的领域。
什么是铜的电解精炼？
铜的电解精炼是一种通过电解方法来提炼纯度较高的铜金属的工艺。它是铜冶炼中常用的步骤之 一。
为什么要进行铜的电解精炼？
3
电解过程
4
将电流通过电解槽，使铜离子在阴
极板上还原成金属铜。
5
阴极板的制备
准备用于收集精炼铜的阴极板，通 常由铜金属制成。
电解液的配制
准备适当的电解液，其中包含有铜 离子的溶液。
收集精炼铜
从阴极板上收集下来的纯度较高的 铜金属进行进一步加工和利用。
铜的电解精炼的优缺点
优点
提的电解精炼可以去除铜中的杂质，提高铜的纯度，使其适用于各种高要求的应用，例如电 子器件和输电线缆。
铜的电解精炼的基本原理是什 么？
铜的电解精炼的基本原理是利用电解池中的电解液和不同电极材料间的电位 差来分离和纯化铜金属。
铜的电解精炼的过程
1
电解槽的准备
2
准备电解槽并设定合适的温度和电
解液浓度。
缺点
电解精炼过程能耗较高，需要相应的设备和维护成本。
铜的电解精炼的应用
行业应用
铜的电解精炼在电子、电力、建筑和交通等 行业中广泛应用，满足不同领域对高纯度铜 的需求。
现代化工生产
铜的电解精炼在现代化工生产中扮演重要角 色，为各种化学合成反应提供高纯度铜源。
参考资料
• 书籍 • 网络资料 • 其他参考资料
欢迎来到《铜的电解精炼》PPT课件。通过本课件，将详细介绍铜的电解精炼 的原理、过程、优缺点和应用。让我们一起来探索这个引人入胜的领域。
什么是铜的电解精炼？
铜的电解精炼是一种通过电解方法来提炼纯度较高的铜金属的工艺。它是铜冶炼中常用的步骤之 一。
为什么要进行铜的电解精炼？
3
电解过程
4
将电流通过电解槽，使铜离子在阴
极板上还原成金属铜。
5
阴极板的制备
准备用于收集精炼铜的阴极板，通 常由铜金属制成。
电解液的配制
准备适当的电解液，其中包含有铜 离子的溶液。
收集精炼铜
从阴极板上收集下来的纯度较高的 铜金属进行进一步加工和利用。
铜的电解精炼的优缺点
优点
提的电解精炼可以去除铜中的杂质，提高铜的纯度，使其适用于各种高要求的应用，例如电 子器件和输电线缆。
铜的电解精炼的基本原理是什 么？
铜的电解精炼的基本原理是利用电解池中的电解液和不同电极材料间的电位 差来分离和纯化铜金属。
铜的电解精炼的过程
1
电解槽的准备
2
准备电解槽并设定合适的温度和电
解液浓度。
缺点
电解精炼过程能耗较高，需要相应的设备和维护成本。
铜的电解精炼的应用
行业应用
铜的电解精炼在电子、电力、建筑和交通等 行业中广泛应用，满足不同领域对高纯度铜 的需求。
现代化工生产
铜的电解精炼在现代化工生产中扮演重要角 色，为各种化学合成反应提供高纯度铜源。
参考资料
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铜的电解精炼[可修改版ppt]
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E0 C来自/uCu0.5V 1
E0 Cu/C2u
0.1V 7
在平衡状态下： 2CuC2u Cu
此时平衡常数K的数据列于表10.1。
表10.1 不同温度下平衡反应 2CuC2uC的u平衡数据
温度/℃
Ek/V
Cu/0.5molCuSO4
25
0.316
55
0.335
100
0.353
CCu2+ /(Kg·mol·L-1)
(2) 当Cu2+浓度和温度降低时，Cu+达到饱和而进 行分解反应。 Cu2SO4 ＝ CuSO4 + Cu
结果产生了铜进入阳极泥，降低阳极泥中贵 金属元素的含量，并增加电解液中Cu2+的浓度。
4. 铜的化学溶解 在电解过程中电极和电解液界面上，发生铜
的化学溶解，导致电解液表面接触处的阳极易断 裂，并增加电解液中Cu2+的浓度。
S
P 总和
一号铜 Cu-1 99.95 0.002 0.002 0.001 0.004 0.003 0.002 0.002 0.003 0.004 0.001 0.05
含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作 为铜电解的一种副产品另行处理，以便从中回收金、 银、硒、碲等元素。
在电解液中逐渐积累的贱金属杂质，会防碍 电解过程的正常进行。例如，增加电解液的电阻和 密度，使阳极泥沉降速度减慢，甚至在阴极上与铜 一起共同放电，影响阴极铜的质量。 必须定期定量 地抽出净化，并相应地向电解液中补充新水和硫酸。 抽出的电解液在净化过程中，常将其中的铜、镍等 有价元素以硫酸盐的形态产出，硫酸则返回电解系 统重复使用。
电解精炼的目的是：(1) 降低铜中的杂质含量， 从而提高铜的性能，使其达到各种应用的要求； (2) 回收其中的有价金属，尤其是贵金属和稀散金 属。
E0 Cu/C2u
0.1V 7
在平衡状态下： 2CuC2u Cu
此时平衡常数K的数据列于表10.1。
表10.1 不同温度下平衡反应 2CuC2uC的u平衡数据
温度/℃
Ek/V
Cu/0.5molCuSO4
25
0.316
55
0.335
100
0.353
CCu2+ /(Kg·mol·L-1)
(2) 当Cu2+浓度和温度降低时，Cu+达到饱和而进 行分解反应。 Cu2SO4 ＝ CuSO4 + Cu
结果产生了铜进入阳极泥，降低阳极泥中贵 金属元素的含量，并增加电解液中Cu2+的浓度。
4. 铜的化学溶解 在电解过程中电极和电解液界面上，发生铜
的化学溶解，导致电解液表面接触处的阳极易断 裂，并增加电解液中Cu2+的浓度。
S
P 总和
一号铜 Cu-1 99.95 0.002 0.002 0.001 0.004 0.003 0.002 0.002 0.003 0.004 0.001 0.05
含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作 为铜电解的一种副产品另行处理，以便从中回收金、 银、硒、碲等元素。
在电解液中逐渐积累的贱金属杂质，会防碍 电解过程的正常进行。例如，增加电解液的电阻和 密度，使阳极泥沉降速度减慢，甚至在阴极上与铜 一起共同放电，影响阴极铜的质量。 必须定期定量 地抽出净化，并相应地向电解液中补充新水和硫酸。 抽出的电解液在净化过程中，常将其中的铜、镍等 有价元素以硫酸盐的形态产出，硫酸则返回电解系 统重复使用。
电解精炼的目的是：(1) 降低铜中的杂质含量， 从而提高铜的性能，使其达到各种应用的要求； (2) 回收其中的有价金属，尤其是贵金属和稀散金 属。
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第2课时 电解精炼铜 电镀
工具
第一章 化学反应与能量转化
1．了解电解精炼铜和电镀的原理。 2．会设计简单的电镀池。 3．掌握活性电极的电解原理。
工具
第一章 化学反应与能量转化
工具
第一章 化学反应与能量转化
一、电解精炼铜 1．粗铜的成分：Cu(Zn、Ni、Fe、Ag、Au等) 2．装置
工具
第一章 化学反应与能量转化
D．通过电解MgCl2溶液的方法冶炼金属镁 解析： 电解饱和NaCl溶液时，放电顺序H＋>Na＋，阴极 反应为2H＋＋2e－―→H2↑，Na＋不放电；电解精炼铜时粗铜做 阳极；电镀时镀层金属做阳极；镁为活泼金属，工业上常用电 解熔融MgCl2的方法冶炼Mg。 答案： C
工具
第一章 化学反应与能量转化
到电子：
2.56 g 64 g·mol－1
×2＝0.08
mol，即电路中通过电子0.08
mol。D不正确。 答案： B
工具
第一章 化学反应与能量转化
3．下列说法正确的是( )
A．电解饱和NaCl溶液时，Na＋向阴极移动，在阴极表面 得电子析出
B．电解精炼铜装置中粗铜做阴极
C．电镀池中镀层金属做阳极
3．电极反应式
(1)阳极： Cu―→Cu2＋＋2e－、Zn―→Zn2＋＋2e－、 Fe―→Fe2＋＋2e－、Ni―→Ni2＋＋2e－ 。
(2)阴极： Cu2＋＋2e－―→Cu
。
4．阳极泥 铜的电解精炼过程中，粗铜中 不如铜活泼的 金属与其他不 溶性杂质混在一起沉积在电解池底部形成的物质。
5．电解精炼所得铜的纯度：99.95%～99.98%
①不纯金属做阳极，纯金 属做阴极 ②含该金属离子的可溶盐 溶液做电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路
电极 反应
(以铁上镀锌为例) 阳极：Zn―→Zn2＋＋2e－ 阴极：Zn2＋＋2e－―→Zn
(以精炼铜为例) 阳极：Cu(粗铜)―→ Cu2＋＋2e－(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－―→ Cu(精铜)
联系 电镀池和精炼池是特定条件下的电解池
工具
第一章 化学反应与能量转化
(1)惰性电极材料和活性电极材料。 ①惰性电极材料包括：石墨、铂、金。 ②活性电极材料：除石墨、铂、金以外的电极材料。 (2)阳极上放电顺序：活性电极材料>S2－>I－>Br－>Cl－>OH －>含氧酸根离子>F－。
工具
第一章 化学反应与能量转化
D．锌做阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
解析： 电镀时，镀层金属(或惰性电极材料)做阳极，镀件 做阴极，含镀层金属离子的盐溶液做电解质溶液。
答案： A
工具
第一章 化学反应与能量转化
2．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)， 其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常用电解精炼法将 粗铜提纯。在电解精炼时( )
A．粗铜接电源负极 B．纯铜做阴极 C．杂质都将以单质形式沉积到池底 D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.04 mol
工具
第一章 化学反应与能量转化
解析： 由金属活动性顺序Zn>Cu>Ag>Au可知，首先
锌失去电子进入溶液，而后是铜失去电子，铜溶解时，杂
质Au、Ag以单质形式沉积到池底。纯铜增重2.56 g时，得
利用电解原理制备物质是物质制备中常 用的方法，某同学设计了一种电解法制取 Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。通电后溶液中 产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法 中正确的是( )
A．电源中“b”为正极，“a”为负极 B．电解池中的电解液可以是NaOH溶液，但不能是NaCl溶 液 C．A、B两端都必须使用铁作电极 D．B电极发生的反应：2H2O＋2e－―→H2↑＋2OH－
工具
第一章 化学反应与能量转化
思路点拨： 要制取Fe(OH)2且较长时间不变色应解决以下 三个问题：
(1)必须有Fe2＋和OH－。 (2)Fe2＋可由电解提供。 (3)OH－也必须由电解提供，因为若由电解质直接提供，开 始 阶 段 电 解 质 溶 液 中 含 有 少 量 溶 解 在 其 中 的 O2 ， 会 使 生 成 的 Fe(OH)2氧化而变色。
提示： 由于在相同时间内电镀池的阴、阳两极生成、消 耗等量的铜，故电解质溶液的浓度保持不变
工具
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第一章 化学反应与能量转化
1．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计合理的是 ()
A．锌做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有锌离子
B．铂做阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
C．铁做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有亚铁离子
工具
第一章 化学反应与能量转化
[开放探究] 1.铜的电解精炼前后溶液中Cu2＋的浓度是否有 变化？为什么？
提示： 有变化。粗铜中比铜活泼的金属失电子进入溶液， 溶液中Cu2＋在阴极上得到电子析出，使溶液中Cu2＋浓度减小 。
工具
第一章 化学反应与能量转化
二、电镀
1．目的： 增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性
或改善
金属制品的外观。
2．定义：应用 电解原理在金属表面镀上一层其他金属或 合金 的过程。
工具
第一章 化学反应与能量转化
3．原理 以铁钉表面镀铜为例： (1)电镀装置
(2)电极反应式 阳极：Cu―→Cu2＋＋2e－ . 阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu .
工具
第一章 化学反应与能量转化
[开放探究] 2.不考虑溶液中水的蒸发等损耗，电镀后，电 解质溶液的浓度有何变化？
工具
第一章 化学反应与能量转化
一、电镀池与精炼池的区别与联系
电镀池
精炼池
定义
应用电解原理在某此金属表 面镀上一层其他金属或合金
的装置
利用电解原理提纯金属的 装置
装置 举例
工具
第一章 化学反应与能量转化
电镀池
精炼池
①镀层金属做阳极接直流 电源正极，镀件接直流电 形成 源负极，做阴极 条件 ②电镀液必须是含有镀层 金属离子的盐溶液 ③形成闭合回路
工具
第一章 化学反应与能量转化
阳极产生Fe2＋，阴极产生H2，由于产生的H2可以排出溶解 在溶液中的少量O2，故应B极产生H2，所以A极为阳极，其电极 材料为Fe，B极为阴极，其材料无条件限制，即a为正极，b为负 极，故A、C项错误。电解质溶液若为NaOH溶液，电解开始阶 段由于溶解在溶液的O2尚未除去，会将生成的Fe(OH)2氧化而变 色；电解质溶液若为NaCl溶液，电解初期阳极产生的Fe2＋进入 溶液，此时不会生成Fe(OH)2，而阴极产生的H2可以排出溶液中 溶解的少量氧气，随电解的进行，溶液碱性增强，将生成
工具
第一章 化学反应与能量转化
1．了解电解精炼铜和电镀的原理。 2．会设计简单的电镀池。 3．掌握活性电极的电解原理。
工具
第一章 化学反应与能量转化
工具
第一章 化学反应与能量转化
一、电解精炼铜 1．粗铜的成分：Cu(Zn、Ni、Fe、Ag、Au等) 2．装置
工具
第一章 化学反应与能量转化
D．通过电解MgCl2溶液的方法冶炼金属镁 解析： 电解饱和NaCl溶液时，放电顺序H＋>Na＋，阴极 反应为2H＋＋2e－―→H2↑，Na＋不放电；电解精炼铜时粗铜做 阳极；电镀时镀层金属做阳极；镁为活泼金属，工业上常用电 解熔融MgCl2的方法冶炼Mg。 答案： C
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第一章 化学反应与能量转化
到电子：
2.56 g 64 g·mol－1
×2＝0.08
mol，即电路中通过电子0.08
mol。D不正确。 答案： B
工具
第一章 化学反应与能量转化
3．下列说法正确的是( )
A．电解饱和NaCl溶液时，Na＋向阴极移动，在阴极表面 得电子析出
B．电解精炼铜装置中粗铜做阴极
C．电镀池中镀层金属做阳极
3．电极反应式
(1)阳极： Cu―→Cu2＋＋2e－、Zn―→Zn2＋＋2e－、 Fe―→Fe2＋＋2e－、Ni―→Ni2＋＋2e－ 。
(2)阴极： Cu2＋＋2e－―→Cu
。
4．阳极泥 铜的电解精炼过程中，粗铜中 不如铜活泼的 金属与其他不 溶性杂质混在一起沉积在电解池底部形成的物质。
5．电解精炼所得铜的纯度：99.95%～99.98%
①不纯金属做阳极，纯金 属做阴极 ②含该金属离子的可溶盐 溶液做电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路
电极 反应
(以铁上镀锌为例) 阳极：Zn―→Zn2＋＋2e－ 阴极：Zn2＋＋2e－―→Zn
(以精炼铜为例) 阳极：Cu(粗铜)―→ Cu2＋＋2e－(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－―→ Cu(精铜)
联系 电镀池和精炼池是特定条件下的电解池
工具
第一章 化学反应与能量转化
(1)惰性电极材料和活性电极材料。 ①惰性电极材料包括：石墨、铂、金。 ②活性电极材料：除石墨、铂、金以外的电极材料。 (2)阳极上放电顺序：活性电极材料>S2－>I－>Br－>Cl－>OH －>含氧酸根离子>F－。
工具
第一章 化学反应与能量转化
D．锌做阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
解析： 电镀时，镀层金属(或惰性电极材料)做阳极，镀件 做阴极，含镀层金属离子的盐溶液做电解质溶液。
答案： A
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第一章 化学反应与能量转化
2．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)， 其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常用电解精炼法将 粗铜提纯。在电解精炼时( )
A．粗铜接电源负极 B．纯铜做阴极 C．杂质都将以单质形式沉积到池底 D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.04 mol
工具
第一章 化学反应与能量转化
解析： 由金属活动性顺序Zn>Cu>Ag>Au可知，首先
锌失去电子进入溶液，而后是铜失去电子，铜溶解时，杂
质Au、Ag以单质形式沉积到池底。纯铜增重2.56 g时，得
利用电解原理制备物质是物质制备中常 用的方法，某同学设计了一种电解法制取 Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。通电后溶液中 产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法 中正确的是( )
A．电源中“b”为正极，“a”为负极 B．电解池中的电解液可以是NaOH溶液，但不能是NaCl溶 液 C．A、B两端都必须使用铁作电极 D．B电极发生的反应：2H2O＋2e－―→H2↑＋2OH－
工具
第一章 化学反应与能量转化
思路点拨： 要制取Fe(OH)2且较长时间不变色应解决以下 三个问题：
(1)必须有Fe2＋和OH－。 (2)Fe2＋可由电解提供。 (3)OH－也必须由电解提供，因为若由电解质直接提供，开 始 阶 段 电 解 质 溶 液 中 含 有 少 量 溶 解 在 其 中 的 O2 ， 会 使 生 成 的 Fe(OH)2氧化而变色。
提示： 由于在相同时间内电镀池的阴、阳两极生成、消 耗等量的铜，故电解质溶液的浓度保持不变
工具
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第一章 化学反应与能量转化
1．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计合理的是 ()
A．锌做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有锌离子
B．铂做阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
C．铁做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有亚铁离子
工具
第一章 化学反应与能量转化
[开放探究] 1.铜的电解精炼前后溶液中Cu2＋的浓度是否有 变化？为什么？
提示： 有变化。粗铜中比铜活泼的金属失电子进入溶液， 溶液中Cu2＋在阴极上得到电子析出，使溶液中Cu2＋浓度减小 。
工具
第一章 化学反应与能量转化
二、电镀
1．目的： 增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性
或改善
金属制品的外观。
2．定义：应用 电解原理在金属表面镀上一层其他金属或 合金 的过程。
工具
第一章 化学反应与能量转化
3．原理 以铁钉表面镀铜为例： (1)电镀装置
(2)电极反应式 阳极：Cu―→Cu2＋＋2e－ . 阴极：Cu2＋＋2e－―→Cu .
工具
第一章 化学反应与能量转化
[开放探究] 2.不考虑溶液中水的蒸发等损耗，电镀后，电 解质溶液的浓度有何变化？
工具
第一章 化学反应与能量转化
一、电镀池与精炼池的区别与联系
电镀池
精炼池
定义
应用电解原理在某此金属表 面镀上一层其他金属或合金
的装置
利用电解原理提纯金属的 装置
装置 举例
工具
第一章 化学反应与能量转化
电镀池
精炼池
①镀层金属做阳极接直流 电源正极，镀件接直流电 形成 源负极，做阴极 条件 ②电镀液必须是含有镀层 金属离子的盐溶液 ③形成闭合回路
工具
第一章 化学反应与能量转化
阳极产生Fe2＋，阴极产生H2，由于产生的H2可以排出溶解 在溶液中的少量O2，故应B极产生H2，所以A极为阳极，其电极 材料为Fe，B极为阴极，其材料无条件限制，即a为正极，b为负 极，故A、C项错误。电解质溶液若为NaOH溶液，电解开始阶 段由于溶解在溶液的O2尚未除去，会将生成的Fe(OH)2氧化而变 色；电解质溶液若为NaCl溶液，电解初期阳极产生的Fe2＋进入 溶液，此时不会生成Fe(OH)2，而阴极产生的H2可以排出溶液中 溶解的少量氧气，随电解的进行，溶液碱性增强，将生成