铜电解工艺

铜的电积2006-9-8 14:59:52 浏览：2212 次我要评论

[导读]

基本原理

电积使用不溶（惰性）阳极，在电积过程中所有沉积在阴极上的铜都来源于铜溶液，溶液铜浓度不断下降。电解和电积过程的阴极反应是一样的，可用下列方程表示：

Cu2+＋2e —→ Cu

但是，硫酸铜溶液电积过程，阳极反应是生成氧气：

1

2OH-—→——O2 + H2O + 2e

2

电积的总槽电压在1.9~2.3V之间。槽电压乘以还原每吨铜所需的电量就是所消耗的直流电能，再考虑到整流的效率，电积It铜的电能耗约为2000~2700kW·ho 铜电积原来也都采用薄铜始极片作为阴极，20世纪80年代以来，澳大利亚蒙特·阿沙矿业公司的电解铜厂首先直接使用不锈钢母板为阴极，十多年来许多铜电积厂也都纷纷应用于生产。现在都已采用变质Pb-Sn-Ca合金，各家成分略有出入，含Pb 93%~98%、锡1%~2%、钙＜0.1%。在电解液中加入100~200mg/L的钴离子可以和铅氧化物一起形成活化中心，有利于降低氧气析出的超电位。也有助于形成牢固的氧化物，减少含铅微粒。

影响电能消耗的因素

电解液成分

电解液成分对电导率有直接影响，反萃液一般含铜40~50g/L，硫酸140~170g/L，电阻率达0.6Ω/cm，比可溶阳极电解液的0.2Ω/cm高得多。

电解液中的某些离子参与电极反应，能引起额外的电能消耗。其中最主要的就是铁，Fe2+在阳极氧化成Fe3+，Fe3+扩散到阴极又还原为Fe2+，这样的反复的氧化-还原过程造成电流损耗。如某厂电解液含Fe3＋3g/L、Fe2+4g/L，电流效率77%；而另一家厂电解液含Fe3+0.3g/L，Fe2+0.9g/L,电流效率大于90%。

如果料液中含有锰，经夹带进入电解液，能在阳极上氧化为高氧化态的锰，甚至高锰酸。当再与有机相接触时，能氧化萃取剂，生成具有表面活性的物质，延缓分相时间，导致乳化和加剧相间物的生成。如电解液中有亚铁离子就可能还原高价锰，避免对有机相的伤害。因此，许多厂在电解液中维持1酬L左右的总铁含量[1]。

氯离子进入电解液也会产生不少问题，如腐蚀阳极板，甚至析出氯气，恶化车间环境，腐蚀设备。因此必须在萃取段严加控制，采取措施，降低有机相中的水相夹带量，甚至增加洗涤段等。电解液中的氯离子不应超过30mg/L。

杂散电流

电解车间中流动于铜电解之外的电流统称杂散电流。虽然在设计电解车间时已经采取了