高电流密度铜电解技术的理论及实践
高电流密度平行流铜电解工艺技术的生产实践
7冶金冶炼M etallurgical smelting高电流密度平行流铜电解工艺技术的生产实践叶 栋1，魏 涛2，占焕武2，杨永明2，谢 妮2（１．杭州三耐环保科技股份有限公司，浙江 杭州 ３１１６００；２．广西南国铜业有限责任公司，广西 崇左 ５３２２００）摘 要：介绍了高电流密度下顶侧双向平行流和底侧双向平行流铜电解工艺技术的生产实践，生产过程中通过加强工艺条件控制和生产组织管理，逐步将电流密度提升至３８０Ａ／ｍ２，稳定生产出合格的高纯阴极铜。
关键词：高电流密度；铜电解；平行流；生产实践中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２－５０６５（２０２２）０９－０００７－３Production practice of high current density parallel flow copper electrorefining technologyYE Dong 1, WEI Tao 2, ZHAN Huan-wu 2, YANG Yong-ming 2, XIE Ni 2（１．Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｓａｎｎａｉ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， ＬＴＤ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１１６００ Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｕａｎｇｘｉ Ｎａｎｇｕｏ Ｃｏｐｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ． ＬＴＤ，Ｃｈｏｎｇｚｕｏ ５３２２００ Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｔｏｐ ｓｉｄｅ ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｄｏｕｂｌｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｉｄｅ ｄｏｕｂｌｅ ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｆｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ ３８０Ａ／ｍ２ ｂｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ｃａｔｈｏｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｓｔａｂｌｙ．Keywords: ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ； ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｆｉｎｉｎｇ； ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ； ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ收稿日期：２０２２－０４作者简介：叶栋，男，生于１９８９年，浙江杭州人，本科，中级工程师，研究方向：湿法冶金的设计与研究。
铜的电解实验报告
铜的电解实验报告一、实验目的1、掌握铜的电解精炼原理。
2、熟悉电解装置的搭建和操作过程。
3、学习通过电解法提纯铜的方法，并观察实验现象。
二、实验原理电解精炼铜是利用电解池原理，将粗铜（含杂质）作为阳极，纯铜作为阴极，以硫酸铜溶液为电解液。
在直流电的作用下，阳极上的铜失去电子变成铜离子进入溶液，而溶液中的铜离子在阴极上得到电子还原成铜单质析出。
阳极主要反应：Cu 2e⁻＝ Cu²⁺（杂质如锌、铁、镍等也会失电子溶解）阴极主要反应：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu通过控制电流密度、电解时间等条件，可以使粗铜中的杂质逐渐在阳极溶解，而在阴极得到纯度较高的铜。
三、实验用品1、仪器：直流电源、电解槽、导线、电流表、电压表、石墨电极（阳极）、纯铜片（阴极）、砂纸。
2、药品：粗铜片、硫酸铜溶液。
四、实验步骤1、用砂纸将粗铜片和纯铜片打磨干净，以去除表面的氧化层和污垢。
2、将打磨好的纯铜片作为阴极，用导线与电源的负极相连；将粗铜片作为阳极，用导线与电源的正极相连。
3、将两块电极插入盛有硫酸铜溶液的电解槽中，确保电极完全浸没在溶液中。
4、连接好直流电源，调节电压和电流，开始进行电解。
5、观察实验现象，记录电流、电压的变化以及电极上的物质变化。
6、电解一段时间后，切断电源，取出阴极和阳极，观察电极上物质的颜色和形态。
五、实验现象1、阳极：粗铜片逐渐溶解，表面变得粗糙不平，溶液颜色逐渐变深（因为有杂质离子进入溶液）。
2、阴极：纯铜片表面逐渐有红色物质析出，且析出的物质越来越多，变得光滑有光泽。
六、数据记录与处理1、记录实验开始和结束时的电流、电压值。
2、测量电解前后阴极铜片的质量，计算铜的析出量。
七、实验结果分析1、根据实验数据计算铜的电解效率，电解效率＝（实际析出铜的质量／理论析出铜的质量）× 100%。
2、分析实验结果与理论值的偏差原因，可能包括电流密度不均匀、电极表面状态不理想、溶液浓度变化等。
铜电解车间提高电流密度下的生产与实践
ｍｅ ｔ ｉ ｃ ｕ ｌ ｏ ｕ ｓ ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ， ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ａ ｎ ｏ ｄ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ， ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｙ ｏ ｆ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ｓ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ —
ｅ ｒ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ，ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｈ ｏ ｐ ｈ ａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ ｃ ａ ｔ ｈ ｏ ｄ ｅ ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｒ ｅ ｍａ ｉ ｎ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ
ｔ ｏ ｔ ａ ｌ １１ ９ Ｎｏ． １ ２ ０１ ３
铜
业
工
程
总第 １ １ ９期 ２ ０ １ ３年第 １期
Ｃ０Ｐ Ｐ ＥＲ Ｅ ＮＧＩ ＮＥ ＥＲ Ｉ ＮＧ
镳峨解拳 攮纛
智顺
（ 金 川集 团股份有限公司 铜 冶炼厂 ， 甘肃 金 昌 ７ ３ ７ １ ０ ０ ）
ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ ｈ ｏ ｐ ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ Ｊ ｕ ｎ ｅ，２ ０１ ０ ．Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ
传统PC铜电解高电流生产实践
4冶金冶炼M etallurgical smelting传统PC 铜电解高电流生产实践范宁宁1，2（１．紫金铜业有限公司，福建 龙岩 ３６４２０４；２．福建省铜绿色生产及伴生资源综合利用重点实验室，福建 龙岩 ３６４２０４）摘 要：本文阐述了紫金铜业在传统永久不锈钢阴极电解工艺下高电流密度的生产实践，介绍了生产管控方面的经验。
在不改变基础工艺条件下，高电流密度生产造成的问题及对应解决措施。
通过一系列实践，铜电解电流密度由原来３１０Ａ／ｍ２提高至３５５Ａ／ｍ２且稳定生产，在相同电解槽情况下，产能提高了１３％。
关键词：铜电解；高电流密度；传统ＰＣ工艺中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１７－０００４－３Production practice of traditional PC copper electrolysis with high currentFAN Ning-ning 1,2（１．Ｚｉｊｉｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｏｎｇｙａｎ ３６４２０４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆｕｊｉａｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｐｐｅｒ Ｇｒｅｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｌｏｎｇｙａｎ ３６４２０４，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎ Ｚｉｊｉｎ ｃｏｐｐｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｃａｔｈｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ， ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃｅ， ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ３１０Ａ／Ｍ２ ｔｏ ３５５Ａ／Ｍ２， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １４％ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒ．Keywords: ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ； ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＰＣ ｐｒｏｃｅｓｓ收稿日期：２０２３－０６作者简介：范宁宁，女，生于１９９５年，汉族，福建福鼎人，本科，研究方向：冶金。
高电流密度铜电解技术的理论及实践
（ １ ．Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ Ｃｏ ｐ ｐ ｅ ｒ Ｃ０ ．Ｉ ｔ ｄ，Ｌｉ ａ ｎ ｙ ｕ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ ２ ２ ２ ００ ０，Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ；２ ．Ｍｅ ｔ ｔ ｏ ｐ ＧｍｂＨ ，８７ ０ ０ Ｌｅ ｏ ｂ ｅ ｎ，Ａｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ）
无 论是 火 法冶 金 领 域 还 是 湿 法 冶 金 领 域 ， 高 强
还 是永 久不 锈 钢 阴极 工 艺 ， 由于 其 电解 液循 环 方 式
的原 因 ， 电流 密度再 无 突破 之可 能 。
度 强 化冶 炼技 术一 直 是冶 金界 追求 的 目标 和冶金 工
艺 发 展 的方 、
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇｈ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎｔ ｄ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｐｐ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ．
摘要 ： 讨 论 了 高 电 流 密 度 铜 电解 技 术 的理 论 基 础 ， 描述 了该技 术开 发应用 的两个 案例 ， 重 点 分 析 了 投 资
运行成本 、 电能消耗 、 阳极 钝 化 等 问 题 。生 产 实 践 表 明 ， 该技术 是一项 高产 能 、 高 电流效 率 、 低 标 煤 能 耗 的 强 化 电解 技 术 ， 具有在铜及铅 、 锌、 镍行 业推广的前景 。 关键词 ： 高 电 流 密 度 铜 电解 ； 理论探讨 ； 应用； 投 资 成 本 分 析 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｆ ８ １ １ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ７ ５ ４ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ ０ ０ １ ３ — ０ ５
铜电解工艺及生产实践
铜电解工艺及生产实践摘要：阴极铜是通过使用传统的始极片电解法生产出来的，在阳极板愈渐复杂、电流密度逐渐升高以及阴极铜质量标准提升的情况下，在提升阴极铜质量、降低整体制造成本等方面，优化铜电解生产过程和工艺控制发挥了非常重要的促进作用。
本篇文章主要分析了As、Sb、Bi等杂质在铜电解过程中所呈现出来的行为了影响，并对铜电解工艺控制的生产实践进行介绍。
关键词：铜电解；工艺；生产时间1电解液成分对铜电解的影响1.1杂质的形态和行为铜电解精心提炼的阳极板属于一种包含很多种元素在内的合金材料，阳极板中含有的杂质在电解过程中通过不同的形态在电解液中存在。
阳极板杂质在电解过程中表现出来的行为由阳极板各种杂质的存在形态所决定，并且对铜电解生产过程中使用的工艺控制产生影响。
因为全部阴阳极行为在点解过程中都是将电解液作为中间介质来进行生产和完成的，而硒、镍等杂质在正常条件下进入阴极方式不可能是电化学沉积方式。
由于As、Sb、Bi的电位相对来说和铜比较接近，因此它们在电解过程中不仅能和阳极中的铜共同溶解，还能在阴极上和铜离子一起析出，其产生出来的“漂浮阳极泥”机械还非常容易和阴极吸附在一起，从而就会导致阴极铜质量大大降低。
所以，控制电解液中的关键所在就是悬浮物，研究铜电解液净化的重要意义就是脱离As、Sb、Bi等杂质。
1.2As、Sb、Bi对铜电解产生的作用As、Sb、Bi在进入电解液之后所形成的漂浮阳极泥、离子形态对阴极铜造成影响的主要有两种形式，一种就是所形成的漂浮阳极泥，还有一种就是在铜电解液中以离子形态存在，并且还会通过不断地大量聚集影响铜电解。
漂浮阳极泥溶解度非常小，其占比重也非常轻，在电解液中非常容易处于悬浮状态，表面上活性比较大的漂浮阳极泥很容易依附在阴极铜上，从而对电结晶成核过程造成影响，并影响着阴极铜的质量。
另外，铜电解在精炼过程中，阴极铜沉积反应的交换电流密度、极限电流密度、伏安峰电流密度会受到电解液中As、Sb、Bi等离子的作用而降低，峰电势发生负移，阴极铜沉积反应就会起到极化作用。
铜的电解精炼实践
2.7铜电解精炼-2.7.2~铜电解精炼实践
传统的铜电 (3) 解液净化流 铜
(1)
程
的
（1）中和 电
(2)
结晶-生产硫 酸铜；
解 精 炼
（2）电解 之
沉积-脱除铜 电
砷锑铋；
解
(3)
（3）蒸发 结晶生产粗
液 的 净
17
硫酸镍
3 3
3
2.7铜电解精炼-2.7.3~铜电解精炼实践
(1)铜的电解精炼之车间配置及装备
铜电解阴极结构
2.7铜电解精炼-2.7.3~铜电解精炼实践
(1)铜的电解精炼之车间配置及装备
铜电解阴极结构
2.7铜电解精炼-2.7.2~铜电解精炼原理
(1)铜的电解精炼之车间配置及装备
铜电解车间 供电方式
2.7铜电解精炼-2.7.2~铜电解精炼原理
冶金学—重金属冶金
2.7铜电解精炼-2.7.3~铜电解精炼实践
(1)铜的电解精炼之车间配置及装备
图 2-36 铜电解槽的结构示意图
1－进液管；2－阴极；3－阳极；4－出液管；5－放液管；6－放阳极泥
孔
2
2
2.7铜电解精炼-2.7.3~铜电解精炼实践
(1)铜的电解精炼之车间配置及装备
长×宽×厚=800-1200×650-1000×35-54mm； 150-400kg/片-阳极
2.7铜电解精炼-2.7.2~铜电解精炼实践
(4)铜的电解精炼之电解过程的冶金计算
解:
(1)该车间6月份消耗的交流电量为：200000／0.4=500000度，
交流电单耗＝500000/1750=286度／吨；
提高铜电解电流密度的新方法
提高铜电解电流密度的新方法
程进辰
【期刊名称】《有色金属：冶炼部分》
【年(卷),期】1997(000)004
【摘要】介绍提高铜电解电流密度的经验和喷射电解液法，指出应用该方法生产电铜应注意的问题及相应处理措施。
【总页数】4页(P25-28)
【作者】程进辰
【作者单位】开封炼锌厂
【正文语种】中文
【中图分类】TF811.032
【相关文献】
1.影响铜电解电流密度提高的主要因素 [J], 许惟玲;郭明;段继铭;石晓岚
2.铜电解车间提高电流密度下的生产与实践 [J], 别良伟;任智顺
3.铜电解提高电流密度的生产实践 [J], 李鹏;刘建萍;王艳
4.超高电流密度铜电解技术的开发及应用 [J], 谢文义;万双
5.高电流密度铜电解工业化试验研究 [J], 方支灵
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高电流密度铜电解技术开发路径及在工业领域应用分析
世界有色金属 2023年 9月上10冶金冶炼M etallurgical smelting高电流密度铜电解技术开发路径及在工业领域应用分析付文聪（中冶有色葫芦岛锌业股份有限公司，辽宁 葫芦岛 １２５０００）摘 要：通过对高电流密度铜电解技术开发路径及在工业领域中的应用进行了讨论分析，首先，分析了精炼铜生产工艺原理，提出了一种高电流密度铜电解技术，随后探讨了传统电解槽中电解液的流动以及流场模拟结果，并对高电流密度铜电解技术开发路径进行了分析，最后讨论了高电流密度铜电解技术在工业领域中的应用，分析了该项技术应用的影响因素，希望能够为相关研究提供一定的参考。
关键词：高电流密度铜电解技术；开发路径；工业应用；影响中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１７－００１０－３Development Path and Industrial Application Analysis of High Current Density Copper Electrolysis TechnologyFU Wen-cong（ＭＣＣ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｈｕｌｕｄａｏ Ｚｉｎｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｈｕｌｕｄａｏ １２５０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐａｔｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｉｅｌｄ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｒｅｆｉｎｅｄ ｃｏｐｐｅｒ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ａ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ， ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ａｎｄ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｃｅｌｌｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｌｏｒｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐａｔｈ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｉｅｌｄ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｈｏｐｉｎｇ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Keywords: Ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐａｔｈ； Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ； ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ收稿日期：２０２３－０６作者简介：付文聪，男，生于１９９３年，汉族，辽宁葫芦岛人，本科，初级工程师，研究方向：铜电解技术工业实践。
铜电解精炼工艺
9-10 跨
合计
电解槽数量确定
电解槽数量N=（设计产量*106）/（生产天数*小时*作业率*电流*电效*1.186） N=(150000 *106）/（350*24*96%*22000*97%*1.186) N=150000/204 N=736
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 。
经过过滤，滤除电解液 中所含的悬浮物，以保 持电解液具有生产高质 量阴极铜所需的清洁度。
21
下进液上出液方式：
优点： 电解液充分混合，减少浓差
阳极上的铜 和比铜更负 电化溶解 电性的金属
以离子状 态进入电 解液
电解液中的铜离 子在阴极上电化 析出成为阴极铜
电解液中比铜更 负电性的离子聚 集在电解液中在 净液时除去 综合回收其中的 金、银、硒、碲 等稀贵金属
比铜更正电 性的金属和 不溶于 某些难容化 电解液 合物
以阳极泥 形态沉淀 于电解槽
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：
（1）比铜显著负电性的元素：锌、铁、镍；
（2）形成不溶化合物的元素：铅、锡； （3）比铜显著正电性的元素：银、金、铂族元素； （4）电位接近铜但较铜负电性的元素：砷、锑、铋；
1.6 电流密度
高低电流密度电解脱脂的原理如何
高电流密度电解脱脂的原理如何?虽然电解脱脂的电流密度超过一定的数值以后，随着电流密度的增加，清洗效果增加得较少，但为了能生产出优质的产品，人们还是想方设法在能耗增加不大的前提下f增加电解脱脂的电流密度。
通常把电流密度在100～200A／dm2的电解脱脂设备称为高电流密度型。
要提高电流密度，不能单纯依靠提高整流器容量的办法，那样势必会降低电流的效率，造成能源的浪费。
其实在电解脱脂的整个回路中电压降上有极少部分产生在电源内部和钢带中，绝大部分产生在电解液中。
这是因为作为电解回路的一部分，电解液与金属导体相比导电性差很多，电阻大很多，所以如能减小电解液的电阻，就能在相同电压的情况下提高电流密度。
试验表明，钢带与极板间电解液产生的电压降有如下关系式：U=J×D／(Q×10-3×102)式中，U为电压降，V；J为电流密度，A／dm2；D为钢带与极板的间距，dm；Q为电解质导电率，μΩ／cm2。
可见钢带与极板之间的距离是影响电压降的主要因素。
若使钢带与电极板之间的距离由普通电解脱脂的50mm左右，下降到10mm左右的话，就能在电源电压不变的情况下使电流密度增加5倍。
而普通的电解脱脂在钢带宽度、振动、板形等因素的影响下不可能将钢带与电极板的距离控制得过小的，要缩短这一距离就必须采用特殊的结构。
低电流电解有什么作用?低电流电解的作用是减少或消除重金属杂质。
低电流电解是一剂慢药，也是一时找不出故障原因时的一种无奈的办法。
低电流电解要用波纹状阴极，因为要利用凹处也就是低电流密度区使重金属沉积。
当然使用的电流密度也要小。
最有效的方法是在工作的同时作低电流密度电解，以避免重金属杂质的积累。
这种方法镀镍已广泛应用。
有时光亮剂过多时也要电解处理，或新加光亮剂后要电解处理。
不过，这时往往用正常的电流密度，也不需要用波纹状阴极，见效也快得多。
但这不是低电流密度电解。
后一种处理方法，化学镀也有类似的方法，不过不用电流，而使用废件。
铜的电解精炼讲义全解学习教案
第24页/共29页
25 第二十五页，共29页。
1. 中和结晶 用铜粉中和电解液中的硫酸，生产硫酸铜晶体。 Cu(粉) + H2SO4 + 1/2O2 = CuSO4 + H2O 中和液经蒸发浓缩获得饱和的CuSO4高温溶液
(róngyè)(80~90℃)，冷却即可析出硫酸铜晶体(胆矾 )。
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26 第二十六页，共29页。
2. 脱Cu，脱As、Sb、Bi
结晶后母液用不溶阳极电解的方法回收铜，同
时脱除杂质。
CuSO4
H
2O
直流电
Cu
1 2
O2
H2SO4
当Cu2+浓度降低到8g/l以下时，As、Sb和Bi与Cu
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。
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10 第十页，共29页。
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
25
0.316
55
0.335
100
0.353
CCu2+ /(Kg·mol·L-1)
1.037 1.004 1.000
CCu+ /(g·mol·L-1)
3.0 3.7 89.0
CCu2+/ CCu+
346 271 11.2
高电流密度下双向平行流铜电解技术的质量控制研究
世界有色金属 2023年 5月下14冶金冶炼M etallurgical smelting高电流密度下双向平行流铜电解技术的质量控制研究赵善榕，李显红，平连聪，王正雄，范 交（中铜东南铜业有限公司，福建 宁德 ３５２１００）摘 要：本文对高电流密度下双向平行流铜电解技术的工业化应用进行了探索和研究。
通过分析双向平行流上进下出循环方式对浓差极化的影响、研究高电流密度下阳极铜的钝化现象、研究高电流密度下阴极铜板面粒子形态和质量影响因素。
解决浓差极化、阳极钝化和阴极铜质量波动大等一些列问题，目标是成功实现３５０~４００Ａ／ｍ２电流密度下双向平行流铜电解技术的工业化应用，产出合格的高纯阴极铜产品。
关键词：铜电解；双向平行流；高电流密度；阳极钝化；粒子形态中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－００１４－３Research on Quality Control of Bidirectional Parallel Flow Copper Electrolysis Technologyunder High Current DensityZHAO Shan-rong, LI Xian-hong, PING Lian-cong, WANG Zheng-xiong, FAN Jiao（Ｃｈｉｎａ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｎｉｎｇｄｅ ３５２１００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ａｎｄ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ． Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ， ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ ａｎｏｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ， ａｎｄ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃａｔｈｏｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｐｌａｔｅ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ． Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ， ａｎｏｄｅ ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｃａｔｈｏｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ， ｔｈｅ ｇｏａｌ ｉｓ ｔｏ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔ ａ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ３５０－４００Ａ／ｍ２， ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅ ｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｈｉｇｈ－ｐｕｒｉｔｙ ｃａｔｈｏｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Keywords: ｃｏｐｐｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ； Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐａｒａｌｌｅｌ ｆｌｏｗ； Ｈｉｇｈ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ； Ａｎｏｄｉｃ ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ； Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ收稿日期：２０２３－０３作者简介：赵善榕，男，生于１９９１年，汉族，福建福州人，硕士研究生，助理工程师，研究方向：铜冶炼。
高强化铜电解精炼新工艺与生产实践_周松林
二期 ＰＦＤ 出液含
铜／（ｇ·Ｌ－１） ５０．８７ ５０．９１ ５０．９４ ５０．６５ ５０．６５ ５０．６８ ０．２９
从表１和表２可以看出，二期 ＰＦＤ 供液方式与一
期底管供液方式相比，槽内纵向电解液温度、电解液含
铜分布更加均匀。一、二期工艺控制参数情况见表３。
表 ３ 电 解 工 艺 控 制 参 数
电解槽中的运动方 式，解 决 高 电 流 密 度 电 解 时 浓 差 极化等问题。具体 来 说，就 是 通 过 特 殊 装 置 使 电 解 液在阴极板的两面 以 一 定 的 速 度 进 入 电 解 槽，使 电 解液平行于阴 极 板 板 面 向 上 流 动 （图 １），且 在 阴 阳 极之间产生自然对 流，阴 极 附 近 区 域 电 解 液 向 上 运 动 ，阳 极 附 近 区 域 电 解 液 向 下 运 动 ，使 电 解 液 呈 近 似 环形运动 （图 ２）。 阴 极 附 近 电 解 液 的 向 上 运 动，减 小 了 阴 极 附 近 浓 差 极 化 ，阳 极 附 近 电 解 液 向 下 流 动 ， 加速边界扩散，且有 利 于 从 阳 极 板 上 脱 落 的 阳 极 泥 向下加速沉降。电解液通过的特殊装置我们称之为 平行流装 置，简 称 ＰＦＤ（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｆｌｏｗ Ｄｅｖｉｃｅ）。 电 解液的高速平行流 动 使 电 解 槽 内 的 温 度、浓 度 分 布 更加均匀，避免了高 电 流 密 度 电 解 时 浓 差 极 化 及 阳 极钝化等问题，确保 了 阴 极 铜 的 质 量 和 电 解 生 产 的 正常进行。
高电流密度下阴极铜电解精炼生产实践
87Metallurgical smelting冶金冶炼高电流密度下阴极铜电解精炼生产实践易淑芳，曹昌盛，乐安胜，高玉立，范 翔，马登峰（大冶有色金属有限公司冶炼厂，湖北 黄石 435005）摘 要：提高电流密度可以在基本不增加设备的情况下，提高阴极铜产量，提高劳动生产率和经济效益。
高电流密度生产阳极易钝化、短路多，电流效率低、能耗高。
生产过程中需加强操作管理、根据现有实际情况，在试验过程中找到合适的生产工艺控制，生产出合格阴极铜。
关键词：高电流密度；阴极铜；电解精炼；生产实践中图分类号:TF114.5 文献标识码:A 文章编号：11-5004（2020）15-0087-2收稿日期：2020-08作者简介：易淑芳，女，生于1982年，汉族，湖北武汉人，本科，冶金专业中级工程师，研究方向：湿法冶金（精铜冶炼）。
大冶有色金属公司冶炼厂自1985年生产高纯阴极铜以来，严格按照GB/T 467-1997组织生产，高纯阴极铜产出率一直保持90%以上。
1985年，公司创立了“大江”品牌。
2007年“大江”牌白银在伦敦金属交易所成功注册，成为国际品牌。
该厂原电解生产时的电流密度为220A/m'～270A/m'，为了提高阴极铜产量，2020年2月开始加强操作管理，在高电流密度下组织生产。
电流密度是铜电解精炼中最主要的技术指标之一，电流密度和阴极铜产量成线性关系，提高电流密度可以在基本不增加设备的情况下，提高阴极铜产量，提高劳动生产率和经济效益。
2003年以来，由于阴极铜价格大幅度上涨，国内主要铜生产厂家纷纷提高电流密度，通过技术控制和强化生产，提高阴极铜产量。
张家港联合铜业公司、云南铜业股份有限公司等都进行了高电流密度的生产实践，采用280A/m 2～320A/m 2的电流密度，产出的阴极铜质量与较低电流密度时生产的阴极铜质量基本相同，且高纯铜产出率均保持在90%以上。
为加强铜电解精炼工艺，许多冶金工作者进行了大量有益的试验研究，以提高电流密度。
铜的电解实验报告
铜的电解实验报告一、实验目的1、掌握铜电解精炼的基本原理和操作方法。
2、了解电解过程中电流密度、电解液成分等因素对电解效果的影响。
3、学会使用相关仪器设备，如直流电源、电解槽等，并能够进行数据记录和处理。
二、实验原理铜的电解精炼是以粗铜为阳极，纯铜为阴极，以硫酸铜和硫酸的混合溶液为电解液。
在直流电的作用下，阳极发生氧化反应，粗铜中的铜以及比铜活泼的金属（如锌、铁等）失去电子溶解进入溶液，而比铜不活泼的金属（如银、金、铂等）则沉淀形成阳极泥。
阴极发生还原反应，溶液中的铜离子得到电子在阴极上析出，从而得到纯度较高的铜。
阳极反应：＼＼begin{align}Cu 2e^｛｝＆＝ Cu^｛2+｝＼＼Zn 2e^｛｝＆＝ Zn^｛2+｝＼＼Fe 2e^｛｝＆＝ Fe^｛2+｝＼end{align}＼阴极反应：＼Cu^｛2+｝＋ 2e^｛｝＝ Cu＼三、实验仪器与试剂1、仪器直流电源、电解槽、阳极（粗铜片）、阴极（纯铜片）、电流表、电压表、导线若干、搅拌器。
2、试剂硫酸铜溶液（200 g/L）、硫酸溶液（180 g/L）。
四、实验步骤1、配制电解液将一定量的硫酸铜晶体和浓硫酸分别溶解在蒸馏水中，配制成所需浓度的硫酸铜溶液和硫酸溶液，然后将两种溶液混合均匀。
2、安装实验装置将阳极（粗铜片）和阴极（纯铜片）平行插入电解槽中，确保两者不接触。
用导线将直流电源、电流表、电解槽连接起来，形成闭合回路。
3、电解操作接通直流电源，逐渐调节电流至预定值，并保持电流稳定。
同时开启搅拌器，使电解液充分混合。
在电解过程中，定时记录电流、电压等数据。
4、实验结束当阴极上析出一定量的铜后，切断电源，取出阴极和阳极，用蒸馏水冲洗干净，晾干备用。
五、实验数据记录与处理1、记录实验过程中的电流、电压、电解时间等数据。
2、电解结束后，称量阴极析出铜的质量，并计算铜的回收率。
六、实验结果与讨论1、实验结果本次实验中，阴极析出铜的质量为_____g，根据粗铜的初始质量和阴极析出铜的质量，计算得出铜的回收率为_____%。
铜电解-电化学
目录摘要 (1)1 铜电解技术原理与发展 (1)1.1电解槽 (1)1.2电解液循环方式 (2)1.4电解工艺与控制特点 (3)1.5铜电解工业发展历程 (3)1.5.1最初的提出 (3)1.5.2现代的主要改进 (4)1.5.3国外的一些研究 (4)1.5.4现在形成的主要方法 (4)1.5.5总的发展趋势 (5)2 铜电解技术最新发展 (5)2.1提高阴极铜质量 (5)2.1.1电解液中杂质行为 (5)2.1.2添加剂的影响 (6)2.1.3电流密度的影响 (6)2.1.4有机相的影响 (7)2.1.5电解温度的影响 (7)2.2节能降耗 (8)2.2.1影响电解铜电单耗的主要因素 (8)2.2.2影响电解铜蒸汽单耗的主要因素 (9)2.2.3铜电解节能降耗的主要措施 (9)2.3提高劳动生产率 (10)2.3.1新型电解液循环方式 (10)2.3.2周期反向电流电解技术(PRC) (10)2.3.3机械化作业 (11)3 铜电解技术发展展望 (11)参考文献 (11)摘要：铜电解精炼的历史悠久，自问世以来，其技术已得到突飞猛进的发展：从传统工艺到永久性不锈钢阴极工艺电解法，从人工操作到大型自动化设备，从小极板生产到大极板生产，从电解液、阳极泥的过滤系统、极板导电系统的改进以及控制短路系统的优化等方面都有了巨大的进步。
上述所有技术的改进都离不开提高阴极铜质量、降低能源和人工消耗这一主题。
目前，世界上铜电解精炼工艺主要有传统法电解和永久性不锈钢阴极法电解两种。
而永久阴极电解技术正好迎合这样的发展需求，将成为未来铜电解技术的发展趋势。
关键词：铜电解；工艺；影响；改进1 铜电解技术原理与发展铜电解过程在电解槽中进行依靠直流电的作用完成铜阳极的溶解、阴极的沉积长大。
除此之外，就是Cu+的产生和由此引起的一系列副反应，以及铜元素及其氧化物在稀酸环境下与氧发生的化学溶解反应。
1.1电解槽目前普遍采用钢筋混凝土槽体，内衬铅板、软聚氯乙烯板、玻璃钢等材料。
高纯度铜制备技术中的电解精炼研究
高纯度铜制备技术中的电解精炼研究高纯度铜是现代工业制造中不可缺少的材料之一，其广泛用于电力、交通运输、航空航天、电子信息等领域。
在高纯度铜的制备技术中，电解精炼被认为是一种有效的方法。
本文将从电解精炼的原理、技术流程、优缺点以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、原理电解精炼是指利用电化学反应的原理，将铜中的杂质物质从阳极溶解到电解液中，在阴极沉积出高纯度铜的方法。
在电解的过程中，将含有杂质的铜电极放在阳极上，在电解液中流通电流的同时，铜中的杂质物质被氧化成为离子，溶解到电解液中。
而电极上的纯铜被还原成纯铜原子，并沉积在阴极上，形成高纯度铜。
其反应公式为：阳极反应：Cu → Cu2+ + 2e-阴极反应：Cu2+ + 2e- → Cu由于不同杂质具有不同氧化还原电位，因此它们的电化学反应速度不同，这样就实现了从铜中分离出不同种类的杂质。
二、技术流程电解精炼技术的流程主要包括前处理、电解处理和铜板加工三个部分。
前处理是通过物理方法和化学方法处理原料铜，去除大多数杂质，以使电解精炼过程更好地进行。
电解处理是涉及到电解池、电解液、电流密度和电解时间等生产过程。
最后，对精炼后的铜板进行加工和检测。
三、优缺点电解精炼技术具有以下优点：1. 能够使铜的纯度达到99.99%，有很高的金属回收效率。
2. 生产过程中能够大量消耗装备，造价相对低廉。
3. 相比其他精炼方法，电解精炼对环境的影响较小。
同时，电解精炼技术也存在一些缺点：1. 生产过程中对电能的消耗较大，对电站能源的消耗较大。
2. 生产过程中会产生废水和废气，需要采取相应的措施进行处理。
四、未来发展方向目前，电解精炼技术已经发展到一定程度，但在实际应用中还存在一些问题，例如，精炼汽油中含有氧化铜而且粘度较大，容易造成设备堵塞，降低产量等问题。
未来，我们可以通过尝试新型电解液的研究，优化电化学反应过程，以及开发新型高效电解池的研发等方面来提高电解精炼技术的效率，同时也减少其对环境和能源的影响。
2021清洁高效铜电解新技术及其攻关范文2
2021清洁高效铜电解新技术及其攻关范文 摘要： 叙述了祥光清洁高效铜电解新技术的应用状况。
就该技术实现的理论基础、工艺设计参数、车间配置、工艺技术攻关及指标比较等情况进行了详细的阐述,与常规铜电解技术的技术经济指标相比,该技术在清洁高效方面体现出了明显的优势。
关键词： 清洁高效;铜电解; 高电流密度; 参数; 指标; Abstract： Applicationstatus of Xiangguang clean and high efficient copper electrolysis technology was described.Theoretical basis,process design parameters,workshop configuration,process technology research and index comparison were described in pared with conventional copper electrolysis technology,this technology shows obvious advantages in cleaning efficiency. Keyword： cleanand efficient; copper electrolysis; high current density; parameter; index; 铜电解过程生产中，电流密度决定铜电解槽的生产能力。
目前国内铜冶炼企业的电解生产中，永久不锈钢铜电解工艺可使电流密度达到280～320A/m2，也是国内大型铜冶炼企业普遍采用的常规电解工艺。
但要进一步提高铜电解槽的生产能力，则需提高更高的电流效率和电流密度。
阳谷祥光铜业有限公司（以下简称祥光铜业）电解二期采用清洁高效的铜电解新技术，生产至今运行一直比较稳定。
与常规电解相比，在同样720个电解槽的情况下，该工艺电流密度能够达到385～420A/m2，阴极铜产能可提高50%。
铜电解净化技术总结范文
随着铜电解技术的不断发展，电解液中杂质的含量和种类日益增加，这对电解铜的质量和电解过程稳定性提出了更高的要求。
因此，研究开发高效的铜电解净化技术具有重要意义。
本文将对现有的铜电解净化技术进行总结，以期对铜电解行业的技术进步提供参考。
一、传统净化技术1. 电积法电积法是一种传统的铜电解净化方法，其原理是通过电解将杂质沉积在阳极或阴极上，从而实现电解液的净化。
根据沉积方式的不同，电积法可分为间断式电积和连续式电积两种。
间断式电积工艺简单，但存在电解液处理周期长、处理效率低等问题。
连续式电积工艺则具有较高的处理效率和稳定性，但设备投资和运行成本较高。
2. 萃取法萃取法是利用萃取剂对铜电解液中的杂质进行选择性萃取，从而实现净化。
常用的萃取剂有离子交换树脂、有机溶剂等。
萃取法具有操作简单、净化效果好等优点，但存在萃取剂选择难度大、处理成本较高等问题。
二、新型净化技术1. SO2还原法SO2还原法是一种新型的铜电解净化技术，其原理是利用SO2将电解液中的高价砷还原为低价砷，从而降低砷对电解铜质量的影响。
研究发现，适宜的还原条件为：反应温度65℃，电解液中H2SO4和CuSO4浓度分别为203g·L-1和80g·L-1，SO2气流量为200mL·min-1，反应时间为2h。
此时，铜电解液中As(V)还原率可达到92%。
2. 高电流密度铜电解技术高电流密度铜电解技术是一种强化电解技术，其原理是在较低的电解液浓度下，采用较高的电流密度进行电解，从而提高电解效率和净化效果。
研究表明，该技术具有高产能、高电流效率、低标煤能耗等优点，在铜及铅、锌、镍行业具有广阔的应用前景。
三、总结铜电解净化技术在提高电解铜质量和电解过程稳定性方面具有重要意义。
本文对传统和新型铜电解净化技术进行了总结，旨在为铜电解行业的技术进步提供参考。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的净化技术，以提高电解铜的质量和降低生产成本。
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高电流密度铜电解技术的理论及实践吴继烈1，Andreas Filzwieser 2(1.江苏环球铜业有限公司，江苏连云港 222000；2. Mettop GmbH ，8700 Leoben ，Austria )摘要：讨论了高电流密度铜电解技术的理论基础，描述了该技术开发应用的两个案例，重点分析了投资运行成本、电能消耗、阳极钝化等问题。
生产实践表明，该技术是一项高产能、高电流效率、低标煤能耗的强化电解技术，具有在铜及铅、锌、镍行业推广的前景。
关键词：高电流密度铜电解；理论探讨；应用；投资成本分析中图分类号：TF811 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2014）02-0000-00Theory and Plant Practice of High Electric Current Density for Copper ElectrolysisWU Ji-lie 1, Andreas Filzwieser 2(1. Jiangsu Universal Copper Co. Ltd, Lianyungang 222000, Jiangsu, China; 2. Mettop GmbH, 8700 Leoben, Austria ) Abstract: The technology of high electric current density electrolysis for copper was theoretically analyzed. Two case studies were described. The investment cost, power consumption and anodic passivation were selectively analyzed. The plant practice shows that an intensified electrolysis in core, this technology has a commercialization prospect in copper, zinc, lead, and nickel industry with advantages of high productivity, high electric current efficiency, and low energy consumption.Key words: high electric current density electrolysis for copper; theoretical discussion; application; cost analysis of investment无论是火法冶金领域还是湿法冶金领域，高强度强化冶炼技术一直是冶金界追求的目标和冶金工艺发展的方向，因为它具有低投入、高产能、低能耗、低成本的优势。
高富氧技术的应用是火法炼铜领域的一大突破，高电流密度技术的应用则是铜电解领域的一大突破。
1 高电流密度铜电解技术的理论探讨铜电解的工业化应用已有近200年的历史，但在20世纪80年代以前，铜电解采用传统的始极片工艺，其电流密度始终在250 A/m 2以下徘徊。
此后，不锈钢阴极及专用机组的广泛使用使电流密度提高到280~330 A/m 2。
无论是传统的始极片工艺还是永久不锈钢阴极工艺，由于其电解液循环方式的原因，电流密度再无突破之可能。
铜在水溶液电解过程中其电析出的量遵守法拉第定律，可用下式表示：1.1852Cu m i A t =⋅⋅⋅ (1)式中：m Cu 为析出的金属质量（g ），i 为电流密度（A/m 2），A 为电极面积（m 2），t 为时间（s ）。
（1）式说明，在已有的设备参数条件下（即一定的电积面积A 条件下），要想提高电析出的铜量Cu m 只有提高电流密度i 。
在目前的铜电解工艺技术条件下，可计算出铜电解的理论极限电流密度为i 极限=1 000 A/m 2，但实际生产中只有30%~40%的理论极限电密度能运行。
这就是目前铜电解工艺的电流密度i 技术很难突破330~350 A/m 2的原因[1]。
理论极限电流密度i 极限如（2）式所示：=NC i n FD ⋅⋅∂极限 （2） 式中：n 、F 、D 分别为离子化合价、法拉第常数、扩散系数，它们均为常数；C 0为电解液中铜离子的浓度；N ∂为电极上的扩散层厚度。
式（2）表明，提高C 0、降低N ∂均能提高i 极限和i 技术，而C 0又受CuSO 4·5H 2O 析出结晶浓度及增加电解液电阻的影响，是有一定范围的，因此使N ∂最小化是提高i 极限和i 技术的最有效办法。
本文表述的平行流技术[1]使电解液平行流过阴极表面、增大分布到阴极板的电解液流量、减薄N ∂，从而达到提高电流密度并使电解铜质量优化的目的。
收稿日期：2013-10-29作者简介：吴继烈（1945-），男，安徽人，高级工程师.doi ：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.02.0042 高电流密度铜电解技术的开发2.1 平行流技术2.1.1 传统电解槽中电解液的流动传统电解槽中电解液的流动由两种方式组合。
其主流方式为：电解液从底部一端或底部进液管进入电解槽，并从上部相反一端（或上部两端）逆流槽流出。
这种流动方式的主要缺点是新电解液（包括添加剂）不是直接作用在阴极上，并且还有部分电解液从电解槽两侧绕过电极直接流出电解槽。
此外，电解过程中由于电极附近电解液存在密度差而发生自然对流。
阳极附近电解液密度由于阳极溶解而增加，因而铜离子浓度较高，在阳极附近出现电解液向下流动；相反，阴极附近电解液密度由于铜离子电析出而局部降低，在阴极附近出现电解液上升流动，因而在阳极和阴极间形成电解液自然对流。
2.1.2 电解液的平行流动Mettop公司与Montanwerke Brixlegg公司联合开发了一种新型的多个电解液入口技术及装置——METTOP-BRX技术。
该技术使电解液以0.3~1.0 m/s的速度平行地流过阴极表面，电解液在电解槽中达到均质状态。
电解液平行流动可得到下述效果：；降低了电极表面的扩散层厚度N电极表面的添加剂分布更加均匀；电解槽中铜离子浓度更加均匀，浓度差由0.5 g/L降到0.3 g/L[2]；电解槽中温度分布更佳，温度差由2.5 ℃降到0.9 ℃[2]。
通过这一措施达到电解液对于电极的最佳流动导向。
这种流动导向导致极限电流密度i极限的提高，使铜电解工艺能在高于400 A/m2电流密度条件下运行，并且可取得较高的电流效率及高质量的阴极铜。
2.2 平行流装置——PFD、PFP电解液的平行流动是通过平行流装置[1]（PFD）或平行流板（PFP）来实现的。
采用PFD或PFP后，电解液循环系统将废除高位槽，直接由泵通过管道对PFD或PFP供液，电解液由喷嘴向阴极表面平行方向喷出，以确保电解液的流量、流速、压力符合高电流密度生产的要求。
PFD是一种薄腹型不锈钢箱体结构，它悬挂在电解槽内的一侧。
PFD是一种在每对电极之间引入新电解液的装置。
该装置装有阴极定位器，用于阴极和电解液喷嘴相对位置的精确定位。
针对不同的电解车间会有不同的喷嘴设计，使得经过阴极表面的新电解液向上流动，增大阴极表面自然流动的电解液流量，并不影响阳极表面阳极泥的沉降。
PFD装置既可以用于新厂的建设，更可用于老厂的增容改建。
将PFD加装在老厂的电解槽上并对循环系统、直流供电系统适当改造，即可达到不建新车间而增容35%～50%的目标。
PFP是一种整合了树脂混凝土整体电解槽与PFD的装置。
即在浇注电解槽时，就考虑为电解液分布系统留出空间，用这个空间代替PFD的不锈钢箱体，PFP只是一块需要安装在电解槽预留空间前面的装有喷嘴、阴极定位器的不锈钢(或复合碳纤维材料)前板。
装有PFP的整体树脂电解槽更适合于新工厂的建设。
PFP可以在电解槽供应商那里预安装，因而现场安装工作量最小化。
3 高电流密度电解技术的工业应用3.1 奥地利Montanwerke Brixlegg公司Montanwerke Brixlegg铜精炼公司是处理废杂铜的铜精炼工厂。
其铜电解系统有208个电解槽，全部采用永久不锈钢阴极工艺。
Montanwerke Brixlegg公司既是METTOP-BRX技术开发、试验、拥有者之一，又是世界上第一家工业化应用该项技术的公司。
2007年该公司在52个电解槽中安装了PFD，2011年该公司又安装了52台配置有PFP的整体树脂混凝土电解槽。
该公司传统工艺的104个电解槽采用320~325 A/m2电流密度工况运行，而采用PFD、PFP工艺的104个电解槽电流密度则为400~420 A/m2，较前者提高了25%以上。
该公司两种电解工艺参数对比如表1所示。
表1 Montanwerke Brixlegg公司的生产数据Table 1 Production data of Montanwerke Brixlegg项目未采用PFD、PFP工艺采用PFD、PFP工艺电解槽数/个104 52(PFD)/52(PFP) 平均电流密度/(A·m-2) 320 395最高电流密度/(A·m-2) 343 442电流效率/% 95~99 97(395A/m2)残极率/% 14 14 单槽电解液流量/(L·min-1) 40 90槽电压/mV 390 460吨铜电耗/kWh 415 451该公司采用Mettop—BRX技术后，高电流密度使半数电解槽的产能提高16%，添加剂的调整及分布更均匀，从而提高了电流效率及阴极铜质量。
该公司的观测还表明，即使阳极板质量下降，也可以保持与质量好的阳极板相同的电流效率，甚至更高。
3.2 祥光铜业有限公司山东阳谷祥光铜业有限公司二期电解车间720个电解槽全部安装有PFD[2]，从而成为世界上第二家大规模工业化应用高电流密度生产的公司。
该公司一期720个电解槽采用265~280 A/m2电流密度工况运行，而二期720个电解槽电流密度则为385~412 A/m2，较前者提高了45%以上，从而使年产阴极铜由原设计的20万t增加到29万t。
祥光铜业二期电解系统于2011年7月正式生产，2011年7月～2012年12月共18个月期间两种工艺对比如表2所示。
表2 祥光铜业有限公司的生产数据Table 2 Production data of Xiangguang Copper Co., Ltd项目一期（PC工艺）二期（PFD工艺）电流密度/(A·m-2) 280 385~412阴极铜产量/t 2011年7~12月91 274 87 906 2012年143 233 205 044电流效率/% 95.85 98.37 残极率/% 16.07 15.99吨铜单耗交流电/kWh 380.52 500.88 蒸汽/kg 486.10 58.22 标煤/kgce 109.28 69.05 硫酸/kg 7.935 8.332 盐酸/kg 0.072 0.094表2数据表明，高电流密度铜电解工艺与常规PC工艺比较，具有高产能、高电效、低残极率、低标煤能耗的明显优势，且高纯阴极铜率可达100%。