基于直流电的交流电解铜研究

在小型 电解槽中 ，较系统地研究并确定 了用 交直
流叠加 电源 电解精炼铜 的关键参数 ：交流 电电流 密度 ２ ０Ａ ｍ 、频率５ ０Ｈ 、２ ，本文进一步对影 响 ８ ／ ０ ｚ ０ｍＶ 交直流叠加 电解精炼铜质量 的温度 、电解液铜酸 配比
等 因素进行 了详细研究 ，并用金相显微镜对所获得 的 电解精炼铜表面进行观察和记录 ，根据 实验 的结果优 选 出最佳交直流叠加 电勰精炼铜工 艺条件 ，以期对 电 解铜生产工艺提供 可靠 的依据。
１ 试
验
２ 结 果 与讨 论
２ １ 温 度 对 阴极 铜 沉 积 的 影 响 ．
１１ 仪 器 和 材 料 ．
Ｉ ｅ Ｍ６ 电化 学工作 站 、磁 力加 热搅拌器 、有机玻 温度是一个复 杂的影 响因素。提高温度有利于铜 璃 电解槽及恒温水浴箱 、金相显微镜 、扫描 电子显微 离子 向阴极 扩散 ，减 少浓差极化 ；提高 电解液的 电导 镜（Ｅ 等仪器。 Ｓ Ｍ） 率 ，减 小电阻 ，降低槽 电压 ，节约 电能 ：电流密度可 电解精 炼槽 中阴阳两极均 采用含 Ｃ ９ ．８ ｕ ９９ ％的纯 随温度上升 而增 加 ，增大硫酸铜 溶解度 ，提高 电解效 铜 片 ，阴极 尺寸是３ ０ｍｍＸ１ Ｘ２ｍｍ ，电极 间 ５ｍｍ 率 ；能避免或减 少钝化现象的产 生。 距６ｃ ｍ。电解液用二次蒸馏水配 制，实验所用的试剂 温度升高 的不利 影响是 ：腐 蚀性增大 ，电流效率 均 为 分析 纯 。 下降 ；加速 添加 剂 的分解 ，能耗增 加 ，经济 成 本提 交直流叠加 电解精炼铜基础工 艺条件 ：交直流 电 高 ；产 生酸 雾 ，恶化工作 条件 ，污染环境 ；改变氨的 流 密度 ：２ ０ Ａ ｍ ：电极 间距 为 ６ ｃ ８ ／ ｍ；交流 电频 过 电位 ，使 氢气易于在阴极逸出 ，影响比较突出。直 率 ：５ ０Ｈ ；振 幅 ：２ 。 ０ ｚ ０ｍＶ 流 电解精炼铜 温度通 常 为５ ～６ ５ ５℃ 。高温下直流 电
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一术 实 用 技
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基于直流 电的交流 电解铜研 究
王晓 Ｉ 博 业 院 学 程 。ｌ （５３ 莉 涵 职 学 化 工 系 ￣ ２０） ｔ ５１ ＇ ｌ Ｓ
０ 前 言
１ ０ 、１５ ０ ０ ０ 的金相砂 纸将 电极两面磨光， ２ 置于 丙酮和 乙醇混合液 中浸泡除￣ ５ ０ｍｉ，然后在４ Ｅ ～１ ｎ Ｉ ］ ％的稀硫
酸溶 液浸泡５～１ ｎ ０ｍｉ，除去 电极表面 的氧化物 ，最
后用蒸馏水冲洗 ：电解前 先在温度 为６ Ｏ～７ ａ 、浓度 ０（ ＝
为１ ０ｇＬ Ｏ ／ 的硫酸溶液中泡洗。 电解槽 中的 电极排列 方式为 “ 阳一 阴一 阳 ”， 采
用磁 力搅拌 ，电解 时间 为４ ｈ ，所 得阴极铜 层用蒸馏 水 洗净 后立 即用 氨气 吹干 置于真 空干燥 器 中． 用 Ｃ ＭＭ一 ３ 金相 显微镜 放大 ２ ０ ，观察 阴极表面质 ３Ｅ ０倍 量并拍摄记录。
１２ 实验 孔 ，使铜 的质量降低。 电解精炼铜十分重要 （ 图１ 见 和表 １ 。 】
电解槽放在恒温水浴 中，交直流 叠加 电流 由 电化 综合 考虑 各方面 的因素 ，选择一个合适的 电解温度对 学工 作 站提 供 。 阴 阳极在 使 用 前依 次 用 粒度 ６ ０ ０、