銅電解精煉技術(shù)條件的選擇與論證)

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1、第4章技術(shù)條件的選擇與論證4.1銅電解的技術(shù)條件4.1.1電解液組成電解液為含硫酸銅的硫酸溶液，一般含銅40U50g/L,含游離硫酸180U210g/L。由于電解液的電阻隨著酸度的增加而降低，隨含銅量的増加而升高，所以為了降低電耗，一般采用高酸低銅的電解液組份較為有利。實(shí)際電解液中銅的含量應(yīng)視電解液的純凈程度、電流密度的高低和陽極板的成分而定，因硫酸銅的溶解度隨著硫酸濃度的増加而降低，所以電解液屮硫酸含量不能高于230g/L，銅電解中有害雜質(zhì)允許含量列于表4-1。表4-1銅電解液中有害雜質(zhì)允許含量

2、(g/L)元素NiAsSbBiFe含量(g/L)<15<7<0.6<0.5<34.1.2添加劑為丫獲得優(yōu)質(zhì)的陰極銅，除丫嚴(yán)格控制各工序電解技術(shù)條件外，還應(yīng)添加適量膠狀物質(zhì)和表面活性物質(zhì)，以改善陰極表面質(zhì)量，一般采用的添加劑及其作用如下：明膠明膠是電解作業(yè)的主要添加劑之一，其作用是析出的陰極沉積物細(xì)致光潔，改善陰極表面的物理狀態(tài)。陽極銅雜質(zhì)含量高，而且電流密度也高時(shí)，加入量要稍多。硫脲硫脲是表面活性物質(zhì)，與明膠混合使用，可在高電流密度K獲得結(jié)構(gòu)致密的陰極銅。干酪素干酪素與明膠組合成的混合添加劑，在高

3、電流密度生產(chǎn)吋能強(qiáng)烈地抑制電銅表面粒子的生長和改善粒子的形狀。鹽酸鹽酸用來維持電解液屮氯離子的含量。電解液屮氯離子可使溶入電解液的銀生成氯化銀沉淀，有利降低銀的損失。還可抑制砷、銻、鉍離子的活性，防止陰極生產(chǎn)樹枝狀結(jié)晶；同時(shí)還可消除陽極因含鉛過高引起的鈍化。添加劑的加入方法一般是將明膠、硫脲、干酪素充分溶解于水后混合加入電解液冋流管進(jìn)入循環(huán)槽，鹽酸則單獨(dú)加入冋流管或循環(huán)槽。明膠、硫脲、干酪素的加入會(huì)增加電解液的粘度和電阻；鹽酸加入過多，陰極上會(huì)產(chǎn)生針狀結(jié)晶。必須根據(jù)陽極銅成分、電流密度、電解液雜質(zhì)

4、含量等條件選用合適的和適量的添加劑。添加劑用量見表4-2。表4-2常川添加劑種類和川量種類明膠，g/t電銅硫脲，g/t電銅干酪素，g/t電銅鹽酸，ml/t電銅用量25U5020U5015U40300」5004.1.3電解液溫度電解溫度是影響電解過程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量的因素。實(shí)驗(yàn)測(cè)定，電解液在55°C時(shí)的導(dǎo)電率幾乎為25°C吋的2.5倍。溫度每升高1°C，電阻約減少0.7%。提高電解液溫度能消除陰極附近銅離子的嚴(yán)重貧化，從而使銅在陰極上均勻析出，但過高的電解液溫度是蒸汽消耗增加；加速液面蒸發(fā)，使

5、得操作環(huán)境惡化。我國一般將電解液溫度控制在60到68°C。4.1.4電解液循環(huán)電解液循環(huán)方式有兩種：上進(jìn)液、下出液和下進(jìn)液、上出液。前者有利于陽極泥沉降，但電解液上下層濃度差較大。而后者則與之相反。電解液循環(huán)速度過大不僅增加動(dòng)力消耗而且影響電解液中的懸浮雜質(zhì)和陽極泥粒子不易下沉，甚至沖起陽極泥，使金、銀等附著于陰極，影響電銅質(zhì)量，增加貴金屬的損失。循環(huán)速度的選擇主要取決于循環(huán)方式、電流密度、電解槽容積、陽極成分等。當(dāng)操作電流密度高時(shí)，必須采用較大的循環(huán)速度，以減少濃差極化。一般中小型電解梢循環(huán)速度

6、取20到30L（/min?槽）4.1.5電流密度銅電解一般采用220?260A/m2為宜。實(shí)踐中一些工廠為挖掘生產(chǎn)潛力，在加強(qiáng)管理的情況下，在商品電解梢中采用了300?400A/m2電流密度進(jìn)行生產(chǎn)，同樣產(chǎn)出合格陰極銅。周期反向電流電解，有效地解決了由于高電流密度而出現(xiàn)的陽極鈍化問題。電流密度為300?400A/m2,產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)的陰極銅，乃至高純陰極銅。4.1.6極距縮短用極中心距，有利于充分挖掘電解槽生產(chǎn)能力，降低槽電壓，若能保持-陰極具有光滑、平整的表面，盡管在采用短極距的條件下，仍能保證電銅

7、質(zhì)量。且同極中心距與極板的尺寸、加工精度有關(guān)，小型極板的同極中心距一般為75?90mm，大型極板則為100?llOrnm。4.1.7槽電壓槽電壓由電解液電位降、金屬導(dǎo)體（包括電板、陽極、陰極、銅棒等）電位降、接觸點(diǎn)電位降、克服陽極泥電阻的電位降、濃差極化引起的電極電位降等組成。槽電壓隨電流密度的提高而上升。商品槽電壓一般為0.2?0.3V;種板槽槽電壓一般為0.38?0.4V。本設(shè)計(jì)商品槽槽電壓為0.29V;種板槽槽電壓為0.38V。國內(nèi)商品電解槽技術(shù)操作條件如表4-3o4-3國內(nèi)商品電解槽技術(shù)操

8、作條件實(shí)例名稱單位上冶沈冶白銀一冶云冶貴冶株冶電解液組g/L45U5540」4835U4540U454238U46H2SO4165LI185175」210160」190150U170188180U200Ni<10>15<10<154.5<15As<10^3.5<1.5<152.9<20Sb<0.5^0.6<0.3<0.50.58<7Fe<1^1.5<3<41.88<2Bi<0.5<0.2<0.31.03<1Cl'<0.0750.060.060.05電解液溫°C62U6760」685