铜的电解精炼

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1、铜的电解精炼   火法精炼产出的精铜品位一般为99.2%～99.7%，另外还含有0.3%～0.8%的杂质。电解精炼的目的就是进一步脱除火法精炼难以除去的、对铜的导电性能和机械性能有损害的杂质，将铜的品位提高到99.95%以上，并且回收火法精炼铜中的有价元素，特别是贵，金属、铂族金属和稀散金属。   铜的电解精炼是将火法精炼铜铸成阳极板，以电解产出的薄铜片（始极片）作为阴极，二者相间地装入盛有电解液（硫酸铜与硫酸的水溶液）的电解槽中，在直流电的作用下，阳极铜进行电化学溶解，阴极上进行纯铜的沉积。由于化

2、学性质的差异，贵金属和部分杂质进人阳极泥，大部分杂质则以离子形态保留在电解液中，从而实现了铜与杂质的分离。   铜电解所处理的阳极成分（％）一般为：Cu99.2～99.7，Ni0.09～0.15，As0.02～0.05，Sb0.018～0.3，Ag0.058～0.1，Au0.003～0.007，Bi0.0026，Se0.017～0.025。   产品一号铜的成分要求（％）：Cu＋Ag不小于99.95；Bi和P不大于0.001；As、Sb、Sn、Ni不大于0.002；Pb和Zn不大于0.003；硫不大

3、于0.004。   10铜电解精炼的原理如下：   阳极反应：Cu－2e==Cu2+           EΘCu/Cu2＋＝0.34V                               Me－2e==Me2+          EΘMe/Me2＋＜0.34V                            H2O－2e==2H＋＋1/2O2    EΘH2O/O2＝1.229V                            SO42――2e==SO3＋1/2O2    EΘ

4、SO42－/O2＝2.42V   式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。H2O和SO42－失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。   阴极反应：Cu2＋＋2e==Cu    EΘCu/Cu2＋＜0.34V10                                   2H＋＋2e==H2      EΘH＋/H2＝0.0V                           Me2

5、＋＋2e==Me     EΘSO42－/O2＞0.34V   在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。   铜电解精炼的一般流程如图1所示。   铜电解槽的安装实例如图2所示。 10图1 铜电解精炼一般工艺流程图10图2 铜电解槽安装实例图1―进液管；2―阳极；3―阴极；4―出液管；5―放液管；6―放阳极泥管国内部分冶炼厂铜电解精炼技术操作条件见表1。10经过电解精炼后的阴极铜质量要求见表2。表1 商品电解槽技

6、术操作条件实例名称上海鑫冶白银一治云铜股份贵溪冶炼厂株洲冶炼厂电解液组成Cu/g·L－1H2SO4/g·L－1Ni/g·L－1As/g·L－1Sb/g·L－1Fe/g·L－1Bi/g·L－1Cl/g·L－1电流密度/A·m－2电解液温度/℃同极距/mm每槽循环速度/L·min－1循环方式 阳极寿命/d阴极周期/d添加剂用量骨剂/g·t－1硫脲/g·t－1干酪素//g·t－1盐酸/mL·t－1 45～55165～185小于10小于10小于0.5小于1小于0.5小于0.075322～33062～6775

7、30～40 上进下出 12～144 小于80小于40小于40小于300 35～45160～190小于10小于1.5小于0.3小于3小于0.2 190～23058～6210020～25 上进下出 244～6 30～6045～50 400～600 40～45150～70小于15小于15小于0.5小于4小于0.3 25066～68（高位槽） 85 25～35 上进下出186 1003410150 421884.52.90.581.881.030.06240大于6010530 槽中央底部进液上部出液2412

8、 10030～4020～3050～70mg/L  38～46180～200小于15小于20小于7小于2小于10.05～0.065224～26560～658525～30 上进下出 12～154～5 40～7020～2510～200～1200 表2 高纯阴极铜的化学成分（GB/T1385－92）10元素组元素含量/%元素组总含量/%元素组元素含量/%元素组总含量/% 1SeTeBi≤0.00020≤0.00020≤0.000200.000304S≤0.0015≤0.001