铜电解——电流效率的测定

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1、深圳市宇眾環保科技有限公司SHENZHENYUZHONGHUANBAOTECHNOLOGY.,LTD宇眾環保、綠色科技、節能減排、造福人類、內部保密檔:第1頁共7頁铜电解——电流效率的测定深圳市宇众环保科技有限公司内部技术培训资料一、实验目的1.了解铜电解的基本原理；2.熟悉铜电解精炼的实验方法及电流效率的测定。二、基本原理铜的电解，是用钛涂层阳极板作为阳极，用纯铜薄片作为阴极板，相间地装入电解槽中，用硫酸铜溶液作为电解液，在直流电的作用下，发生下列反应：1.阳极反应Cu-2e=Cu2+ε2+=0.34V(1)Cu/CuMe-2e=Me2+ε2+<0.34V(2)Me/Me2OH--2e=H2

2、O+O2ε—=1.59V(3)2OH/O2SO42--2e=SO3+O2ε2—=2.42v(4)SO/O42-2-正常情况下,由于OH及SO4的标准电位远比铜的电位正.(3)、(4)反应不可能进行；电位比铜负的贱金属将在阳极上优先溶解，但其含量很少，贵金属（如Au、Ag电位远比铜的电位正，不能进行阳极溶解）和某些金属（如硒、碲等和铜形成不溶解的化合物）不溶。成为阳极泥沉入槽底；因此，在阳极上进行的主要反应是铜以二价形态溶解。Page1of7深圳市宇眾環保科技有限公司SHENZHENYUZHONGHUANBAOTECHNOLOGY.,LTD宇眾環保、綠色科技、節能減排、造福人類、內部保密檔:第2

3、頁共7頁2.阴极反应2+Cu+2e=Cuε2+=0.34V(5)Cu/Cu+2H+2e=Hε+=0V(6)2H/H22+Me+2e=Meε<0.34V(7)Me2+/Me氢的标准电位较铜负，而氢在铜阴极上析出的超电压又很大，故在正常情况下，（6）式不可能进行，电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留在电解液中，待电解液定期净化时除去。因此在阴极上进行的主要反应是二价铜离子析出，这样，在阴极上析出的铜纯度很高，称为电解铜，简称电铜（含铜量99.98%—99.99%）。铜电解时的电流效率，一般系指阴极电流效率而言。它是电铜实际产量与按照法拉第定律计算的理论产量之比，而以百分数表示的一个指标；它直接影响

4、铜电解的电能消耗，电流效率愈低或槽最压愈高，电能消耗愈大，工厂中的电流效率，在一般情况下，约为80—90%。三、实验仪器及试剂Page2of7深圳市宇眾環保科技有限公司SHENZHENYUZHONGHUANBAOTECHNOLOGY.,LTD宇眾環保、綠色科技、節能減排、造福人類、內部保密檔:第3頁共7頁I.实验仪器铜电解精炼实验装置见图1，2——铜电极（两块阳极，一块阴极）；3——高位槽；4——集热式恒温磁力搅拌器；5——电解槽；6——CuSO4溶液四、电解条件Page3of7深圳市宇眾環保科技有限公司SHENZHENYUZHONGHUANBAOTECHNOLOGY.,LTD宇眾環保、綠色科

5、技、節能減排、造福人類、內部保密檔:第4頁共7頁I.温度：55℃—60℃2II.电流密度：200-300安培/米III.电解液循环速度：V=75—100毫升/分2+IV.电解液成份：Cu35克/升H2SO4150克/升1——直流稳流稳压电源；2——高位槽；3——数字电压表；4——集热式恒温磁力搅拌器；5——电解槽；6——铜电极（二块阳极，一块阴极）五、实验步骤1．砂纸打光，水洗干净，酒精冲洗，电吹风吹干后称重；2．将阳极板用20%硫酸溶液浸泡15分钟左右，水洗干净，用滤纸擦干；3．将阴、阳极板放入电解槽中，阴极板放中间，阳极板放二边，异极板板距为35—40毫米，电板浸入部分高度80毫米；4.集

6、热式磁力加热搅拌器电源，加热电解液，控制温度在55—60℃之间；5.调节电解液循环速度，使V=75—100毫升/分；6.按图接好线路；7.接通直流稳压稳流电源，使I=1.66A,记下开始电解的时间;8.测量槽电压,应为0.2—0.25伏；9.电解30分钟；10.掉电源、拆去线路，关闭电解液循环系统；Page4of7深圳市宇眾環保科技有限公司SHENZHENYUZHONGHUANBAOTECHNOLOGY.,LTD宇眾環保、綠色科技、節能減排、造福人類、內部保密檔:第5頁共7頁11.取出电极，用水洗净，将阴极板用酒精擦洗后用电吹风吹干，称重；六、注意事项电解过程中，注意观察电流、槽电压、电解液循

7、环速度；控制在所需量。七、计算电流效率、电能消耗η=实际析出金属量×100%理论析出金属量电能消耗=（平均槽电压×1000）/（1.186×电流效率）（kmh/t•h）式中：理论析出金属量（克）=电流强度（安培）×电解时间（小时）×电化当量（克/安培·小时）铜电化当量=1.186克/安培·小时八、铜电解液几个技术条件控制控制方法：1、加强电解铜的标准化作业，为电解提供合格的阳极板。2、加强电解工序