电积过程添加剂.doc

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1、电积过程添加剂有色金属电积的首要任务是获得纯度高、外观光滑致密的阴极产品，而金属在阴极的析出及结晶过程均与极化有关，生产中通过改变阴极极化强度可以控制阴极铜物化性质，因此在电积过程中需要加入某些能够改变阴极极化的表面活性物质，即铜电积过程的添加剂。当前铜电积生产过程中应用的添加剂主要有胶类、硫脲以及硫酸钴等。古尔胶是铜电积过程中添加的重要胶类物质之一。古尔胶的加入可增大阴极极化电位而使阴极铜表面光滑平整，其作用机理与骨胶大体相同。其作用机理有两种解释：一种认为古尔胶分子在电积液中解离为带正电荷的胶质

2、根，胶质根在电流作用下靠近阴极并吸附在阴极表面上，形成导电性能较差的胶膜使阴极极化电位升高；第二种认为古尔胶在电积液中与铜离子形成络合阳离子，在阴极活性区首先发生络合离子的分解释放出游离态铜离子，然后在阴极上析出电铜，延缓了铜离子在阴极的放电速度。目前铜电积工厂的瓜尔胶用量约为100~200g/t阴极铜。电积过程中硫脲添加量不同对铜电积的影响机理亦不尽相同[18]。电解质溶液中硫脲浓度较高时可增加阴极极化，铜离子在阴极放电困难从而达到降低电铜沉积速度的目的；当电解液中硫脲浓度较低时，不足以形成导电性

3、差的胶状膜，此时促使阴极产物细化的是硫化铜，硫化铜在阴极表面形成补充的结晶中心，增加了活性晶核，有利于阴极结晶细化及电铜表面平整。作者认为硫脲是否应作为铜电积添加剂值得商榷。硫酸钴的作用是降低阳极析氧过电位，减小氧化铅的生成趋势，保护铅阳极不被腐蚀，降低阴极铜中铅含量。目前，铜电积工厂的硫酸钴的用量为钴离子浓度60~120mg/L。铜电解过程中普遍添加盐酸用于消除由于粗铜表面硫酸铅生成而引起的阳极钝化同时沉淀电解液中的银离子，避免银离子的损失。然而电积过程与电解过程不同，电积过程普遍采用不溶性铅基阳

4、极而电解过程采用的是可溶阳极，电积过程只用来将电流传递到电积液以供阴离子放电其自身并不发生电化学溶解而铜电解过程发生的是铜的溶解。部分铜电积工厂添加盐酸值得商榷，有研究表明铜电积过程中：当阴极电流密度小于350A/m2时，添加盐酸对电积影响不大，当电流密度为.400~1300A/m2时，盐酸具有较强的去极化作用且电解液中盐酸浓度过高会影响阴极极化电位，使阴极铜结晶变差，同时对阳极腐蚀速度增大[21]。作者认为盐酸不应作为铜电积添加剂。由上可知，尽管各添加剂长期以来在铜电积工业中有着广泛的应用，但缺少

5、添加剂浓度检测及在线监控方法，以至于添加剂的遴选、添加量方面大部分依据生产经验、阴极铜表观形貌，且添加剂作用机理模糊，未知其降解规律。因此，亟需研究添加剂的种类、用量、在线监测方法、作用机理及随电积过程的降解规律。