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铜的电积2006-9-8 14:59:52 浏览：2212 次我要评论[导读]基本原理电积使用不溶（惰性）阳极，在电积过程中所有沉积在阴极上的铜都来源于铜溶液，溶液铜浓度不断下降。
电解和电积过程的阴极反应是一样的，可用下列方程表示：Cu2+＋2e —→ Cu但是，硫酸铜溶液电积过程，阳极反应是生成氧气：12OH-—→——O2 + H2O + 2e2电积的总槽电压在1.9~2.3V之间。
槽电压乘以还原每吨铜所需的电量就是所消耗的直流电能，再考虑到整流的效率，电积It铜的电能耗约为2000~2700kW·ho 铜电积原来也都采用薄铜始极片作为阴极，20世纪80年代以来，澳大利亚蒙特·阿沙矿业公司的电解铜厂首先直接使用不锈钢母板为阴极，十多年来许多铜电积厂也都纷纷应用于生产。
现在都已采用变质Pb-Sn-Ca合金，各家成分略有出入，含Pb 93%~98%、锡1%~2%、钙＜0.1%。
在电解液中加入100~200mg/L的钴离子可以和铅氧化物一起形成活化中心，有利于降低氧气析出的超电位。
也有助于形成牢固的氧化物，减少含铅微粒。
影响电能消耗的因素电解液成分电解液成分对电导率有直接影响，反萃液一般含铜40~50g/L，硫酸140~170g/L，电阻率达0.6Ω/cm，比可溶阳极电解液的0.2Ω/cm高得多。
电解液中的某些离子参与电极反应，能引起额外的电能消耗。
其中最主要的就是铁，Fe2+在阳极氧化成Fe3+，Fe3+扩散到阴极又还原为Fe2+，这样的反复的氧化-还原过程造成电流损耗。
如某厂电解液含Fe3＋3g/L、Fe2+4g/L，电流效率77%；而另一家厂电解液含Fe3+0.3g/L，Fe2+0.9g/L,电流效率大于90%。
如果料液中含有锰，经夹带进入电解液，能在阳极上氧化为高氧化态的锰，甚至高锰酸。
当再与有机相接触时，能氧化萃取剂，生成具有表面活性的物质，延缓分相时间，导致乳化和加剧相间物的生成。
第一章萃取第一节萃取的基本概念和原理一,基本概念1,萃取: 就是水相中的被萃取组分与有机相接触后,通过物理和化学作用,使被萃取物部分或者几乎全部进入有机相,以实现萃取组分的富集和分离的过程.2,相比: 在萃取过程中,有机相与水相体积的比例.3,萃取率: 萃入有机相中的元素离子总量占两相中元素离子总量的百分比.4,萃取剂: M5640酮肟类高分子有机物.主要物理性质:比重0.95着火点:92.2ºC毒性:低毒,对个别动物皮肤有中等刺激.外观:琥珀色液体闪点:>73ºC铜络合物溶解度:(g·L-1)Cu >30(25ºC)萃取性能指标(萃取剂10%体积百分比,PH=2的CuSO4溶液):最大铜负载/(g.L-1) Cu 5.3∽5.9萃取铜/铁选择性≥ 2000萃取相分离时间/S≤ 70S铜的净传递量/(g.L-1) Cu≥ 2.75反萃取相分离时间/S≤ 80S5.260#溶剂油,作用为萃取剂的稀释剂.6.有机相,为萃取剂和260#溶剂油的混合物.二,铜的溶剂萃取化学羟肪萃取铜的化学反应为:(2RH)org+(Cu2+ +SO2-)aq=====(R2Cu)org+(2H++SO42-)aq这个反应式说明;1.每萃取1g/L的铜会产生1.54g/L的硫酸2.萃取和反萃是一个平衡反应.3.增加氢离子的活度会使反应从右向左运动;4.增加萃取剂的活度会使反应从左向右运动;三,混合室效率铜的回收率,取决于混合室效率,对于一个设计和操作都很好的萃取车间,混合室的效率应为:萃取:90—93%,反萃:98—100%混合室效率=在混合室中实现的金属传递质量/达到平衡时间的金属传递质量×100%在达到平衡时的金属传质量可通过从混合室中取乳液的样品并进一步将其混合6—10分钟,以使体系达到平衡.Q p-O f A f-A p萃取效率=____________×100= ___________×100Q e-O p A f-A eO f-Q p A p-A f反萃效率=___________×100 = __________________×100O f-Q e A p-A eA f: 料液Cu, O f空载有机相 Cu A p萃余液CuO e平衡后水相Cu A e平衡后水相CuOe平衡后有机相Cu四,萃取系统中铜的质量平衡在铜的萃取中,需要定期进行铜的质量平衡考查.(F-R)A f =(Lo-So)Q f或 Af/Q f=(F-R)/(Lo-So)=O/AF: 料液Cu.g/L R:萃余液Cu.g/L, Lo负载有机相Cug/LSo:空载有机相Cug/L A f料液流量m3/h O f:有机相流量m3/h从分析数据计算出来的化学反应的相比,应于由流量计读出的物理相比是相等的,如果这两个相比不相等,则或者分析数据或者流量计读数有误,则需要进行核对,对反萃系统也有相似的质量平衡.这些数据应该定期核对,通过铜的质量平衡方程式可以计算出一些未知的数值.如你没有有机相的流量计,可以计算有机相的流量.五, 澄清室中的有机相厚度太小,有机相厚度低会导致:1.增加有机相的位移速度:2.减少有机相在澄清室中的停留时间;3.增大两相界面区的速度;4.这会导致相夹带水平提高;六, 混合澄清槽中的空气混合澄清槽中的空气有造成不良影响。
管理及其他M anagement and other电积法净化铜电解液技术的比较张 剑摘要：净化铜电解液的目的是回收电解液中的金属元素，实现硫酸的循环利用。
电积法是一种常用的净化铜电解液技术，本文将介绍电积法与铜电解液的相关概念，并比较不同电积法之间的异同点以及分析净化效果最显著的技术，以扩大先进净化技术在冶炼厂的应用范围。
关键词：电积法；铜电解液；净化技术相比其他净化技术，电积法在铜电解液的净化上有明显的优势，已经成为湿法炼铜的主要方式。
随着技术的发展，可以使用不同类型的电积法来清洁铜电解液。
因此，技术人员需要比较不同电积法的优缺点，统计应用不同电积法后铜电解液的净化效率和效果，明确最适合铜冶炼厂发展需求的电积法净化技术，以提高铜电解液的净化效率并降低能耗。
1 电积法相关概念1.1 电积理解电积的概念是应用电积法的基础。
电积是指在湿法冶金中使金属离子沉积在阴极金属上的过程，其金属离子回收率可高达99%。
与电解方法相比，电积法通电后，阳极不会发生溶解，而只是将溶液中的金属离子沉淀并以固态形式附着在阴极上，从而实现电解液的净化目标，并产生贫液可作为反萃取剂。
根据阴极金属积累情况，部分贫液被抽取返回进行浸出，以维持金属元素的平衡。
在铜电解液净化中，应注意选择适合的阳极材料，确保通电后阳极不会溶解。
一般使用不溶于溶液的合金材料作为阳极。
总的反应为阴极上的铜离子获得电子形成固体，而阳极水失去电子形成游离的氢离子，并与硫酸根结合形成硫酸。
1.2 工艺优势电积法在铜电解液的净化中广泛应用，并具备以下优势。
第一，通过该技术可以获得较高纯度的阴极铜，提高金属元素的利用率。
第二，在净化过程中，溶液处于闭路循环状态，产生的废液量少，不会对环境造成污染。
第三，净化过程中，溶液的酸度会提高，可以充分回收利用，既可以返回电解补酸，也可以作为湿法铜矿的浸出液。
第四，铜离子可以富集到适合电积的高浓度溶液中，合适的电积溶液浓度为每升30g~50g，并且可以使铜与其他金属如铁、钴、镍等分离。
湿法炼铜技术的发展概况目录摘要11、浸出技术的研究意义22、国外的发展现状33、湿法炼铜的浸出工艺43.1、酸浸法43.2、碱浸法53.3、生物浸出技术53.4、加压浸出技术73.5、地下溶浸技术84、小结9摘要本文简单介绍了国外铜的湿法冶金研究现状，并对铜的湿法冶金原理和技术进行了详细阐述，最后对铜的湿法冶金做出了展望。
介绍了各种湿法炼铜浸出方法,包括酸浸法、碱浸法、细菌浸出法、加压浸出等方法。
关键词：铜；湿法冶金；浸出AbstractThis paper describes briefly progress of the copper hydrometallurgical technology both at home and the principles and techniques of copper hydrometallurgical in detail; lastly, forecasts developing trend of this technology in China. A variety of copper hydrometallurgical leaching methods are introduced, including acid leaching, alkali leaching, bacterial leaching, pressure leaching and other methods.Key words: copper; hydrometallurgical; leaching1、浸出技术的研究意义我国是一个资源丰富的国家。
铜是十分重要的有色金属，随着国民经济的发展，金属铜的需求量不断增加，2000 年我国精铜的产量已达到132 万t , 但依靠自有资源生产的铜只有58 万t ，铜的自给率只有44 %，铜的生产消费和原料供给之间的矛盾十分突出。
然而随着金属矿的不断开采, 其矿石品位也不断下降，从而产生了大量的浮选矿、贫矿、尾矿、尾砂。
电解铜的生产工艺传统电解铜的生产工艺铜的冶炼工艺铜治金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
火法冶炼与湿法冶炼（SX－EX）。
a.火法炼铜:通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。
火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜。
该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95％，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。
近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。
生产过程大致如图：除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。
b.湿法炼铜:一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。
现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。
湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
湿法冶炼过程为：c.火法和湿法两种工艺的特点比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下特点：（1）后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。
（2）后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。
