下载文档原格式
铜电解精炼概述展开全文一、前言铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，（现在普遍的工艺）用永久性不锈钢阴极作为阴极片，相间的放入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作为电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜会失去两个电子生成-2价铜离子，而贵金属和某些金属不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽低。
溶液中的-2价铜离子会在阴极上优先析出，而其他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。
这样，得到的铜纯度很高，称电铜。
简单说一下电解精炼的工艺：电解液由循环槽经电解液循环泵泵至板式换热器，加热至65℃左右以稳定的流量供到各个电解槽。
电解槽供液采用底部给液（也有的采用侧面给液）、两端溢流出液的方式，槽两端溢流出的电解液汇总后返回循环槽。
为保证电解液的洁净度，配备了专用的LAROX净化过滤机，循环系统每天抽取电解液循环量的约25%进行净化过滤。
根据电解液中杂质的情况，每天抽取部分电解液进行脱铜、脱杂处理，保证电解液中铜、酸及杂质浓度不超过极限值。
为保证电解液成分，调节阴极铜的物理性能，需在电解液中加入硫酸、添加剂。
现在普遍采用的是永久性不锈钢阴极电解技术。
它的主要优点：1、高电流密度2、极间距小3、残极率低4、阴极周期短5、蒸汽耗量低、6、机械化程度高，适用于大规模生产。
二、铜电解的工艺要素铜的电解精炼，我们最求的是以低能耗生产高质量的合格阴极铜。
在这一低一高之间有五个决定性的因素：电解液成分、阴阳极极距、电流密度、单槽流量、电解液温度。
除此之外，阳极板的成份、阳极使用周期、阴极板的悬垂度、极板的接触点对电解精炼也有重大影响。
1、电解液成分铜离子从阳极转移到阴极的载体。
如果说阳极、阴极是铜电解过程的两个支柱，电解液则是铜电解过程中铜离子迁移的载体。
组成：CUSO4、H2SO4、H2O、添加剂（盐酸、有机化合物）、杂质。
1）H2SO4一般波动于100—220g/L，电流密度在300A/m2、电解液温度在60~65℃时要把H2SO4控制在180g/L。
电解精炼铜
原理：
阳极反应：Cu－2e ==Cu2+ EΘCu/Cu2＋＝0. 34V
Me－2e ==Me 2+ EΘMe/Me2＋＜0. 34V
H2O－2e==2H＋＋1/2O2EΘH2O/O2＝1.229V
SO42――2e ==SO3＋1/2O2 EΘSO42－/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. 34V
2H＋＋2e==H2 EΘH＋/H2＝0. 0V
Me2＋＋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。
铜电解工艺流程：
铜的电解精炼是以火法精炼产出的精铜为阳极，以电解产出的薄铜片为（始极片）作阴极，以硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液。
在直流电的作用下，阳极铜电化学溶解，纯铜在阴极上沉积，杂质则进入阳极泥和电解液中，从而实现了铜与杂质的分离，铜精炼工艺流程如下图
精炼铜的性能：具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性。
精炼铜的用途：发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热。
铜电解精炼的工艺流程
铜电解精炼是一种常用的冶金工艺，用于提取纯度较高的铜，以满足工业和冶金领域的需求。
下面将详细介绍铜电解精炼的工艺流程。
原料铜被加工成电解铜坯，铜坯的纯度通常在90%以上。
然后，将铜坯放入电解槽中，槽内充满了含有铜离子的电解液。
电解液通常是硫酸铜溶液，其中含有一定比例的硫酸和铜离子。
接下来，通过外加电流的作用，铜离子在电解槽中发生氧化还原反应。
正极（阳极）上的铜坯逐渐溶解，并释放出电子，形成离子态的铜。
这些铜离子随着电流的引导，向负极（阴极）移动。
在电解过程中，铜离子在负极上还原成纯铜，逐渐沉积在阴极上。
这个过程被称为电解析铜。
随着时间的推移，铜离子的浓度逐渐减少，直到最后全部被还原成纯铜。
经过一段时间的电解，阴极上逐渐形成一层纯铜薄片。
然后，将这层纯铜薄片从阴极上取下，这就是最终的电解铜产品。
该产品通常具有较高的纯度，可以达到99.99%以上。
铜电解精炼还会产生一些副产品，如铜泥和硫酸。
铜泥是在阳极上形成的，它含有一定量的铜和其他杂质。
铜泥经过进一步处理，可以提取出其中的铜和其他有价值的金属。
而硫酸则可以回收再利用。
总的来说，铜电解精炼是一种高效、经济的方法，用于提取高纯度
的铜。
它广泛应用于电子、建筑、交通等领域，满足了现代工业对铜的需求。
通过不断改进工艺流程，铜电解精炼技术也在不断提高，以适应不同规模和要求的生产。
铜的电解精炼铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，（现在普遍的工艺）用永久性不锈钢阴极作为阴极片，相间的放入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作为电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜会失去两个电子生成-2价铜离子，而贵金属和某些金属不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽低。
溶液中的-2价铜离子会在阴极上优先析出，而其他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。
这样，得到的铜纯度很高，称电铜。
简单说一下电解精炼的工艺：电解液由循环槽经电解液循环泵泵至板式换热器，加热至65℃左右以稳定的流量供到各个电解槽。
电解槽供液采用底部给液（也有的采用侧面给液）、两端溢流出液的方式，槽两端溢流出的电解液汇总后返回循环槽。
为保证电解液的洁净度，配备了专用的LAROX净化过滤机，循环系统每天抽取电解液循环量的约25%进行净化过滤。
根据电解液中杂质的情况，每天抽取部分电解液进行脱铜、脱杂处理，保证电解液中铜、酸及杂质浓度不超过极限值。
为保证电解液成分，调节阴极铜的物理性能，需在电解液中加入硫酸、添加剂。
现在普遍采用的是永久性不锈钢阴极电解技术。
它的主要优点：1、高电流密度2、极间距小3、残极率低4、阴极周期短5、蒸汽耗量低、6、机械化程度高，适用于大规模生产。
1、电解液铜离子从阳极转移到阴极的载体。
如果说阳极、阴极是铜电解过程的两个支柱，电解液则是铜电解过程中铜离子迁移的载体。
组成：C U SO4、H2SO4、H2O、添加剂（盐酸、有机化合物）。
1）H2SO4一般波动于100—220g/L，电流密度在300A/m2、电解液温度在60~65℃时要把H2SO4控制在180g/L。
电解液的物理性质——影响比电导的因素：H2SO4>电解液温度>杂质>C U2+酸度越大，电解液的导电性越好。
但是H2SO4不能无限地升高，硫酸升高时，硫酸铜的溶解度会降低，甚至析出沉淀（C U SO4·5H2O）。
铜的电解精炼详细步骤
1. 准备原料
首先，需要准备好进行电解所需的原料，包括纯铜片、硫酸铜溶液、电力以及各种设备和仪器。
2. 溶解铜矿
将铜矿与硫酸反应，使其溶解成硫酸铜溶液。
这是电解过程的重要步骤，因为只有硫酸铜溶液才能进行电解。
3. 电解过程
将溶解后的硫酸铜溶液进行电解。
在电解过程中，硫酸铜溶液中的铜离子在直流电的作用下，会在阴极上还原成金属铜，同时阳极上铜会氧化成铜离子。
4. 提取铜
在电解过程中，阴极上附着的铜会逐渐积累并形成阳极泥。
这些铜可以通过收集并清洗的方式提取出来，得到纯度较高的电解铜。
5. 回收硫酸
在提取铜的过程中，会有部分硫酸残留在阳极泥中。
可以通过将阳极泥清洗、干燥并煅烧的方式回收残留的硫酸。
6. 废液处理
电解后剩下的废液需要进行处理。
通常的处理方式包括中和、沉降、过滤等步骤，使废液中的有害物质浓度降低至安全水平后进行排放。
7. 质量检测
在提取和储存过程中，需要定期对铜的质量进行检测，确保其纯度符合要求。
质量检测通常包括化学分析和物理测试等步骤。
8. 产品储存
提取出的电解铜需要在干燥、通风良好的地方进行储存，以防止其氧化和受潮。
同时，为了保持产品质量，还需要定期进行检查和维护。
铜电解精炼过程一、过程概述铜电解精炼是以火法精炼得到的粗铜为阳极，纯铜为阴极，硫酸铜和硫酸的水溶液为电解液，通过向电解槽通入直流电，使阳极粗铜溶解并在阴极析出纯度更高的金属铜的过程。
这一过程中，阳极上的杂质或者进入阳极泥或者保留在电解液中被脱出，从而实现铜与杂质的分离。
二、电解原理1、阳极反应：粗铜在阳极上失去电子，被氧化成铜离子（Cu²⁺）进入电解液。
同时，阳极中其他电位较负的金属（如铁、锡、铅、镍等）也会溶解进入电解液，而电位较正的金属（如银、金、铂族元素）则不溶，成为阳极泥沉积于电解槽底。
2、阴极反应：电解液中的铜离子在阴极上得到电子，被还原成纯铜沉积在阴极上。
而比铜电位更负的金属离子则不会在阴极上析出，继续留在电解液中。
三、电解精炼工艺1、设备准备：电解槽通常采用多槽并联或串联的方式，槽内放置阳极和阴极，阴极通常采用纯铜薄片或电解产出的薄铜片（始极片）。
电解液则是由硫酸和硫酸铜组成的水溶液，其成分需要精确控制以保证电解过程的顺利进行。
2、电解操作：在直流电的作用下，阳极粗铜逐渐溶解，纯铜在阴极上析出。
电解液在电解过程中会不断循环，以保持其成分的稳定和均匀。
同时，需要定时对电解液进行净化和处理，以去除其中的杂质和有害物质。
3、产品收集与处理：电解结束后，阴极上析出的纯铜可以进行收集和处理，以得到所需的电解铜产品。
而阳极泥则需要进行进一步的处理和回收，以提取其中的贵金属和其他有价值的金属。
四、过程控制在铜电解精炼过程中，需要严格控制电解条件以确保产品的质量和产量。
这包括电解液的成分、温度、pH值、电流密度以及电解时间等。
同时，还需要对电解槽进行定期的检查和维护，以确保其正常运行和延长使用寿命。
总之，铜电解精炼过程是一个涉及多个环节的复杂过程，需要精心设计和严格控制才能获得高质量的产品。
通过这一过程，我们可以将粗铜提纯为高纯度的电解铜，满足工业化应用的需求。
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：Cu 99.2～99.7，Ni0. 09～0.15，As 0. 02～0.05，Sb 0. 018～0.3，Ag 0. 058～0.1，Au 0. 003～0.007，Bi 0. 0026，Se 0. 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；硫不大于0.004。
铜电解精炼的原理如下：阳极反应：Cu－2e ==Cu2+EΘCu/Cu2＋＝0. 34VMe－2e ==Me 2+EΘ2＋＜0. 34VMe/MeH2O－2e==2H＋＋1/2O2 EΘH2O/O2＝1.229VSO42――2e ==SO3＋1/2O2 EΘSO42－/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. 34V2H＋＋2e==H2EΘH＋/H2＝0. 0VMe2＋＋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。
