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电解铜的技术步骤

发布时间:2017-05-16 浏览次数:  编辑:东莞市凯扬不锈钢有限公司 来源:http://www.dgkaiyang.com 

  电解铜,顾名思义,就是对铜进行电解加工得到的,可是,尽管这听上去十分容易,但是里面的过程是极度复杂的,今天就让小编带领大家认识一下电解铜的技术都有哪些步骤。

  所谓的电解铜技术就是指铜的精炼提纯技术。电解铜技术是在不断发展更新的。电解铜可以用无氧铜、废铜等作为原料。电解铜可以分为高纯电解铜(Cu-CATH-1)和标准电解铜(Cu-CATH-2)两个牌号。电解铜的纯度极高,铜含量可以达到99%。电解铜是通过电解的方法使铜离子吸附在基材上而形成铜箔。电解铜具有“导电性强”的特点,但耐弯折度相对较弱。那么关于“电解铜”的相关知识先介绍完了,我们再来说说电解铜技术吧。
        电解铜技术概论:主要由电解精炼法或电解沉积法生产得到电解铜。

  电解铜的技术有多少个步骤呢?电解铜技术之废杂铜电解精炼工艺:全称为“杂铜直接电解精炼电解铜清洁生产工艺新技术”。

  1、概述:现有废杂铜回收利用工艺存在着工艺流程长、回收率低、投资大、能耗高、利用水平低、环境污染大等问题,为此,研究开发无熔炼铸造工序的废杂铜直接电解精炼清洁生产工艺,就成为一项紧要任务。

  2、过程:废杂铜直接电解精炼电解铜清洁生产工艺是以废杂铜为原料,将原料放入阳极框架里作为阳极,用永久性不锈钢阴极板或纯铜薄片作为阴极,用酸性硫酸铜溶液作为电解液进行废杂铜的直接电解精炼。在电解过程中,阳极上的铜失去两个电子生成-2价铜离子进入溶液,而贵金属和某些金属不溶,成为阳极泥沉淀于电解槽底。溶液中的-2价铜离子在阴极上优先析出,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。因此,电解精练可得到高品位的电解铜,以及富集有贵金属的阳极泥。

  3、特点:在铜电解过程中,电解液中铜和杂质含量逐渐增加,添加剂含量不断积累,而硫酸的含量则逐渐减少,从而使电解液成分偏离所需的条件控制范围。所以必须定时定量地抽取电解液进行净化处理,并用等量的新液替换,调整电解液组成;同时也回收有价金属杂质,以保证电解精练的正常作业。

  上述电解铜技术工艺原理:

  1、由于电离的缘故,电解液中的各组分按下列反应生成离子:

  CuSO4=Cu2++SO2-4

  H2SO4=2H++SO2-4

  H2O=H++OH-

  2、在未通电时,上述反应处于动态平衡。但是直流电通过电极和溶液的情况下,各种离子作定向运动,在阳极上可能发生下列反应:

  Cu-2e=Cu2+E°(cu2+/cu)=+0.34V

  H2O-2e=1/2O2+2H+E°(O2/H2O)=+1.23V

  SO2-4-2e=SO2+1/2O2E°(O2/SO2-)=+2.42V

  H2O和SO2-4的标准电位很大,在正常的情况下,它们不可能在铜阳极上发生放电作用。

  3、此外,氧的析出还具有相当大的超电压(25℃时,若电流密度为200A/m2,则氧在铜上析出的超电压为0.605V)。因此,在铜电解精炼过程中不可能发生氧的析出,只有当铜离子的浓度达到极高或电解槽内阳极严重钝化,使槽电压升高到1.7V以上时才可能有氧在阳极上放出。至于SO2-4离的放电反应,因为其电位更正,故在铜电解精炼过程中是不能进行的。

  4、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。贵金属的电位更正不溶解,而进入阳极泥。在阴极上可能发生下列反应:

  Cu2++2e=CuE°(cu2+/cu)=+0.34V

  2H++2e=H2E°(H+/H2)=0V

  铜的析出电位较氢为正,加之氢在铜上析出的超电压值又很大(当25℃及电流密度为100A/m2时,电压为0.584V),故只有当阴极附近的电解液中铜离子浓度极低,并由于电流密度过高而发生严重的浓差极化时在阴极上才可能析出氢气。

  5、总结:废杂铜直接电解精炼过程,是在直流电的作用下,铜在阳极上以二价的形态溶解,而二价铜在阴极上以金属的形态析出的过程。在电解过程中应保持稳定的操作条件以得到高品位的电解铜。

  上述电解铜技术的工艺流程:废杂铜的电解精炼采用框式阳极、、永久性不锈钢阴极板或以电解产出的薄铜片(始极片)作为阴极,,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。

  电解铜的技术有多少个步骤呢?上述电解铜技术之电解液:

  1、电解液由循环槽经电解液循环泵泵至板式换热器,加热至一定温度以稳定的流量供到各电解槽。随着电解的进行,,电解槽中电解液成分、添加剂、温度等将会发生变化。为了稳定电解条件,必须将一部分电解液从电解槽放出,同时补充等量的新电解液,实现电解液的循环。电解液的循环方式采用电解液与阴极板板面平行的循环,即采用槽底中央进液、槽上一端出液的新“下进上出”循环方式。根据电解液中杂质的情况,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。

  2、电解液由循环槽经电解液循环泵泵至板式换热器,加热至一定温度以稳定的流量供到各电解槽。随着电解的进行,电解槽中电解液成分、添加剂、温度等将会发生变化。为了稳定电解条件,必须将一部分电解液从电解槽放出,同时补充等量的新电解液,实现电解液的循环。电解液的循环方式采用电解液与阴极板板面平行的循环,即采用槽底中央进液、槽上一端出液的新“下进上出”循环方式。根据电解液中杂质的情况,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。

  上述电解铜技术之电解液的影响:电解液温度是影响电解过程技术经济指标和产品质量的因素。实验证明,提高电解液的温度可使电解液粘度大幅度下降,电解液中悬浮的微粒得以沉降,保证不和阴极铜机械吸附。同时电解液的温度越高Cu2+的迁移速度大大增加;有利于Cu2+的传质,使阳极钝化和阴极区Cu2+浓度的贫化明显消除,从而使铜在阴极上均匀析出。

  上述电解铜技术特点:

  1、为了获得致密、平整、光滑的优质阴极铜,除了严格控制各工序电解技术条件外,还应添加适量胶状物质和表面活性物质,以改善阴极表面质量。

  2、废杂铜直接电解精炼清洁生产工艺框式阳极与整体铸造阳极不同,在框式阳极电解的情况下,随着框中废铜碎料的溶解,可以再往框中加入新的废铜碎料,因而无需中断电解作业,使电解生产能连续进行。同时,框式阳极电解也不存在阳极残极的情况。框式阳极直接电解精炼废杂铜,不仅消除了火法精炼工序,而且还可以对铸造阳极的电解作业有所改进。

  上述电解铜技术的主要设备:包括了可控硅整流器;电解槽;铜排;种板;阳极框架;锅炉:换热器;耐酸泵;高底位槽;洗板槽;耐酸罐;管道及管件等。

  电解铜技术之紫杂铜一步电解生产工艺流程:将紫杂铜挑选去杂,火烧去绝缘皮,酸浸洗去氧化层,热水烫洗净表面,压型为阳极铜极板,将阳极铜极板置于耐酸的微孔布袋内,悬挂于电解液中,经电解后制成阴极铜,此阴极铜经热水烫洗,检验合格成品阴极铜入库,使用过的电解液经压滤去渣,滤后电解液循环入槽再用。

  上述电解铜技术的特点:具有生产方法简单,设备投资少,铜回收率高,质量好,能耗低,制造成本低,对环境无污染等优点。

  电解铜的技术有多少个步骤呢?电解铜技术之湿法炼铜: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。

  电解铜技术之火法炼铜: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。

  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。

  电解铜的技术有多少个步骤呢?电解铜技术之火法和湿法的比较:

  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。

  3、前者的成本要比后者高

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