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冶金百科 | 铜冶金-湿法炼铜小知识(五)

2023-09-05 10:34:50 来源:中冶有色技术网
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简介:有机烧斑的形成原因是什么,如何控制? 答:经过与有机相接触的电解液难免会有微量的有机物,当其含量达到一定量时,会引起阴极沉积的铜变色,阴极板的上部尤其严重,这种黑巧克力色的沉积物称为有机烧斑。研究表明,有机烧斑是由于萃取机引起的,稀释剂对其影响不大。如果将电解液中萃取剂的浓度控制在10mg/L以下,一般也不会出现有机烧斑现象。
有机烧斑的形成原因是什么,如何控制?

答:经过与有机相接触的电解液难免会有微量的有机物,当其含量达到一定量时,会引起阴极沉积的铜变色,阴极板的上部尤其严重,这种黑巧克力色的沉积物称为有机烧斑。研究表明,有机烧斑是由于萃取机引起的,稀释剂对其影响不大。如果将电解液中萃取剂的浓度控制在10mg/L以下,一般也不会出现有机烧斑现象。

影响电积层结构的因素有哪些?

答:(1)金属离子性质。金属电沉积颗粒的粗细,决定了阴极极化过电位的大小。铅、镉、锡金属的交换电流密度最大(i≥10-³A/cm²),沉积金属颗粒较粗平均颗粒不小于10-³cm),铜、锌、铋金属的交换电流密度较小(10-3>i较粗>10-6A/cm²),沉积金属颗粒较小(平均颗粒10-3~10-4cm)。

电流密度。铜电积过程,电流密度较低,得到细晶粒;电流密度较大,(2)得到粗晶粒;电流密度过大,可能会引起杂质离子放电。电流密度较低,阴极上沉积金属速度慢,生产效率低。提高活化过电位,一般加入络合物或者加入有机表面活性物来提高电积效果。


3)金属离子浓度。电解液中金属离子浓度升高,导电性提高,能够降低电积消耗,提高电流密度。电解液中金属离子浓度降低,阴极表面出现浓差极化,电积电耗上升。铜离子浓度小于20g/L时,会产生海绵铜,电积铜产品质量不台仰。沮度。升高温度可以使盐类溶解度增加,增强电解液的导电性,得到较好的产品质量,降低电积电耗。但温度过高,会降低阴极极化作用,使晶粒变粗,电积车间酸雾增加,能耗上升。铜电积温度一般选择在50~60℃。

电积铜时,添加剂的分类及作用有哪些?

答:电积铜时,添加剂是指少量的某种物质加入到电解液中,会显著提高阴极产品质量或降低阳极板消耗。添加剂可分为无机和有机两类。无机添加剂多采用硫酸钴,有机添加剂多采用动物胶、古尔胶等。

电解液中加入添加剂,结晶过电位增大,为形成数目多、尺寸小的晶核创造了条件,确保电积铜板表面的光滑平整。这是因为在凹凸不平的基底金属上电积时,凸出的部分电流密度较大,电积速度较快,凹进去的部分电流密度较小,电积速度较慢。但是,加入添加剂,过电位增大,凸出部分的金属沉积受到抑制,凹进去部分金属沉积速度增加,使金属表面更加光滑紧密。

铜电积和电解有什么区别?

答:铜电积普遍采用Pb-Ca-Sn不溶阳极,在电积的过程中阳极发生的反应主要是氧的析出。

阳极反应为:

40H- - 4e = 2H2O+O₂         (3-34)

阴极反应为:

Cu²+ + 2e = Cu                 (3-35)

火法炼铜后的电解精炼是以粗铜为可溶阳极,在电解过程中阳极铜不断溶解,铜离子扩散到阴极还原为金属铜。

阳极反应为:

Cu-2e = Cu²+ (3-36)

阴极反应为:

Cu²+ + 2e = Cu                (3-37)

如何处理电积废液?

答:处理电积废液的目的是综合利用其中的各种有价成分,避免废酸对环境造成污染。处理方法主要有中和法、电积脱铜法、氨水中和一脂肪酸萃取法等。中和法的原理是利用各种金属离子水解沉淀酸度的差异,进行金属的分离和提取。电积脱铜是把要处理的废液放入单独的电解槽中电积。氨水中和一脂肪酸萃取法是将废液加胶脱硅,用氨水中和得到萃前原液,接着用氨皂全萃,然后依次反萃,得到钴液可用来提取钴,铜液单独电积提铜。
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