[叶国华]浅析提高电解铜质量的思路和方法.doc

浅析提高电解铜质量的思路和方法浅析提高电解铜质量的思路和方法叶 国 华（大冶有色金属有限公司生产管理部，湖北 黄石，435005）摘要：稳定和优良的产品质量，是大冶有色金属公司实施品牌建设的基础，也是公司参与国内外市场竞争的前提条件。目前我公司电解铜年产量25万吨，市场占有率6.6%，因此，提高产品产量、实施名牌战略，争创“湖北省长江质量奖”，对提升大冶有色金属公司的产品知名度，扩大电解铜市场占有率具有十分重要的意义。大冶有色金属公司冶炼厂为提高电解铜产品产量，从08年开始摸索试验，将极间距由原来的95毫米缩至88毫米，电流密度由原来的230 A/m2提升至250 A/m2，电解铜产量较07年全年相比，增产13.27%。既而，保证电解铜的高品质将成为管理实践中的重中之重。关键词：电解铜 质量 极间距 电流密度一、电解铜的质量标准纯铜因具有良好的导电性、导热性、延展性等而被广泛应用于国民经济的各个部门。但是，少量杂质的存在，对铜的上述性质影响很大。如铜中含0.0013%的砷，会龟裂，甚至粉碎；硫对铜的延展性影响很大；磷对铜的导电度影响很大，等等。因此对电解铜提出了严格的要求，并制定了国家标准。1、电解铜的化学成分应满足一号铜的标准（GB466-82）化 学 成 分 （%）主品位杂 质 含 量 不 大 于不小于砷锑铋铁铅锡镍锌硫磷总和99.950.0020.0020.0010.0040.0030.0020.0020.0030.0040.0010.052、电解铜的物理规格（1）电解铜的表面应洗净，必须充分洗净电解液。电解铜表面（包括吊耳部分）绿色附着物总面积应不大于单面面积的5%。但由于潮湿空气的作用，使电解铜表面氧化而生成的一层暗绿色者不作废品。（2）电解铜表面及边缘不得有呈花瓣状和树枝状的结粒（允许修整）。（3）电解铜表面5毫米以上的圆头密集结粒的总面积不得大于单面面积的10%（允许修整）。（4）电解铜应致密不脆，受到碰撞时，不得有距边缘三分之一以上的面板断裂现象。（5）单块电解铜的重量不小于10公斤或中心部位厚度不小于3毫米。二、影响电解铜质量的几个主要原因（一）极间距离同极之间的距离称为极间距离，简称极距。极距对电解过程的技术经济指标和电铜质量，都有很大影响。但在实际操作过程中，由于装槽操作者的责任心不强，可能造成阴、阳极不对称和极距不均匀的现象。前者，因阴极一个边缘离阳极边缘太近，而长凸瘤。另一个边缘则偏离阳极太远，而析出太薄，结果造成电铜边部薄厚不均，并结大的凸瘤。当阴极两个侧面与阳极表面距离不一，就会导致电流密度分布不均，造成近阳极的一面，易长粒子；当阴极表面不垂直，并有弯曲度大、弯角等情况，则阴极表面易粘附阳极泥，引起长粒子。目前，我国各工厂的极距，一般为70-90毫米。国外一些工厂，对阳极含贵金属较多，电流密度高于200安培/米2的条件用的极距都在100毫米以上。（二）电流密度在单位电极表面上通过的电流强度，称为电流密度。大电流密度生产是利用现有的设备、设施、人力资源等，通过提高电流密度来提高电解铜的产量，可以节约固定资产投资及生产成本。因此，国内外同行业通过不断提高电流密度来提高电解铜生产，电流密度一般都控制在250-310A/m2。提高电流密度，会使阴极附近的电解液含铜浓度贫化程度加剧。若铜离子浓度得不到迅速的补充，则引起电解液中的杂质砷、锑等的共同放电。因此，在高电流密度下生产的电解铜表面总是比较粗糙的。它不仅易于粘附阳极泥粒子，而且易于在粗糙的凸瘤粒子之间夹杂电解液，使电铜中的镍、铁、锌及其它杂质都有升高的现象。因此在高电流密度下，也必须相应地改变添加剂的使用情况和其它技术条件（电解液温度、循环速度等），以适应高电流密度的生产要求，才能保证电铜质量。三、电解铜的质量控制要想获得质量优良达到或超过国家标准的电解铜，应做好如下几项工作：1、根据阳极成分选好技术条件。各工厂使用的阳极板成分不尽一样。有的工厂阳极铜含铜高一些，有的含铜低一些，有的含杂质高一些，有的含杂质低一些，有的工厂为了提高本厂的经济效益，采取高金、高镍阳极电解，不同的阳极成分应当选择不同的技术条件。比如：当阳极主金属品位比较低时，杂质含量就比较高，电解液污染比较严重，阳极泥量比较大，所以不宜采用高电流密度电解。电解液的含铜量应控制较高些，以防止杂质放电析出。电解液的温度也应控制较高些，以有利阳极泥沉降，加快离子扩散速度，减少浓差极化。电解液的循环量应控制小些，以有利于阳极泥沉降。添加剂量应较高些，特别是对阳极泥凝集的抑制粒子生成作用比较好的胶和干酪素等添加剂，数量要适当地增加一些。极距应适当放宽。阳极品位比较高时，则正好相反。当阳极含铅比较高时，阳极容易发生钝化，在阳极发生钝化的电解槽里，阳极会有氧气析出，槽电压很高，容易造成电铜析出粗糙，长粒子，并时有打黑电铜的现象（阴极析出部分铜粉，并夹带一些其它杂质，使阴极变成黑红色）发生。所以，当阳极含铅比较高时，应采用较低的电流密度。2、根据电流密度的不同选择适当的技术条件。前面已经阐明了提高电流密度对电铜质量的影响，使电解铜的析出质量恶化，但提高电流密度是强化生产的主要手段之一。提高电流密度之后所引起的现象是：阳极溶解速度加快，电极极化和浓差极化加剧，因而带来阳极钝化，阴极有少量杂质与铜共沉积，以及粒子的生成。所以在提高电流密度时，应适当提高电解液温度和循环量，以加速离子的扩散速度，减小浓差极化，防止阳极钝化；应适当提高电解液中的铜离子浓度，防止阴极附近铜离子的贫化；应适当降低电解液含酸，以提高硫酸铜溶解度；应适当增加添加剂的用量，以便抑制离子的生成；适当提高残极率，防止因残极面积过小而引起阴极局部电流密度过于集中。3、严格控制粒子的生成在电解精炼过程中，电解铜上长粒子是经常发生的现象，往往是在阴极底部和边缘比较多，严重时出现树枝状和开花状结晶，或阴极大部分表面都布满粒子。电解铜上的粒子往往包含着较多的阳极泥和电解液，使电解铜的品位下降，严重影响电铜的质量。4、加强日常的生产技术管理，严格贯彻执行技术操作规程高的阳极质量，适当的技术条件，是生产优质电解铜的保证，但如果忽视了管理，照样产不出好的电解铜来。比如，阴、阳极加工质量的好坏，电解液温度的均一，循环量的调整，添加剂的加入是否均匀等等，都要靠我们人工去操作、去调整，其操作质量的好坏，也都与产品质量有密切关系。结束语：加大电解铜质量攻关力度，势必对人员操作、管理技能及责任心提出更高的要求。