铜电解添加剂的应用

1、铜电解过程中添加剂的作用和思考为了获得纯度高，表面光滑的电解铜，在电解精炼中要加入各种表面活性物质作为添加剂。就铜电解的日常技术管理看，掌握好添加剂的用量和管好电解液是最重要的工作、一、金属电结晶：阳离子在阴极放电并最终形成金属元素的过程叫做电结晶。电结晶过程就是指从离子放电出现自原子形成结晶核，到构成晶体并在阴极表面形成金属层为止的全过程。把电结晶过程看作是几个独立阶段进行的。从立体晶核的形成开始，晶核的生长是以一定速度进行的，并且沿着金属薄层的每一面，周期性地产生和传递来完成的，随着新的(平面的)形成，在界面上形成了金属层。如果晶核的生成速度大于晶核的生长速度，则得到细粒光洁的结晶。反之晶

2、粒就比较粗大，甚至出现异形结晶；晶核生成速度过快，来不及组成晶体，便得到粗疏的海棉物。电解工作的重要任务就是要使结晶核生长速度处于有利于产生细粒光洁结晶的平衡。电解阴极过程诸环节与极化有关，电结晶过程也与极化有关，所以通过改变阴极极化值就能控制结晶过程，应而在电解过程中必须加入能改变阴极电势的表面活性物质，以得到细粒光洁的结晶，理论基础就在于此。二、胶和表面活性物质对电沉积的影响加入胶和表面活性物质，可改变阴极的极化来改善晶体的特性，这种物质称之为电解液添加剂。1、硫脲等能使电析粒子细，电析面平滑，阴极点位下降、2、胶能使电析面平滑，阴极电位上升、3、有害添加剂使电析面结晶粒子极大或极小，表面

3、不平滑4、阿比通A使结晶粒子大，阴极电位下降。添加剂的作用是与金属阳离子形成络合物，因为络合物的放电延缓作用而增大了阴极的极化作用。在阴极表面形成薄胶膜，促使结晶细化。国内大多采用骨胶作为单一添加剂，盐酸作为仰制电解液中银离子而加入。三、添加剂-骨胶胶是铜电解精炼过程中最主要，最基本的添加剂，其它添加剂只能配合胶而不能代替胶，只能部分降低胶的用量而不能完全取代胶、1、 胶作为添加剂的机理胶是通过增大阴极极化值而使电析平滑的一种添加剂，在电解液中与铜离子形成吸附络合物，对于Cu+来说，胶粒吸附带电的Cu+而形成载胶体，受静电引力而趋向阴极、促使极化作用的增强，是因络合阳离子在阴极放电的延缓过程，

4、Cu+并不直接在阴极上析出而是首先从络合物上解吸。随后在阴极上析出。电铜结晶面上有发光点，说明有部分Cu+一道参与了阴极上的点结晶。加入胶以后，对结晶核生长速度有所仰制，相应地晶核生成速度就有所增加，便于得到光滑，细密的结晶。同时由于胶与Cu+形成载体，对于因阴极上的凸瘤部分，因随Cu+而去的胶粒多，就钝化了疙瘩，使其逐渐长平，当胶体在电解液中的浓度相当高时，增加了胶粒的直径，降低了胶粒的总面积，并且降低了Cu+在胶粒上的吸附作用，使大量的Cu+成不了载胶体，会使析出恶化，因而发挥不了添加剂的作用，所以，对胶作用发挥的好坏，电解液中胶的浓度是很关键的。2、胶的分解和电析消失胶在酸性电解液中，即

5、使在不通电的情况下，在一定温度下也会分解消失，因此停工检修或新建厂在通电24小时内分班加入底胶，以减少不必要的胶耗。胶在55左右时，阴极的分级电位急剧减少，经过72小时后基本消失。在25时胶很少分解，是因为胶是一种类蛋白，在酸性溶液中要有一定的温度才能分解。同时胶的分解与Cu+无关，是受浓硫酸和电流密度的影响。电流密度越大分解的越快。同时有氯离子的成在，能促进电解液中胶的分解，并且促进了胶体的凝胶化。因此在电解过程中，要求将胶均匀地，连续的加入，以避免造成电解液中有效胶浓度的急剧变化。三、 胶在电析过程中的表征和在电解液中浓度分析1、 胶添加剂的特征。在电解铜表面形成堆砌六面体闪金星结晶，比较

6、粗糙，表面电铜粒子硬而韧，疙瘩不易脱落。判断添加剂的多少，要从始极片下槽后1024小时观察，发现问题及时调整添加剂用量。2、 胶添加剂贫乏的特征。电铜较软，小疙瘩明显失去仰制，敲打阴极时发出“扑扑”的空声，析出也比较粗糙；在种板槽的电解液中缺胶时，铜皮底部和侧部明显发酥，发脆。如胶适宜侧韧性好，种板槽对胶的浓度尤其敏感。四、硫脲在铜电解用途1、硫脲在铜电解过程中作为主要添加剂效果显著，浓度在没毫升10克以上时络合物在阴极层中形成胶膜而被阴极吸收附与表面，不溶的络合物胶膜使Cu+在阴极放电发生困难，从而促使阴极极化增加；当电解液中含有镍时，这个络合物胶膜的作用更为显著。2、电解液中硫脲浓度很低，

7、即络合物的浓度不足以发生胶状沉淀时，促使阴极变细的主要作用不是络和物而是Cu2S，是由于Cu2S得去极化作用而至，Cu2S在阴极表面生成补充的结晶中心，有利于阴极结晶细化，由于活性晶核的增加，降低了真实的阴极电流密度而引起阴极极化降低。3、胶膜将钝化和阴极面轴垂直结晶的晶棱面，迫使结晶向平行于阴极面的方向生长，仰止凸瘤的生成、即使生成凸瘤也会迅速钝化，长平，由于这个胶膜吸附增大了阴极的极化电位，产生料新的晶核，有利于新的晶核中心产生，使晶核生成与晶核成长的速度处于有利于生成细密结晶的平衡，从而细化了结晶，仰制了疙瘩。4、在添加了硫脲的电解液中，当阴极由于长时间短路而发生烧板时，在阴极溶蚀部分出

8、现黑紫色的带状烧板特征，这个黑紫色带就是吸附于阴极表面的络合物胶膜。5、硫脲在电解过程中起细化作用，适量时，电铜的颜色呈玫瑰色，表面有类似细条灯芯绒状的条纹，电铜密度大，敲击发出铿锵的响声，即使铜皮原先有些疙瘩也会受到仰制，电铜上的疙瘩会迅速钝化，处理短路时疙瘩不发粘，一击就脱落，用量一般为2530克/吨残极槽要多点。6、加入硫脲比单纯加入胶的槽压要低，是因为相应降低了胶量，使电解液粘度降低，导致电解液中电阻降低。7、硫脲过量；短路烧板电铜产生黑紫色带，电铜表面有粗条纹，疙瘩增多，而且针、柱状疙瘩多，这时要采取停加硫脲12天，情况就能有好转。8、硫脲与盐酸的关系；盐酸量过大时，即易引起阳极钝化，因此盐酸应控制在0、050、07克/升。切记硫脲不能与盐酸在同一循环系统中加入。9、硫脲与干酪素的关系；