铜电解精炼工艺ppt课件

1、2016-06-10，电解分厂，铜电解精炼工艺，1，主要内容，2，电解精炼目的：进一步提纯火法精炼生产的阳极铜并回收有价金属的工艺。3，1。铜电解精炼概述，4。确定电解槽的数量，即N=(设计产量*106)/(生产天数*小时数*运转率*电流*电效率* 1.186)N=(150000 * 106)/(350 * 24 * 96% * 2226)Nc=I/DKFc=电流/电流密度*起始板面积=22000/280*0.86*0.88*2=52，槽长=52*85 200*2在直流电的作用下，阳极上的铜和具有负电位的贱金属被电化学溶解到电解液中，而贵金属不溶，变成阳极泥，沉入电解槽底部。在阴极，铜离子得到

2、电子，电子在阴极结晶并沉淀，得到阴极铜，而其他具有负电位的贱金属不能在阴极沉淀，因此它们保留在电解液中，并在定期清洗电解液时被除去。含贵金属和稀有金属(如硒和碲)的阳极泥作为铜电解的副产品单独处理，以便从中回收金、银、硒和碲。根据阴极的不同类型，铜电解过程主要分为：电解，5-8跨，9-10跨，2。铜电解精炼工艺分类。传统电解，电脑电解，9。电解液循环系统设备流程图，10，主要内容，11。铜的电解精炼过程，主要是在DC的作用下，铜在阳极上失去电子后，不可避免地会产生铜，从而引起一系列副反应，使电解过程复杂化。如果工艺条件控制得当，阳极和阴极上的主要反应如下：阳极反应(铜和一些杂质的氧化反应):铜

3、-2e=Cu2 E0Cu/Cu2=0.34V阴极反应(铜的还原反应):Cu2 2e=铜E0Cu/Cu2=0.34V，1。铜电解精炼的电极反应，12。铜电解精炼阳极板是一种阳极板，除了主要金属元素铜外，阳极铜中的杂质一般可分为以下四类：(1)明显比铜更负的元素：锌、铁和镍；(2)形成不溶性化合物的元素：铅和锡；(3)明显比铜更积极的元素：银、金和铂族元素；(4)电位接近铜但比铜更负的元素：砷、锑和铋；2。电解过程中阳极杂质的行为。阳极上的铜和比铜更具负电性的金属被电化学溶解，并以离子状态进入电解液。电解液中的铜离子在阴极上电化学沉淀，成为阴极铜。电解液中电负性大于铜的离子被收集在电解液中，并在清

4、洗电解液时被去除。电负性大于铜的金属和一些难熔化合物不溶于电解液，以阳极泥的形式沉积在电解池中。金、银、硒、碲等贵金属的综合回收。14、铜电解车间的电路连接，1。阳极导电棒，24个中间导电板，5个。阴极导电棒，其串联在相同的交叉电解槽之间；电解槽中同名电极并联；电解槽中相邻的阳极和阴极串联连接。15，主要内容，16，1，主要技术条件，铜电解精炼中使用的电解液是由硫酸和硫酸铜组成的水溶液。该溶液具有良好的导电性、低挥发性和稳定性，因此电解过程可以在较高的温度和酸度下进行。为了保证正常电解，电解液应保持在一定温度，一般为5865。提高电解液温度可以改善Cu2的传质条件，降低电解液的粘度，使漂浮的阳

5、极泥易于沉降，增加各种离子的扩散速度，降低电解液的电阻，从而提高电解液的电导率，降低电解池的压降，降低功耗成分：Cu99.0%，块重：2705公斤，规格：870 840毫米，成分：Cu99.0%，块重：2855公斤，规格：900 840毫米。为了在铜电解中获得良好的技术经济指标，除了控制阳极铜的化学成分外，还要求阳极具有良好的物理性能。大耳朵和小耳朵，对称耳朵，18。阳极板的内部质量主要是指主要金属铜的等级和杂质含量。根据云南铜电解生产的特点和要求，进入电解生产的阳极铜的化学成分应符合下表的要求。阳极外观质量主要指块重、厚度、弯扭、平直度、飞边、毛刺、鼓包、气孔、冷夹层、夹渣等控制指标。19、

6、1.3阴极，起始板的尺寸通常略大于阳极的尺寸，即它长1060毫米，宽2070毫米；比阳极铜板宽；起始板的厚度由许多因素决定，如电解铜的质量要求、采用的电流密度、加工能力、电解周期等。永久不锈钢阴极板。20，电解液循环在搅拌溶液中起作用，从而使电解槽各部分中电解液的成分趋于更加一致，热量和添加剂被转移到电解槽中。过滤后，电解液中的悬浮物质被去除，以保持电解液足够清洁，从而生产出高质量的阴极铜。1.4电解液循环，21。底部进液、顶部出液方式：优点：电解液充分混合，减少浓差极化，液面漂浮的悬浮物容易从漏斗中溢出，电解槽内温度、溶液组成和添加剂组成分布均匀。缺点：电解液流向与阳极泥沉积方向相反，不利于

7、阳极泥沉积，影响阴极铜质量，增加贵金属损失。22，1.5极间距和极间距离通常表示为同名电极(阳极和阴极)之间的距离。缩短电极间距优点：可提高单个电解槽的利用率，在几乎不增加设备的情况下提高产量，降低电解质电阻，即降低电解槽的电压降和电解铜的DC功耗。缩短电极之间的距离缺点：这会增加沉积过程中阳极泥附着在阴极表面的可能性，这不仅会增加贵金属的损失，还会污染阴极表面。这将大大增加阳极和阴极之间短路的机会，并导致电流效率降低。为了消除短路，它将不可避免地消耗大量的劳动力。生产实践表明，极距每增加10，电池电压将增加43mv。因此，缩短极距是降低电解槽电压和电解DC功耗的有效措施之一。23，电流密度通

8、常指阴极电流密度，即通过单位阴极板面积的电流强度。工厂使用的电流密度单位是安培/平方米。电流密度是铜电解精炼中最重要的技术经济指标之一，也是影响金属镀层结构和性能的主要因素。1.6电流密度，24。增加电流密度有以下优点和缺点：1 .它可以在不增加设备的情况下提高产量和劳动生产率。对于新建工厂，在保证相同产能的前提下，可以减少电解槽数量，节约投资；2.随着产量的增加，单位产品的劳动工资和维修费用将相应减少；缺点：1 .增加电流密度会增加功耗；2.增加电流密度会相应地增加电解液的循环，增加金银的损失；电流密度在220300A/m2的范围内，电池电压增加约1mv，DC功耗增加约0.8kwh/t阴极铜

9、。25，2，主要指标，2.1优质品率，指生产出的合格阴极铜块数量与生产出的阴极铜块总数之比。阴极c，2.2电流效率，27，影响电流效率的因素分析：28.2.3阴极铜的电耗和铜电解精炼的电能消耗是根据每生产1吨阴极铜消耗的直流电或总电能消耗(交流电消耗)计算的。电能消耗能直观地反映电解生产的技术水平和经济效果。Ece=(an-ca) El Econ Ep，其中Ece为电池电压，an为阳极电位，cn为阴极电位，El为电解质压降，Econ为导电棒上的压降，Ep为各接触点的压降。W=1000E /(1.1852)，其中：w DC功耗，kw . h/t；电池电压，v。当前效率，1.1852铜的电化学当量

10、，g/(Ah)，29，主要含量，30，1，阴极铜质量标准(GB/T 467-2010)，阴极铜表面应洁净，无污泥、油污、电解残渣和杂质。在阴极铜表面(包括吊耳)，绿色附件的总面积不超过单个表面面积的1%。由于潮湿空气的作用，阴极铜表面被氧化成深绿色，不能作为废品使用。阴极铜表面和边缘不得有花瓣状或树枝状颗粒(允许修整)。阴极铜表面5上方带有圆头的致密颗粒的面积不超过单面面积的10%(允许修整)。化学成分(ppm)，表面质量，31，2，长阴极铜颗粒的原因分析，固体颗粒附着在阴极上引起的颗粒，添加剂比例不当引起的颗粒，局部电流密度过大引起的颗粒，固体颗粒附着在阴极上引起的颗粒，以及金属铜粉的粘附。

11、一价铜离子不稳定或自行分解分离出铜粉，反应为2Cu=铜(粉)Cu2。Cu2O的附着。如果新阳极表面的氧化亚铜在装罐前清洗干净，没有酸泡，或者浇注产生的鼓包中有氧化亚铜粉末，则校准阳极时鼓包基本破裂。然而，如果鼓包内的氧化亚铜粉末被带入电解过程，并且没有与硫酸充分反应，它可能以氧化亚铜薄片的形式附着在阴极上，并且松散的薄片颗粒将在此基础上生长。阳极泥粘附。沉积过程中，阳极泥浆附着在阴极表面。漂浮阳极泥的附着。漂浮的阳极泥密度低，粒径小至几微米，难以沉降，因此漂浮在电解液中，容易附着在阴极铜表面，成为铜颗粒的生长中心或混入阴极铜的裂纹中，影响阴极铜的化学质量。33、2.2添加剂比例不当引起的颗粒，

12、明胶硫脲氯离子，当它们的比例不当时，会使阴极铜长出长颗粒。添加剂是指少量添加到电解液中的物质，在调节沉积物的物理性质(如光泽度、光滑度、硬度和韧性)方面发挥特殊作用。铜电解精炼中使用的添加剂大多是表面活性物质。目前，国内铜电解厂常用的添加剂有胶水、硫脲和盐酸。实践表明，添加适当的添加剂是获得结构致密、表面光滑、气体及其它有害杂质少的优质阴极铜的有效措施之一。有人说没有添加剂就没有工业铜电解。34、2.3对于局部电流密度过高引起的颗粒，当阳极不均匀或阴极板表面弯曲时，阳极和阴极之间的距离过近，导致电流分布过大，电源线集中。首先，这一部分的结晶是粗糙的，然后密集而细小的圆形颗粒生长。生产统计表明，

13、由于阳极不平整或阴极板表面弯曲，导致阴极铜板表面有许多颗粒生长，这种阴极铜被评为不合格产品，其数量占所有不合格阴极铜的40%以上。因此，在铜电解精炼过程中，启动板的垂直度和槽内阳极的悬垂性是非常重要的指标。35，3，对策，槽面上的操作人员应直线进入槽内，等距居中并对齐，以减少短路并消除偏差，从而使电流密度能均匀分布在板面上。交流电根据技术要求，加强电解液温度和流量的检测和控制。合理调整添加剂的用量。在保证电铜质量的前提下，应根据输出要求合理控制电流密度。在铜的电解精炼过程中，电解液的成分不断变化，铜离子的浓度不断上升，杂质不断在其中积累，硫酸的浓度逐渐降低。为了将电解液中铜、酸和杂质的含量保持在规定的范围内，需要对电解液进行净化和调整，以保证电解过程的正常运行。电解液净化的目的是：a .去除电解液中的砷、钙、镁等杂质；b、回收铜、镍、金、银、锑、铋等有价金属；c、过滤分离电解液中的阳极泥和悬浮物，保证电解液的澄清度和纯度；d、保持电解液中铜和酸浓度的平衡，满足生产系统对电解液成分控制的要求。1.铜电解液净化概述，38。电解液净化系统工艺流程图，39。1.1硫酸铜的生产，40。41.平行循环连续电沉积除砷阳极：铅钙锡合金铅阳极阴极：铜渣除砷电耗：14，500千瓦时/tas，砷锑渣成分：约50%的铜和20%的砷42，电积脱砷反应配方：阴极：铜22ecu H3 as