【導(dǎo)讀】一種采用溶劑萃取凈化銅電解液的方法本錯誤!分散強(qiáng)化型電解銅箔及其制造方法錯誤!硫化礦細(xì)菌浸出................錯誤!

　　

【正文】 第 22 頁 表 41 陰陽極和電解液組成 元 素 Cu S O Ni Fe Pb As 陰極（ %） 陽極（ %） 電解液 （ g/l) ～ 40～ 60 ～ ～ — 0～ ～ — 0～ 0～ — ～ ～ 1～ 3 0～ — ～ 0～ ～ 4 元 素 Sb Bi Se Te Ag Au Cl 42SOH 陰極（ %） 陽極（ %） 電解 液 （ g/l） 0～ ～ 0～ 0～ ～ 0～ 0～ — 0～ 0～ — 5～ 0～ — 0～ 0～ — — — ～ — — 160～210 電解液中 Cu2+過低時可能有其他雜質(zhì)析出； Cu2+過高時又會增大電解液電阻和可能在陽極表面出現(xiàn) CuSO45H2O 結(jié)晶。電解液還加入添加劑以改善陰極質(zhì)量。每噸電銅耗添加動物膠 25～ 50g、硫脲 20～ 50g、干酪素 15～ 40g。 H2SO4 可提高電解液的導(dǎo)電性，但硫酸濃度的升高，會使電解液中的CuSO4 溶解度降低。 鎳、砷、銻、鐵等雜質(zhì)的含量增高時，會增加電解液的電阻、降低 CuSO4的溶解度和影響陰極質(zhì)量，故對其含量需嚴(yán)格控制。 電解液溫度一般為 55～ 60℃ 。適當(dāng)提高溫度對 Cu2+擴(kuò) 散和均勻電解液成分有利，但溫度夠高反而增大化學(xué)溶解和電解液蒸發(fā) ,本設(shè)計電解液溫度取 60℃ 第 23 頁 添加劑的作用是抑制陰極表面突出部分的晶粒繼長大，從而促使其電積物均勻致密。添加劑是導(dǎo) 電性較差的表面活性物質(zhì)，它容易吸附在突出的晶粒表面上而形成分子薄膜，抑制陰極上活性區(qū)域的迅速發(fā)展，使電銅表面光滑，改善陰極質(zhì)量。 電解液中 Cl可使生成 AgCl 和 PbCl2 沉淀和防止陰極產(chǎn)生樹枝狀結(jié)晶。有時還在電解液中加入少量絮凝劑以加速懸浮的陽極泥沉淀。 為了減少電解液組成的濃度差，電解液在電解槽內(nèi)必須循環(huán)。循環(huán)方式有上進(jìn)下出和上出下進(jìn)兩種，前者有利于陽極泥沉降且液溫比較均勻，故常被采用。隨著電流密度的增大，電解液 Cu2+濃度差劇變，循環(huán)速度也需增大。 在循環(huán)系統(tǒng)中還設(shè)有加熱和過濾 設(shè)備。輸液用鉛管或聚氯乙 烯管。過去用蛇形鉛管加熱電解液， 本次采用 傳熱效率高和蒸汽消耗少的浮頭列管式石墨列管熱交換器。 電解精煉重要的技術(shù)參數(shù)是電流密度。它與生產(chǎn)率、電耗和生產(chǎn)成本緊密相聯(lián)。電流密度 Dk 是指每平方米陰極表面上通過的電流安培數(shù)，即 A/m2。提高電流密度可增大銅產(chǎn)量，但同時也會增大槽電壓和電能消耗，導(dǎo)致增大循環(huán)速度和金銀損失。其中將有一個在允許電流密度范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)上最合理的電流密度，長期實踐認(rèn)為此值為 220～ 230A/m2，本次 取 230 A/m2。 在高電流密度作用下，陰陽極間的 Cu2+濃度差更加懸殊。這樣就可能在陽極上由于 Cu2+過飽和 而沉淀 CuSO45H2O，以及 NiO和 Cu2O等來不及脫落而使陽極鈍化 ； 而在陰極上 Cu2+由于貧化而出現(xiàn)粗超結(jié)晶，甚至沉積銅粉。 槽電壓也是電解的重要技術(shù)參數(shù)，它直接影響到電能消耗。電能消耗即生產(chǎn)一噸電銅的耗電量 KWh/t。電能消耗正比于槽電壓而反比于電流效率，且電流密度增大時槽電壓也相應(yīng)增大。正常的槽電壓為 ～ ，其中主要是消耗在電解液的電阻上。 另一個重要的技術(shù)參數(shù)是電流效率，它是實際沉淀銅量與理論沉積銅量之比 ,電流效率直接影響電耗。 一般電流效率為 92～ 98%，電耗為 200～250KWh/t 銅 ,本設(shè)計電流效率為 98%。 在銅和鉛的電解精煉中，已成功應(yīng)用了周期反向電流電解技術(shù)。它使通過電解槽的直流電周期性地短時間反向，從而消除或減輕陰陽極附近 Cu2+濃度差，可大大提高電流密度和生產(chǎn)率。周期反向電流電解的正反向通電時間為20： 1，電流密度可提高到 280～ 330 A／ m2。 第 24 頁 5 銅電解技術(shù)指標(biāo) 銅電解的條件 電解液組成 電解液為硫酸銅的硫酸溶液，其組成 的選擇與陽極成分，電流密度和電解的技術(shù)條件等因素有關(guān)，一般 含銅 4050kg/m179。，硫酸 180210kg/m179。電解液的電阻隨硫酸程度的增加而降低，隨含銅量的增加而升高。為節(jié)約電能，以采用高酸低銅的電解液組成較為有利，但必須同時對陽極及電解液純度提出較高的要求，操作的電流密度也不能過高，以免影響陰極銅的質(zhì)量。電解液中的硫酸含量也不恩那個提的過高，因硫酸銅的溶解度隨著硫酸濃度的增加而降低，因此硫酸的含量高不宜大于 230kg/m179。當(dāng)陽極和電解液的純度較低時，硫酸含量還應(yīng)適當(dāng)降低。生產(chǎn)實踐表明，電解液中有害雜質(zhì)允許含量如下表 61 所示。 表 61 銅電解液中的有害雜質(zhì)允許量（ 230kg/m179。179。 ） 元 素 Ni As Fe Sb Bi 含 量 15 5 5 添加劑 為了獲得致密、平整的陰極銅，在點擊過程中了除嚴(yán)格控制各工序的技術(shù)條件外，還應(yīng)加入適量的膠狀物質(zhì)和表面活性物質(zhì)以 改善陰極表面。一般采用的添加劑有：動物膠、硫脲、干酪素和鹽酸等 ； 其作用分?jǐn)?shù)如下： （ 1）動物膠 動物膠是銅電解精煉過程中的主要添加劑，它能細(xì)化結(jié)晶，改善陰極表面的物理狀態(tài)，一般加入量為 2550 克 /噸，加入量過多時，電解液的電阻增大，陰極銅分層、質(zhì)脆。 （ 2）硫脲 硫脲是一種表面 活性物質(zhì)，點到適用時作用不明顯，通常與動物膠混合使用，能促使陰極銅表面細(xì)化、光滑、質(zhì)地致密。硫脲一般加入量為2050 克 /噸。 （ 3）干酪素 干酪素與動物膠混合使用，能抑制陰極表面粒子的生長和改變粒子的形狀等作用。一般用量為 1540 克 /噸。 （ 4）鹽酸 加入鹽酸用來維護(hù)電解液中氯離子的含量。電解液中的氯離子可以使溶入電解液中的鉛、銀離子生產(chǎn)沉淀，同時還可以防止陽極鈍化、防止 第 25 頁 陰極產(chǎn)生樹枝狀結(jié)晶。但氯離子過多時，陰極上會產(chǎn)生針狀結(jié)晶。鹽酸的一般用量為 300500 毫升 /噸。 本次設(shè)計添加劑添加的順序為： 動物膠 、硫脲、干酪素和鹽酸 電解液溫度 提高電解液溫度能增加銅離子、硫酸根離子的擴(kuò)散速度。減少極化。電解液的導(dǎo)電率隨溫度升高而增大，溶液溫度升高，槽電壓下降，對降低電能消耗有利。但溶液溫度過高，會使蒸汽消耗量增大，車間酸霧增多。操作環(huán)境惡化。所以電解液溫度一般控制在 5862℃ 為宜，當(dāng)采用 300 安 /米 178。以上的電流密度操作時電解液溫度還可以適當(dāng)提高至 6365℃ ，本次選用 60℃ 。 電解液循環(huán) 電解液循環(huán)可以促使電解液的組成和溫度均勻一致，降低濃差極化，改善陰極銅質(zhì)量。電解液的循環(huán)方式有兩種：下進(jìn) 液、上出液和上進(jìn)液、下出液。上述兩種循環(huán)方式各有有缺點。下進(jìn)液、上出液的循環(huán)方式有利于溶液充分混合。但與陽極泥沉淀方向相反，造成陽極泥沉淀困難。上進(jìn)液、下除液的循環(huán)方式對陽極泥沉淀有利，但電解液上下層濃差較大。目前國內(nèi)工廠采用上進(jìn)液、下出液的循環(huán)方式較多。循環(huán)量主要決定用操作電流密度，當(dāng)操作電流密度高時，必須采用較大的循環(huán)量以減少濃差極化。循環(huán)量一般為 1825 循環(huán)量 ， 本設(shè)計 電解液的循環(huán)方式 選 下 進(jìn)液、 上出 液 的方式， 循環(huán)量 取 20 循環(huán)量 。 電流密度 提高電流密度是增產(chǎn)挖潛的好辦法。但隨著電流密度的增大 ，槽電壓上升，電流效率下降，電能消耗也相應(yīng)增大。此外，損失于陰極銅上的貴金屬業(yè)有相應(yīng)增加。因此，一般以采用 220240 安 /米 178。， 本次 取 230 安 /米 178。 近年來，一些工廠為了挖掘生產(chǎn)潛力，在普通電解槽中采用 300350安 /米 178。電流密度進(jìn)行生產(chǎn)，在加強(qiáng)管理的情況下，也能產(chǎn)出合格的陰極銅。 如 表 62 所示： 表 62 電流密度、電流效率和電能消耗實測數(shù)據(jù) 年 份 1965 1966 1971 1972 1973 電流密度（安 /米 178。） 247 257 305 312 331 電流效率（ %） 電能消耗（度 /噸） 188 199 256 259 第 26 頁 同極中心距 縮短同極中心距能降低槽電壓，減少電能消耗，還能提高勞動生產(chǎn)率。但極距過小會引起陽極泥對陰極的污染，電銅表面粗糙，貴金屬的損失有所增加，管理不善還會降低電流效率。考慮上述因素。一般同極中心局以采用 80110 毫米為宜 ，考慮實際情況選用 100 毫米。 陽極壽命和陰極周期 陽極壽命一軍電流密度、陽極重量和殘極率來確定，一般在 1821 天內(nèi)選擇。當(dāng)電流密度采用 300 安 /米 178。時，陽極壽 命應(yīng)縮短為 1214 天。陰極周期與電銅質(zhì)量、電流密度和勞動組織等因素有關(guān)，陰極周期一般為陽極壽命的 1/3。 第 27 頁 6 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 電流效率 電流效率是指銅電解精煉過程中，陰極實際析出量與理論析出量的百分比。影響電流效率的主要因素有： (1)短路 由于電極放置不正或陰極上產(chǎn)生樹枝狀結(jié)晶而引起短路。 (2)漏電 由于電解槽與電解槽之間、電解槽與地之間、溶液循環(huán)系統(tǒng)等絕緣不良而引起的漏電。 (3)化學(xué)溶解 陰極銅在硫酸中的化學(xué)溶解速度決定用溶液溫度、硫酸濃度、銅離子濃度、三價鐵離子濃度以及溶液氧含量。由 于上述因素的影響，通常銅的化學(xué)溶解能使電流效率降低 %。 殘極率 殘極率是指生產(chǎn)出殘極量占消耗陽極量的百分比。殘極率低可以減少重熔的費(fèi)用和金屬損失，提高直接回收率；但是，殘極率過低又會造成槽電壓升高，電能消耗增加，電能效率降低，甚至還會使殘極碎片跌落槽底，損壞槽襯。因此，殘極率以選擇 1416%為宜 ，本次設(shè)計選 15%。 銅電解回收率 銅電解回收率反映銅電解過程中銅的回收程度，其計算方法如下： 銅電解回收率（％） =電銅含量（噸） ∕（裝入原料含銅量（噸） 回收品含銅量（噸）） 回收品 是指殘極、銅屑、碎銅、制取硫酸銅溶液及陽極泥等含銅物料（若陽極泥含銅本企業(yè)不能回收，則按損失處理）。銅電解回收率一般為 %左右 ，本設(shè)計 銅電解回收率 選 %。 槽電壓 槽電壓由下列各項電位降組成：電解液的電位降、各接觸點和克服陽極泥電阻的電位降、濃差極化所引起的電極電位降等項相加所得之和。工廠普通電解槽的槽電壓一般為 伏，種板電解槽則稍高一般為 伏。 本設(shè)計電解槽電壓選 伏 ， 種板電解槽 。 第 28 頁 直流電能電位消耗 每噸電解銅的直流電能消耗，實踐中使用的計算方法如 下： 直流電能電位消耗 (度 ∕噸 )=消耗直流電量（度） ∕電銅產(chǎn)量 消耗的直流電量包括普通電解槽、種板電解槽、脫銅電解槽、再用殘極槽及線路損失等全部直流電消耗量。 硫酸單位消耗 硫酸電位消耗量一般為 46 公斤 /噸。 蒸汽單位消耗 近年來，國內(nèi)大多數(shù)銅精煉廠已采用石墨熱交換器代替鉛蛇行形管加熱器，熱利用率有所提高。如采用鉛蛇形管加熱的工廠，蒸汽單位消耗量為 噸 /噸，而某廠改用石墨熱交換器以后，蒸汽單位消耗量已降至 1 噸 /噸左右。 第 29 頁 7 銅 電解精煉冶金計 算 電解槽設(shè)計計算 商品電解槽總數(shù)