添加剂对阴极铜质量影响的分析与探讨
浅谈影响电解铜质量的因素及措施
往需要添加一定的活性物质，最为常见的主要包括明胶、硫脲、
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C 封面报道 over Report
干酪素、盐酸等。明胶可以提高阴极铜结晶的纯度和净度，提高 光滑度，极大压制表面结粒。硫脲能够提高阴极铜结晶的细化 和密度，发挥细化结晶的功能。盐酸是一种添加剂，能够将部分 AgCl 沉淀转移到阳极泥，控制贵金属的沉积，提高阳极的光滑度。 2.5 电流密度、同极距
使得 AS、Sb、Bi 等物质能够有效在阴极处析出，Cu2+ 浓度的变
化将直接影响电阻、槽电压、电能消耗的变化，同时呈现出正相
关的关注。在到达某一点时会析出硫酸铜。
表 2 解液的组成成分
元素 g/L
Cu 45~54
Ni ≤ 15
As ≤ 15
Sb ≤ 1.2
Bi ≤ 0.6
H2S2O4 170~190
浅谈影响电解铜质量的因素及措施
C 封面报道 over Report
赖长盛
（江西铜业（清远）有限公司，广东 清远 511500）
摘 要 ：近年来，冶炼行业的工艺和技术获得了较大的进步，电解铜也拥有了较高的质量和水平，电解铜的质量与下游产品质
量之间呈现出明显的正相关关系，同时高品质的电解铜，将极大提升下游产品的经济效益。对电解铜质量的影响因子是复杂多
2.3 电解液温度、循环
电解液容易受到温度的影响，温度与电解液的粘稠度之间
呈现出负相关的关系，也就是当温度相对较低时，将加大电解
液的粘稠度，进而阻碍了阳极泥的堆积，电解液电阻值较高，需
要产生较大的能耗。不可忽略的是，铜离子本身的扩散能力与
阴极处铜离子贫化几率呈现负相关的关系，当温度到达某一高
详解还原剂和添加剂对化学镀铜的影响
详解还原剂和添加剂对化学镀铜的影响陈冠刚 刘镇权 吴培常（广东成德电子科技股份有限公司，广东 佛山 ５２８３００）摘 要 文章对还原剂和添加剂进行极化测试，测试结果表明不同试剂在化学镀铜中作用是不同的。
其中主添加剂ＥＤＴＡ所起的作用为螯合，辅添加剂ＴＥＡ起到抑制甲醛还原二价铜粒子的目的，而辅添加剂Ｅｎ除了起到吸附的作用，还能起到抑制一价铜离子的生成，这些都为其后的ＡＦＭ（原子力量微镜）测试、电阻率测试及ＮＳ测试结果所证实。
关键词 化学铜；添加剂；螯合效应；吸附作用中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1009-0096（2018）09-0014-05Effects of reductive agents and additives agents on electrolesscopper platingChen Guangang Liu Zhenquan Wu PeichangAbstract In this study , ethylenediamine tra-acetic acid EDTA tri-ethanolamine TEA and ethylenediamine, wherein as additives agents in electroless copper plating, with formaldehyde as the reduction voltammetry was successfully applied to analyze the potential shift of copper complexes and the adsorption additives agents on surface. Moreover, the grain size and surface roughness of copper were investigated by microscopy AFM and data of NS . The experimental results for a dual- additives agents system indicated that EDTA plating in chelating, while the main effect of TEA is adsorption on copper surfaces to inhibit formaldehyde and ethylenediamine is a prominent refining agent owing to its markedly higher adsorption strength on formaldehyde and TEA. The analyses including linear sweep voltammetry AFM and NS are effective of additives agents on electroless copper plating and deposits Key words Electroless Copper Plating; Additives; Chelating Effect; Adsorptive Effect自从1947年Narcus首次开发出化学铜技术以来，几经优化和改制，现已发展成为双面多层PCB制作中最为关键的控制工序之一。
探讨提高阴极铜品质的途径
关键词 ： 高纯阴极铜 ； 物理品质； 化学品质； 结晶； 杂质； 粒子 中圈分类号 ： Ｆ１；Ｆ０． Ｔ １ ８３ ２ ８ Ｔ ７ 文献标识码： Ａ
Ｓ ＵＤ Ｔ ＹＯ Ｉ Ｒ Ｖ ＭＥ Ｔ Ｎ Ｃ Ｔ Ｄ Ｏ Ｐ ＲＱＵＡＬ Ｔ Ｎ ＭＰ Ｏ Ｅ Ｎ ＳＩ Ａ ＨＯ ＥＣ Ｐ Ｅ ＩＹ
名 称
成分 ｗ／０‘ １ 一
Ｓ ｅ Ｆ ｅ
ｂ Ｓ ７． ６
Ｃ ｄ ０． ５
一
Ａｓ ３ ７ ６．
＜ ５． ０
Ｐ １６ ．
一
Ｐ ｂ
６ ３
＜ ５． ０
杂质总和
＜ ２ ９． ８ ２
结晶粒子 高纯阴极铜
２ ７ ３． １
＜ ２． ０
＜ ２． ０
＜ ２． ０
＜ ４． ０
＜１ ． ５０
＜６ ０ ． ５
从表 １ 可以看出， 结晶粒子中杂质元素的含量 大大超出了高纯阴极铜的要求。因此， 各个电解厂 都采取措施来控制阴极铜结晶粒子的形成。 ３３ 花瓣状和凸瘤状的结晶粒子形成原因及控制 ．
阴极铜在化学品质方面不仅要求所有杂质元素质量
收稿 日期： ０ 一１ 一１ ２ ６ ２ ３ ０ 作者简介： 吴文明， 有色冶金专业高级工程师。
２。 １
阴极铜化学品质的控制
杂质元素对阴极铜品质的影响
吴文明： 探讨提高阴极铜品质的途径
阴极铜中杂质元素主要有 １ 种 ， ８ 不同的杂质元 素对阴极铜机械性能的影响也有较大的差别， 但所
还不太明了。 ２２ 杂质进入阴极铜的途径 ．
杂质进人阴极铜主要有两条途径， 一是机械粘
附， 二是放电析出。铅主要是通过机械粘附进入阴
极铜。阳极板中的铅在电解过程中与硫酸作用生产
铜电积添加剂(盐酸)探讨
关于铜电积工艺是否添加盐酸的探讨铜电积行业对添加盐酸的正面作用并未有明确的结论，但Cl-带来的负面影响是加快了不溶阳极的溶解，缩短阳极使用寿命，影响阴极产品质量。
现分别从电积工艺添加盐酸带来的危害及铜电解精炼添加盐酸的作用两方面来探讨铜电积工艺是否必要添加盐酸。
一、电积工艺添加盐酸带来的危害铜电积普遍采用变质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。
在酸性溶液中，氧的析出只有在电极电位更正于平衡电位的条件下才能实现。
在此之前，阳极处于热力学不稳定状态，将可能发生如下反应：金属铅按下列反应氧化成二价的硫酸铅：Pb＋SO42-－2e＝PbSO4 (1)ε0＝－0.356 V/SHE二价的硫酸铅氧化成四价的二氧化铅：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋H2SO4＋2H+(2)ε0=1.685 V/SHE金属铅直接氧化成四价的二氧化铅：Pb＋2H2O－4e＝PbO2＋4H+(3)ε0＝0.655 V/SHE氧的析出：2H2O－4e＝O2＋4H+ (4)ε0＝1.229V/SHE因此，铅基不溶阳极严格意义上来说是铅基PbO2阳极。
由于盐酸的添加，电积液中的Cl- 在电场的作用下吸附在阳极表面，阳极表面的PbO2晶格中的氧离子可被Cl-取代，使得铅基表面的PbO2层变为PbCl2盐层，破坏了阳极表面的PbO2钝化层，加快了阳极的溶解。
同时，Cl-还可能氧化成ClO3-，其结果也将加速阳极的腐蚀。
因此，添加盐酸不仅使铅阳极腐蚀加剧，造成铅阳极单耗增加，而且还导致阴极铜含铅高。
此外，Cl-会腐蚀设备，使电积槽上空含氯升高，恶化操作条件。
二、铜电解精炼添加盐酸的作用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。
添加盐酸的作用有：（1）减少阳极的钝化。
铅在铜熔体中的溶解度很小，铅以金属颗粒存在于阳极铜中。
在电解过程中，比铜负电性的铅优先从阳极溶解，生成难溶的PbSO4、PbO2等薄膜覆盖于阳极表面，使槽电压上升且引起阳极的不均匀溶解，盐酸的添加能加速铅及其化合物的溶解，减少阳极的钝化；（2）减少银的损失。
复合添加剂对交直流叠加电解精炼铜的影响
结果表明 ： 自制复合 添加剂 均能不 同程度 的改善 阴极铜质量 ， 添加剂 Ⅷ（ 含硫脲 ５ｍ ／ 、 ｇ Ｌ 聚丙烯酰胺 １ ｇ Ｌ和 添 ０ｍ ／ 加剂 Ａ０ ６ｍ Ｌ 和 Ｘ（ 氯化钾 １ ｇ Ｌ 硫脲 ５ｍ ／ 、 ． Ｅ ） ／ 含 ０ｍ ／ 、 ｇ Ｌ 明胶 ６ｍ ／ ｇ Ｌ和添加剂 Ａ０ ６ｍＥ Ｌ 是两种作用效果较好 ． ／ ）
的复合添加剂 ， 可以明显改 善阴极铜质量 ， 有望成 为未来铜 电解精炼工艺 中的新型复合 添加剂 。 关键词 ： 铜电解精炼 ； 交直流叠加 电源 ； 复合添加剂
中图 分 类 号 ：Ｆ １ Ｔ ８１ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｔｈ ｎ ｕ ｎｃ ｆＣｏ ｐ ｕ ｄ Ａｄ ｉｉ ｅ ｎ Ｃｏ ｅ ｅ ｔ ｏ ｅ ｎ ｎ ｅ Ｉ ｆ ｅ ｅ ｏ ｍ ｏ ｎ ｄ ｔｖ ｓ ｏ ｐｐ ｒ Ｅｌ ｃ ｒ ｒ ｆ ｉ ｇ ｌ ｉ
第３ ２卷第 ４期
２１ ００年 ８月
甘
肃
冶
金
Ｖ０． ２ Ｎｏ ４ １３ ．
ＧＡＮＳ Ｕ ＭＥＴ ＡＬＬ ＵＲＧＹ
Ａｕ ． ２ １ ｇ ，０ ０
文 章 编 号 ：６ ２４ ６ （ ００ ０ －０ １０ １７ － １ ２ １ ）４０ ０ － ４ ４
复 合 添 加 剂 对 交 直 流 叠 加 电解 精 炼 铜 的 影 响
王绍灼 ， 李德 刚， 于先进 ， 董云会 ， 张丽鹏
（ 山东理工大学化学工程学院 ， 山东 淄博 ２ ５４ ） ５ ０９
摘
要： 以氯化钾 、 明胶和硫脲 为基 础添加剂 ， 复配聚丙烯酰胺 、 十二烷基苯磺酸钠 、 精和添加剂 Ａ中的一 种或几 糖
种制得一系列复合添加剂 ， 研究其对交直 流叠 加电解精 炼铜 的影响 ， 并对复 合添加 剂 的作 用机理 进行 简单探讨 。
阴极铜板面发黑、分层、长刺的工艺探讨
阴极铜板面发黑、分层、长刺的工艺探讨2007年新疆有色金属29阴极铜板面发黑,分层,长刺的工艺探讨宋连民(新疆新鑫矿业股份有限公司阜康冶炼厂831500)摘要阐述了阴极铜板面发黑,分层,长刺出现的原因,针对此现象阜康冶炼厂采取了一些具体措施,如添加剂中增加骨胶和硫脲用量.减少体系中的悬浮物和有机物含量以及加强槽面的管理等,使我厂阴极铜的物理品级率达到96%.关键词阴极铜工艺探讨添加剂1概述随着现代工业的发展,国际,国内市场对阴极铜的质量要求越来越严格,这不仅表现在对阴极铜的化学品级率的要求,物理外观也让众多的客户,作为衡量阴极铜质量的重要标准之一.阜康冶炼厂在2002年底到2003年初,由于对国内首次使用的不溶阳极电积铜的铜冶炼工艺,实践经验不足,造成近百吨的阴极铜板面发黑,夹层,且边沿长刺,长疙瘩等一系列的现象.2工艺流程焙砂烟尘图1工艺流程高冰镍在镍系统经过常压和加压浸出后,产出铜渣,铜渣在氧化焙烧炉内,沸腾氧化后,产出含硫1.5%,含铜60%左右的焙砂,用一定量的电积后液进行浆化浸出,在浆化浸出过程中,焙砂中的氧化铜和电积后液中的硫酸反应.浆化浸出浆液经两次板框压滤后,滤液进入调配槽,在充分调配后,得到含铜45g/l,含酸l10g/l左右的电积液.电积液经泵输到电解槽的进液管中,在分液管的作用下,均匀地分配到每个电解槽中.经电积后的溶液,部分进入到电积后液储槽,然后返回浸出配料;部分再进入到调配槽中与浸出液进行混合调配,调配好的溶液继续返回电解槽继续电积生产阴极铜.3原因分析影响阴极铜阶段性板面发黑,分层,长刺的主要原因是①添加剂的配比失调;②体系中的悬浮物及有机物较多;③槽面管理.3.1添加剂的配比及加入方式(1)添加剂的主要作用:加入适量的添加剂是获得结晶细小,结构致密,表面光滑,杂质含量小,有较强抑制疙瘩生长的作用.又由于它的表面吸附作用, 能降低微晶的增长速度,有利于新晶核的产生.从而获得致密平整,结构细小的阴极铜.如果量不够,阴极铜表面的尖端,棱角部位,不能开成导电的不良薄膜,致使阴极铜长粒子,长毛刺.(2)添加剂的加入在铜冶炼中是一个非常重要的操作环节,阜康冶炼厂加入的添加剂主要有骨胶,硫脲,甘酪素.(3)添加剂的加入量及配比不合理,只根据理论而不切合生产实际.添加量只按骨胶125g/t?Cu,硫脲20—40g/t?Cu,甘酪素20—60g/t?Cu加入.在处理问题期间,冶炼厂每班加一次,每次加入2.5 kg的骨胶,硫脲加入量450g/班,甘酪素以前基本不加.由于加入量的严重不足,且加入不均匀,均易造30宋连民:阴极铜板面发黑,分层,长刺的工艺探讨第2期成板面发黑,长刺,分层等现象,通过长久的实践发现:添加剂的加入量不足,是造成阴极铜板面发黑,分层,长刺的主要原因.3.2体系中的悬浮物及有机物较多电积液中的悬浮物主要是在压滤浸出浆液时,出现了跑浑现象,阳极颗粒的脱落产生了阳极泥.所有的这些细小的颗粒在调配槽和电解槽中,在循环液的冲击下,不可能全部沉积,很多悬浮在电积极液中,粘附到阴极上就很容易成为结晶的核心而继续生长,成为粒子,长成疙瘩.3.3槽面管理(1)始极片的制作和烫洗.始极片在加工时,必须要平直,无刺,且必须压纹以增加其钢度,避免其在电解槽中弯曲,造成局部电流密度过高或短路现象,形成疙瘩和板面发黑;烫洗不净,由于始极片表面的油污,结晶,或其它脏物,易造成电积时,铜不易吸附,容易出现分层现象.(2)由于操作人员的责任心不强,可能在下槽时造成阴阳极不对称,极矩不均匀的现象,造成阴极一个边缘离阳极较近,易长疙瘩.4杜绝阴极铜板面发黑,分层,长刺的系中去.(3)甘酪素由以前的不加,改为含镍在3Og/l左右时,将甘酪素加入到10%的氢氧化钠溶液中溶解后,再加入到体系中去.4.2减少体系中的悬浮物和有机物含量(1)悬浮物的处理:加强对板框过滤工序的管理,发现滤布损坏或其它的跑浑现象时应及时处理.在平整阳极时,专门要求在车间制作的工作台上进行平整,及时将阳极板上的脱落物清出现场.(2)有机物的处理:有机物的主要来源是输液泵的润滑油泄漏到地沟中,又将地沟水打人到体系中, 因此,为杜绝此现象的发生,必须加强对泵的管理,并制定出相应的考核办法,其次是及时将进入地沟中的油质,用海绵或活性碳连续地进行吸附,过滤.避免有机物进人体系中.4.3槽面管理(1)对始极片的生产和制作标准作重新调整,由质检员每天对已加工的始极片作抽样检查,并用相应的制度对加工人员进行考核.(2)修改完善了电调工的岗位操作规程和考核办法,增大品级率的奖励力度,彻底杜绝了因操作人员的主观原因,造成的阴极铜物理品级率低的因素.具体措施5结束语前期由于现场经验不足:①认为引起板面发黑的主要原因是电流太高而烧板造成的,若在出槽前两小时,只要将电流降低一些,发黑的铜板会变回原样;②在添加剂的使用过程中,忽略了蒸发结晶带走的添加剂的量;③出槽时烫洗不净,烫洗水酸度不够等等原因造成的.通过长时间的现场摸索,终于找到问题的根本所在,并采取了如下措施.4.1添加剂中增加骨胶和硫脲用量(1)骨胶加入量由以前的2.5kg/班增加到7.5kg/班,且将配好的骨胶溶液由以前的间断性加入,改为连续,均匀,稳定地加入到每个电解槽中去.(2)硫脲加入量由以前的450g/d增加到450g/班,且要求连续,均匀,稳定地加入到每个体(1)通过近几年的实践和摸索,阜康冶炼厂阴极铜的物理品级率达到96%,呈逐步上升的趋势,同时我们积累了很多有关阴极铜生产的宝贵经验. (2)本人认为,阴积铜的物理品级率受综合因素的影响,除上述三方面的因素外还有如电流密度,电积液的温度,液的循环速度,电解液的成分,极间距等等的影响.如果某一个环节出现问题,均可能对阴极铜质量造成影响.因此,在生产过程中,必须将各工艺参数控制得当,才能生产出优质的高纯阴极铜. 参考文献[1]朱祖泽,贺家齐.现代铜冶金学.北京:科学出版社.2003.收稿:2006—11—29。
铜电解精炼中添加剂的工艺研究
M etallurgical smelting冶金冶炼铜电解精炼中添加剂的工艺研究范宁宁1，2摘要：在铜电解精炼中，添加剂对阴极铜质量起着重要作用。
合适的添加剂配比及用量能够有效抑制铜粒子的生长，生产出表面光滑、结构致密的优质阴极铜。
结合目前已知的添加剂使用机理，利用独立循环的电解实验槽研究了添加剂用量变化对阴极铜质量的影响。
实验槽电解液以生产系统电解液作为母液，每周期实验结束后更换，初始添加剂剂量以生产系统为准。
控制电解液温度61℃～65℃，电解液成分Cu2+45g/l～52g/l，Cl-50mg/l～60mg/l，H2SO4175g/l～185g/l，As11g/l～13g/l，Ni11g/l～13g/l，实验周期为9天～10天。
实验表明，骨胶大量增多，阴极铜板出面出现圆头粒子、正四棱锥状及鳞片状亮晶，且增加底部成片粒子出现概率；硫脲大量增多，阴极铜表面出现细小亮晶，后期会出现圆润小粒子及针状粒子。
关键词：铜电解；添加剂用量；阴极铜质量添加剂作为电解精炼中最重要的工艺控制要素，对阴极铜质量起着至关重要的作用，其添加量的精准控制则是重中之重，但目前国内暂无科学准确的方法检测其在电解液中的含量，主要依靠技术人员的生产经验加以辨识，对添加剂的使用缺乏系统化、精细化的管理。
电解厂通过独立循环的电解实验槽，模拟系统添加剂极端变化情况，记录阴极铜板面生长情况和质量变化，梳理总结添加剂变化的生产实践，推行添加剂精细化管理，对后续电解生产起重要的指导意义，同时缩短技术岗位技能培养周期。
1 添加剂添加剂主要是以较少量加入电解液中，起着调节沉积物物理质，如光泽度、平滑度、硬度或韧性等特殊的作用。
铜电解精炼所采用的添加剂多为表面活性物质。
目前，国内铜电解厂普遍采用的添加剂有胶、硫脲、干酪素、盐酸等。
紫铜电解车间使用的添加剂为骨胶、硫脲、盐酸。
骨胶，颗粒状金黄色半透明固体，是铜电解精炼过程最主要、最基本的添加剂，骨胶以水溶液形式进入电解液中，在阴极铜表面形成一层胶膜，使阴极电化学极化增强，起到抑制粒子生长，细化结晶的作用。
添加剂对电解铜箔的作用 钟孟捷
添加剂对电解铜箔的作用钟孟捷摘要：我国电子工业生产中十分重要的材料资源之一就是电解铜箔，添加剂对电解铜箔的重要性是非常明显的，我国科技信息技术的进一步发展，对电子产品印刷电路板制作需求也在逐年提升，就需要升级电解铜箔技术来适应时代发展要求，改良电解铜箔添加剂，根据其发展趋势来针对性研究，能够分析出其添加剂发展特点以及趋势，给日后我国电解铜箔生产发展提供依据。
关键词：电解铜箔，添加剂，作用在我国电子工业当中，电解铜箔是利用电沉积技术取得沉积层，此技术有非常多的有点，例如效率高、纯度高以及操作简便等，在很多电子工业领域普遍使用，制造电解铜时，要提升质量以及效率就需要将添加剂应用于制备中，很多种类的添加剂都可以应用到其中，能够发挥出非常重要的作用，胺类化合物能够增强高电流密度区组化作用，添加剂可以使产品的性能得以提升。
1 电解铜箔发展历程其历史十分悠久，1840年就有相关专利申请，日后研究当中，学者发现酸性镀铜操作便捷，且能够很好的处理废水以及具有较高的安全性能，应用添加剂于电解铜的生产当中反应更佳，人们开始对电解铜箔添加剂重点研究，最早可追溯至1940年。
上世纪40年代，有学者指出应用硫脉和衍生物当做电解铜实验的光亮剂使用，能够让镀层变更脆，实用价值不高，那么就需要调整硫脉的性能，进行试验时，有关人员应用了类似乙酞硫脉、硫脉衍生物等来代替，也试图利用加入甘油等添加剂来减轻镀层脆性，但效果不明显。
上世纪70年代，不少西方国家对新型光亮剂进行了研究，且获得了较好的效果，镀层平整性、光亮程度以及韧性都有着很好的提升，在温度大于30℃的情况下，镀层整体性能就会产生显著的降低，不少国家继续对其进行研究，想要研发出可以地改良镀层综合性能的添加剂。
1988年德国学者研制出一类名为cuprostar的单一无硫添加剂，是电解铜添加剂的一大进步，意味着添加剂朝着单一化的方向发展。
直至上个世纪末期，有关添加剂的研究才逐渐增多，不少国家开始重点关注染料添加剂，应运而生出了安丽特869、瑞期869以及大和210多种复合染料，该添加剂虽说可以取得更好的平整性以及光亮度更加，但镀层脆性也增加了，对后续加工非常不利。
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到基本适合的添加剂用量和配比为：
骨胶180 g/t·Cu、
硫
脲 90g/t·Cu、干酪素 15 g/t·Cu，但相比国内同行业来
说，添加剂用量较高。因此，为了稳定提升阴极铜的
质量，用结合侯冶电解精炼的实际情况，在稳定生产
工艺参数的条件下，为寻找最佳的添加剂用量和配
酪素所为。干酪素的析出特征是在电解铜表面形成
酰胺 10 g/(t·Cu)为侯冶电解精炼的最佳添加剂用量
和配比来指导以后的生产。
木胶状结晶，并在薄阴极上形成独特的惊叹号状的
2.4
粘附于阴极板面并滑落而形成，经检查过滤电解液
建议
纹路。添加适当时，电解表面细腻光滑，具有硫脲细
（1）建议增设电解精炼过程中添加剂的工业监
③阴极铜板面粒子多且大，粒子或硬或糟，粒子或圆
头状或针刺状；④阴极铜表面条纹粗，断面结晶不致
试验条件及方法
始极片：要求板面光滑平整，加工规范，垂直度
良好
电 解 液 成 分 ：Cu2 + 40~45g/L，H2SO4180~200g/L，
Cl-0.4~0.6 g/L
电解液温度：63~66 ℃
电解液循环速度：25~30 L/（槽·min）
高纯阴极铜的产出率及交割率
92.04
95.13
95.39
76.94
84.35
89.62
7
9
10
97.73
98.31
97.95
91.89
93.23
92.74
铜质量产生不利影响。而采取增加滤液量，压滤机
将会带走更多的添加剂，达不到降胶试验的目的。
根据文献[3]介绍试用了新型添加剂-聚丙烯酰胺，
取得了良好的效果。在第 4、5 周期观察发现：阴极
1.1
铜电解精炼常用添加剂的行为及作
用机理
铜表面形成堆砌六面体闪金星结晶（俗称亮点），比
较粗糙，表面铜粒子硬而韧，疙瘩不易脱落。胶不
添加剂的作用机理
足，则表现为阴极铜较软，小疙瘩明显失去抑制，表
目前有两种观点，一种观点认为：添加剂和放电
面也比较粗糙，敲打阴极铜时声音闷哑，发出“扑扑”
的金属离子形成一种胶体的络合物，金属离子从这
（1）深入了解了干酪素对阴极铜质量的影响并
掌握了其用量。在前 2 个阴极周期进行降胶和降硫
脲的过程中，相应地提高了干酪素的添加量，结果在
阴极上出现类似惊叹号“！”状的纹路，有些板面较严
重。起初判断为电解液中的固体杂质在沉降过程中
（4）通过试验寻找到了适合侯冶电解精炼的最
佳添加剂用量和配比。在经过 10 个阴极周期的添
的阴极铜。
铜质量影响很重要。本文结合北方铜业侯马冶炼厂
虽然目前对胶的作用机理存在不同的观点，但
（以下简称侯冶）铜电解精炼生产实践中添加剂对阴
结果都是得到表面光滑致密的阴极铜。由于胶分子
极铜质量的影响进行了分析与探讨。
结构的不确定性、相对分子质量的可变性及实际生
1
产的复杂性，因此要控制加入量。胶过量，则在阴极
可减少阴极铜沉积中杂质含量。目前铜电解工厂常
目前还没有添加剂可以替代。胶是属于通过增大阴
用的添加剂种类有骨胶或明胶、硫脲、干酪素、盐酸、
极极化值而使电析平滑的一种添加剂，另外还起润
阿维同-A 等，每种添加剂在铜电解精炼中的行为及
滑剂的作用，防止铜阴极长气孔，保证得到平整光滑
作用机理不同。因此，添加剂的用量和配比对阴极
电流密度：245 A/m2
阳极周期：18 d
阴极周期：6 d
（2）试验方法
· 22 ·
中 国 有 色 冶 金
在原来的添加剂用量和配比基础上，进行主降
A 卷生产实践篇·重金属
（2）完善了添加剂的加入制度。试验前添加剂
胶 5~8 g/(t·Cu)、辅降硫脲 2~3 g/(t·Cu)，干酪素、盐酸
的加入方式为人工配置，每 24 h 配加 1 次，由于添加
产。在2006年1~6月份的试生产期间，
使用的添加剂种
类为骨胶、硫脲、干酪素、盐酸，其中骨胶为 200~270
g/t·Cu，硫脲 60~90 g/t·Cu，干酪素为 0~40 g/t·Cu，盐
酸浓度为 0.4~0.6 g/L。在此期间，阴极铜质量反复
波动，主要表现为：①阴极铜疏松发糟或发脆，缺乏
韧性；②阴极铜表面颜色或灰或暗，缺乏金属光泽；
取逐步分周期生产试验，直至阴极铜质量出现下降
阀门控制但由于压差关系，造成流量前大后小，无法
趋势为止。
保证均匀加入，加上添加剂溶解时温度控制偏高，胶
微调整的生产试验，根据槽内阴极铜的质量变化，采
2.2.2
试验结果
在严格控制试验条件的情况下，经过 2 个月 10
剂箱内配好的添加剂依靠自流滴加入循环槽，虽有
· 20 ·
A 卷生产实践篇·重金属
中 国 有 色 冶 金
添加剂对阴极铜质量影响的分析与探讨
武战强
（北方铜业侯马冶炼厂，山西 侯马
[摘
要]
043000）
根据铜电解精炼中添加剂的行为和作用机理，结合北方铜业侯马冶炼厂生产实践，分析探讨
添加剂对阴极铜质量的影响，并进行添加剂的调控试验，确定了最佳添加剂用量和配比，阴极铜质量得
出现针状粒子。
（5）阿维同-A：阿维同-A 为一种烷基磺酸钠，
是阴离子型表面活性剂，淡黄褐色，无刺激气味的糊
膏状物，易溶于水，是一种国外进口的复合添加剂之
一（国内仅个别厂使用），须与胶配合使用，增加胶的
作用强度，并可控制阴极铜晶粒尺寸和晶粒的均匀
“堆积”。
（6）聚丙烯酰胺：聚丙烯酰胺特点是对较大的悬
腻结晶的机能，同时也与胶有相同之处，但它不像胶
控装置，将添加剂的控制由滞后调节变为超前控
那样过分增大液体粘度和阴极电位,也不像硫脲那
制。该工业监控装置已成功应用于工业实践。目前
样易因积累而造成析出恶化。因此在联合添加剂中
铜电解精炼大多是根据阴极沉积物状况人工判断添
是一种良好的缓冲添加剂,在保持添加剂有效浓度
生产试ห้องสมุดไป่ตู้。添加剂中胶的种类、用量以及和硫脲等
少胶、硫脲的加入量。过量时则在阴阳极上有白色
质量趋于平稳好转。转入正式生产后，阴极铜质量
干酪素胶膜，阳极泥过滤困难。不足时，阴极铜析出
仍未达到最佳效果，添加剂的用量和配比发挥的作
粗糙。
用显得尤为重要，分析控制添加剂对阴极铜的质量
（4）盐酸：盐酸是普遍采用的复合添加剂之一，
影响，优化添加剂的用量和配比成为稳定提升阴极
改为每 8 h 配加 1 次，添加剂溶解时尽可能低温，基
（3）增加了添加剂的品种-聚丙烯酰胺。在第 3
内同行业的水平。
表1
阴极周期 产出率/%
交割率/%
阴极周期 产出率/% 交割率/%
1
91.10
74.15
6
96.17
91.47
3
92.52
79.81
8
98.24
93.06
2
4
5
2.3
个阴极周期，发现电解液中漂浮阳极泥较多，对阴极
到明显提高。
[关键词]
铜电解精炼；添加剂；阴极铜；调控
[中图分类号]
TF811
[文献标识码]
B
[文章编号]
1672-6103（2011）02-0020-04
在铜电解精炼工业生产过程中，为获得表面平
互相配合，互相补充，有效地发挥添加剂的作用。添
整光滑、纯度高的阴极铜，常在电解液中加入适量的
加剂的选择及其用量须根据各厂的具体条件来确
添加剂。添加剂的作用旨在控制与改善阴极铜质
定。
量。一般来讲，
“ 没有添加剂，就没有现代铜电解工
1.2
[1]
常用添加剂的种类及行为
业” ，可见添加剂在铜电解生产中的重要地位。添
（1）胶：胶主要包括骨胶和明胶，是一种蛋白质，
加剂不仅可使阴极铜结晶致密、沉积表面光滑，而且
是铜精炼电解精炼过程中最主要、最基本的添加剂，
和化学极化作用，促使结晶细化。
国内外铜电解工厂都采用混合添加剂，其作用
化的作用，也是普遍采用的添加剂之一。
出现金属光泽、结晶致密，阴极铜密度大，表面有细
的定向结晶引起的平行条纹，敲击时发出铿锵清脆
的响声。即使始极片原有的一些疙瘩也会受到抑
[作者简介]
武战强（1972—），男，山西临猗人，大学本科，工程师，
铜表面更光滑、结晶更致密，表面也不易氧化，而且
阳极泥粒度变粗，疏松、易脱落，凝聚沉降性能好，易
过滤，电解液中基本不产生漂浮阳极泥。因此确定
调控试验总结分析
聚丙烯酰胺作为混合添加剂中的一种加以采用。具
虽然添加剂调控试验获得了成功，但在其中也
体的用量和配比需根据电解液中漂浮阳极泥量而定。
发现了一些值得总结的经验教训，具体为：
合添加剂，在阴极活性生长点上与其它比较小的添
设备运行及生产工艺参数控制等基本生产条件不稳
加剂粒子同时吸附，组成更为致密的吸附膜，抑制表
定，从而造成添加剂难以精确稳定控制。
面粒子的生长，使阴极结晶平整致密。
在试生产后期，由于完善了设计，稳定了生产工
干酪素是一种良好的缓冲添加剂，可以用来减
艺参数控制及设备运行，生产进入平稳状态，阴极铜
加剂调控试验，发现阴极铜质量逐步呈上升趋势，第
8、9 个阴极周期的阴极铜整体质量为最佳，第 10 阴
极周期阴极铜质量出现下降，试验结束。因此，确定
第 9 个 阴 极 周 期 的 添 加 剂 用 量 和 配 比 ：骨 胶 120