铜的电解精炼讲义共31页文档
电解铜生产工艺课件
将大块原料破碎成小块，以便于后续处理。
3
化学预处理
通过酸洗、碱洗等方法去除表面氧化物和杂质。
电解液的制备与调整
电解液成分
确定合适的硫酸铜浓度、 硫酸和添加剂等成分。
温度控制
保持电解液温度在适宜范 围内，以获得最佳的电解 效果。
电解液调整
根据生产需要，定期检测 电解液成分并进行调整。
电解过程的控制与操作
02
电解铜生产原料与设备
原料的种类与要求
01
铜精矿
作为电解铜生产的原料，铜精 矿需要满足一定的品位要求， 即铜含量较高，杂质元素含量
较低。
02
硫酸
硫酸是电解铜生产中的重要原 料，用于浸出和净液过程，需
确保硫酸的质量和纯度。
03
电力
电解铜生产需要大量的电力， 稳定、可靠的电力供应是保证
生产连续进行的必要条件。
05
电解铜生产技术的发展趋 势
新型电解液的开发与应用
总结词
新型电解液具有更高的稳定性和导电性，能够提高电解铜的生产效率和产品质量。
详细描述
随着科技的不断进步，新型电解液的开发与应用成为了电解铜生产技术的重要发展趋势。新型电解液 具有更高的稳定性和导电性，能够有效地提高电解铜的生产效率和产品质量。同时，新型电解液还具 有更低的腐蚀性和毒性，有利于环境保护和安全生产。
产品储存与运输
确保铜产品的安全储存和运输，防止氧化和污染 。
04
电解铜生产中的问题与对 策
能耗与环保问题
总结词
电解铜生产过程中，能耗和环保问题是亟待解决的难题。
详细描述
电解铜生产需要大量的能源，如电力、蒸汽等，同时还会 产生大量的废气、废水和固废，对环境造成严重污染。
电解精炼铜原理
电解精炼铜原理
电解精炼铜是一种常用的铜炼制方法，通过电解的原理将含铜的原料溶解在电解液中，利用电流的作用使铜离子在电极上析出成精炼铜。
其具体原理如下：
1. 原料处理：将含铜的原料经过粉碎、浸泡等处理，使其溶解在硫酸铜电解液中。
这个电解液通常是硫酸铜和硫酸混合物。
2. 电解槽构造：电解槽通常由钢制而成，内壁涂有耐酸的材料，以防止与电解液的反应。
在槽内设置阳极（由铜制成）和阴极（一般为不锈钢制成）。
3. 电解过程：将阳极和阴极浸入电解液中，并通过外部电源施加一定电压。
电解开始后，铜离子开始在阳极释放，电子由阴极接收，在阴极表面还原成铜金属。
同时，阳极上的铜金属逐渐溶解，向电解液中释放出铜离子。
4. 离子活动与浓度控制：电解槽中的铜离子浓度会随着电解的进行逐渐降低。
为了保持稳定的电解效果，需要定期补充硫酸铜，以使得电解液中的铜离子浓度保持在一定水平。
5. 结果获取：随着电解的进行，溶解在电解液中的铜离子会在阴极上逐渐析出成精炼铜层。
精炼铜层会随着时间的推移逐渐增厚，直至达到所需的厚度。
通过以上步骤，电解精炼铜能够将含铜原料中的杂质等不纯物质与铜离子分离，从而获得高纯度的精炼铜。
电解精炼铜原理
电解精炼铜原理
电解精炼铜是一种有效的利用电能来精炼铜的方法。
精炼时，将精炼炉中的铜块用电能将其氧化，使原有金属中的杂质转变为氧化物形态，然后再将氧化物形态的杂质从金属中分离出来，从而得到纯度高的铜。
电解精炼铜的原理是：电流穿过铜块，铜块的金属结构和电位受到电流的影响，使其原有的金属结构产生变化，同时也产生氧化物，最终使铜中的杂质转变为氧化物形态，被电流分离出来，从而达到精炼的效果。
二、电解精炼铜的步骤
1、将原料铜块放入精炼炉中；
2、连接电极，将精炼电源的控制电压调节到预定值；
3、打开电源，使精炼炉中的电解电流流过铜块，调整电解电流的大小；
4、在精炼过程中，进行实时监测和控制，完成所需的精炼工艺；
5、当精炼时间达到结束时，关闭电源，停止精炼过程。
6、取出内容物，分析纯度，电解精炼铜完成。
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铜电解精炼工艺 PPT
主要内容
一、铜电解精炼概述 二、铜电解精炼理论基础 三、铜电解精炼主要工艺条件控制及操作实践 四、阴极铜质量控制 五、铜电解液净化
电解精炼的目的：将火法精炼产出的 阳极铜进一步提纯，并回收有价金属 的过程。
1、铜电解精炼概述
跨别 投产时间 设计能力（万吨/年） 电解槽总数（台）
5-6跨 1997年
22
1.5极间距
极间距离通常以同名电极（同为阳 极或阴极）之间的距离来表示。
1.3 阴极
始极片的尺寸通常比所用阳极的尺 寸略大，即比阳极铜板长10～60mm， 宽20～70mm；始极片的厚度由很多 因素来决定，如对电解铜质量的要求、 所采用的电流密度、机械加工能力、电 解周期等。
永久不锈钢阴极板。
1.4 电解液的循环
电解液循环的作用
通过电解液循环对溶液 起到搅拌作用，使电解 槽中各部位的电解液成 份更趋于一致，并将热 量和添加剂传递到槽中。
为℃。提
高电解液的温度，能改善Cu2+的传质条件，有利于降低电解液的粘度，使
飘浮的阳极泥容易沉降，增加各种离子的扩散速度，减少电解液电阻，从而
提高电解液的电导率、降低电解槽的电压降，以减少铜电解生产的电能消耗。
成分
H2SO4 Cu2+ Ni2+ As3+ Sb3+ Bi3+ Fe3+
含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作为铜电解的 一种副产品另行处理，以便从中回收金、银、硒、碲等元素。
2、铜电解精炼工艺分类
铜电解工艺按阴极的不同类型主要分为：
传统电解工艺
PC电解工艺
有始极片生产 制作工序流程 长
无始极片制作工
电序 解 流程短
精炼铜阳极反应
精炼铜阳极反应
1、电解精炼是阳极铜——精炼铜的过程，基本流程是在电解槽中将阳极板和始极片（纯铜或不锈钢）同时浸入电解液（硫酸和硫酸铜的水溶液），在直流电的作用下，阳极上的铜以离子状态进入电解液并在阴极上电化析出，成为阴极铜（电解铜），有价金属以阳极泥的形式沉淀回收。
此方法的基本原理是利用了铜和杂质的电位序不同来分离二者。
2、电解方法精炼粗铜：
（1）阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+；
（2）电解池的阴极材料是纯铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu。
第三章 铜电解精练工艺流程的选择
第三章铜电解精炼工艺流程的选择与论证3.1铜电解精炼流程简述火法精炼产出的阴极铜品位一般为99.2~99.7%，其中还含有0.3~0.8%的杂质。
为了提高铜的性能，使其达到各种应用的要求，同时回收其中的有价金属，特别是贵金属、铂族金属和稀散金属，必须对其进行电解精炼。
粗铜电解精炼是以铜阳极板为阳极，纯铜始极片或不锈钢板为阴极，以硫酸铜和硫酸溶液为电解液，将极板按一定的极距相间排列于电解槽内，通入直流电，阳极不断溶解，便在阴极上析出电解铜。
电解过程中，阳极铜中的贵金属和硒、碲等有价元素进入阳极泥，沉积于电解槽底，定期排出，送阳极泥车间提取贵金属。
镍、砷、锑、铋等杂质大部分进入电解液，需从循环液中抽取一部分进行净化处理。
工艺流程包括电解精炼和电解液净化两部分。
电解精炼工艺有常规电解、周期反向电流电解和永久阴极电解三种方法可供选用。
1、常规电解以纯铜始极片为阴极，电源为恒向直流电，电流密度为220～280A/m2。
该法在世界各国均已有多年生产历史，工艺成熟可靠，电耗低。
特别是采用了机械化、自动化水平高的阴阳极加工机组，并采用新技术适当提高了阴阳极板的垂直度以后，阴极铜产品质量得到显著的改善。
常规电解精炼工艺流程见图3-1。
图3-1 常规铜电解精炼工艺流程图但是传统法的始极片制作工艺复杂，不仅需要独立的生产系统，而且制作过程中劳动强度过大。
除此之外，这种工艺流程自身还存在两个难以克服的缺点：（l）电解精炼过程中存在“极限电流密度”，电解精炼时的实际电流密度必须低于极限电流密度，否则就会使阴极铜沉积表面粗糙，甚至形成“枝晶”，造成电解槽短路，使电解过程能耗大大增加，并且影响正常生产过程和产品质量。
（2）容易形成“阳极钝化”，在正常电压下阳极不能溶解，必须提高电压使钝化膜在更高的电压下被破坏并溶解，不仅影响正常生产，还会造成电能浪费和阴极铜的化学成分不稳定，进而影响产品的质量和物理性能。
2、周期反向电流电解周期性短时间改变直流电流方向的电解方法。
铜的电解精炼讲义
04
铜的电解精炼的优化与改进
提高电流效率
优化电解液成分
通过调整电解液中铜离子浓度、硫酸浓度等成分，提高电流效率。
改进电极材料
选用导电性能好、催化活性高的电极材料，降低电极极化，提高电 流效率。
控制电解温度和压力
保持适宜的电解温度和压力，有利于降低电极极化，提高电流效率。
降低能耗与减少污染物排放
电解槽的设计应确保足够的电解液循 环和良好的热交换，以维持稳定的电 解条件。
电解槽通常由耐腐蚀材料制成，如聚 氯乙烯或玻璃钢，以适应电解过程中 的化学反应。
电解槽的容量和尺寸根据生产规模和 工艺要求而定，是影响铜的电解精炼 效率和产量的关键因素。
阳极板与阴极板
阳极板是电解精炼过程中的原料，通常由粗铜制成，含 有其他金属杂质。
量。
未来，铜的电解精炼技术将继续 发挥重要作用，为有色金属工业 的发展提供有力支持，同时推动 相关领域的技术进步和创新。
THANKS
感谢观看
强化质量检测与控制
加强铜产品质量检测与控制，确保产品符合标准要求。
05
铜的电解精炼的应用与发展趋势
铜的电解精炼在有色金属工业中的应用
铜的电解精炼是提取高纯度铜 的主要方法，广泛应用于电线 电缆、电子、航空航天等领域。
在有色金属工业中，铜的电解 精炼技术能够实现高效率、低 能耗的生产，提高铜产品的质 量和附加值。
控制系统还应具备自动检测和报警功能，以便在出现异常情况时及时采取措施。
操作规程与安全措施
操作规程规定了铜的电解精炼过 程中的各项操作步骤和注意事项。
安全措施包括个人防护装备、防 护设施和应急预案，以降低操作
过程中的风险和事故发生率。
操作人员应经过专业培训，熟悉 电解精炼的原理、设备操作及安 全知识，以确保生产安全和效率。
铜电解精炼工艺
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 份外，还要求阳极具有良好的物理规格。
阳极板内在品质主要指主金属铜的品位和杂质含量，根据云铜电解生 产的特点和要求，进入电解生产的阳极铜化学成份应满足下表的要求。
阳极外形品质主要指阳极板的块重、厚薄、弯扭、平直度、飞边、毛刺、 鼓包、气孔、冷隔层和夹渣等控制指标。
主要内容
一、铜电解精炼概述 二、铜电解精炼理论基础 三、铜电解精炼主要工艺条件控制及操作实践 四、阴极铜质量控制 五、铜电解液净化
1、主要技术条件
1.1 电解液的成分及温度
铜电解精炼所用的电解液为硫酸和硫酸铜组成的水溶液。这种溶液导电
性好，挥发性小，且比较稳定，使电解过程可以在较高的温度和酸度下进行。
22
1.5极间距
5-6跨 1997年
10
512
7-8跨 2004年
15
9-10 跨
2010年
18
合计
43
736 784 2032
电解槽数量确定
电解槽数量N=（设计产量*106）/（生产天数*小时*作业率*电流*电效*1.186） N=(150000 *106）/（350*24*96%*22000*97%*1.186) N=150000/204 N=736
为保证电解的正常进行，电解液需保持一定的温度，一般为58～65℃。提
高电解液的温度，能改善Cu2+的传质条件，有利于降低电解液的粘度，使
飘浮的阳极泥容易沉降，增加各种离子的扩散速度，减少电解液电阻，从而
提高电解液的电导率、降低电解槽的电压降，以减少铜电解生产的电能消耗。
成分
H2SO4 Cu2+ Ni2+ As3+ Sb3+ Bi3+ Fe3+ Cl-