铜电解精炼工艺
铜电解精炼车间工艺
铜电解精炼是铜冶炼过程中的重 要环节，用于生产高纯度阴极铜 ，满足不同领域对铜材的质量要 求。
铜电解精炼的原理
电解原理
在铜电解精炼过程中，通过直流 电的作用，使阳极铜溶解并进入 电解液，而阴极上则析出高纯度 阴极铜。
杂质去除
在电解过程中，阳极铜中的杂质 会溶解进入电解液，通过适当的 方法去除，从而实现粗铜的高纯 度化。
阴极材料
02
03
阳极材料
阴极通常采用不锈钢板或钛板制 成，具有良好的导电性和耐腐蚀 性。
阳极通常采用铅银合金或纯铅制 成，具有良好的导电性和耐腐蚀 性。
辅助设备
循环系统
用于循环电解液，确保电 解槽内的电解液均匀分布。
过滤系统
用于去除电解液中的杂质 和颗粒物，保持电解液的 清洁度。
冷却系统
用于控制电解液温度，保 持适宜的电解温度。
总结词
保持电解液的清洁度和循环流动对于铜电解精炼过程的顺利进行至关重要。
详细描述
在铜电解精炼过程中，电解液会不断产生杂质和沉淀物，影响电解效果和产品质量。通过采用循环过滤系统，可 以定期清除电解液中的杂质和沉淀物，保持电解液的清洁度和有效成分的稳定，确保铜电解精炼过程的顺利进行。
电解产物处理与回收
电流密度与极距选择
总结词
合理选择电流密度和极距是铜电解精炼操作中的重要参数，对提高铜产品质量和 降低能耗具有重要意义。
详细描述
电流密度的大小决定了电解过程的速率，而极距则影响电解过程的电流效率和铜 产品的纯度。通过优化电流密度和极距的选择，可以提高铜产品的质量和降低能 耗，提高生产效率。
电解液循环与过滤
节能减排技术的研究与应用
余热回收利用
通过余热回收利用技术，将铜电解精 炼过程中的余热转化为电能或其他形 式的能源，降低能耗和减少环境污染。
电解精炼铜
电解精炼铜
原理：
阳极反应：Cu－2e ==Cu2+ EΘCu/Cu2＋＝0. 34V
Me－2e ==Me 2+ EΘMe/Me2＋＜0. 34V
H2O－2e==2H＋＋1/2O2EΘH2O/O2＝1.229V
SO42――2e ==SO3＋1/2O2 EΘSO42－/O2＝2.42V
式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。
H2O和SO42－失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。
贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。
阴极反应：Cu2＋＋2e ==Cu EΘCu/Cu2＋＜0. 34V
2H＋＋2e==H2 EΘH＋/H2＝0. 0V
Me2＋＋2e ==Me EΘSO42－/O2＞0. 34V
在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。
铜电解工艺流程：
铜的电解精炼是以火法精炼产出的精铜为阳极，以电解产出的薄铜片为（始极片）作阴极，以硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液。
在直流电的作用下，阳极铜电化学溶解，纯铜在阴极上沉积，杂质则进入阳极泥和电解液中，从而实现了铜与杂质的分离，铜精炼工艺流程如下图
精炼铜的性能：具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性。
精炼铜的用途：发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热。
《铜的电解精炼》课件
辅助设备
01
02
03
04
辅助设备包括循环系统、过滤 系统、排污系统等，用于支持
电解过程的正常运行。
循环系统用于将电解液持续循 环流动，以保持电解液成分的
均匀分布和温度的稳定。
过滤系统用于去除电解液中的 杂质和颗粒物，以保持电解液
的清洁度。
排污系统用于定期排放电解槽 底部的沉淀物和杂质，以保持
电解槽的正常运行。
阳极过程
阳极上的粗铜溶解成铜离子进入电解液，同时释放电子。
电能效率
优化电解精炼的电流密度和电压，以提高电能效率和降低能耗。
产物处理
铜饼处理
从电解精炼过程中获得的 铜饼需要进行进一步的处 理，如洗涤、干燥和熔炼 等。
产品纯度
通过控制电解精炼的条件 和后续处理，确保获得高 纯度的电解铜产品。
资源回收
对电解精炼过程中产生的 废弃物进行回收和处理， 实现资源的有效利用。
铜的电解精炼设备
03
电解槽
01
电解槽是铜的电解精炼 过程中的核心设备，用 于实现铜的电解过程。
02
电解槽通常由耐腐蚀、 绝缘性能好的材料制成 ，如聚氯乙烯或玻璃钢 。
03
电解槽内部通常填充有 离子交换剂或导电介质 ，以促进铜离子的迁移 和分离。
04
电解槽的设计和结构需 根据生产规模、电解液 成分和工艺要求进行定 制。
《铜的电解精炼》ppt 课件
目 录
• 铜的电解精炼简介 • 铜的电解精炼工艺流程 • 铜的电解精炼设备 • 铜的电解精炼的优缺点 • 铜的电解精炼的发展趋势和未来展望
铜的电解精炼简介
01
铜的电解精炼的定义
01
铜的电解精炼是一种通过电解的 方法将粗铜提纯为纯铜的过程。
铜电解精炼的工艺流程
铜电解精炼的工艺流程
铜电解精炼是一种常用的冶金工艺，用于提取纯度较高的铜，以满足工业和冶金领域的需求。
下面将详细介绍铜电解精炼的工艺流程。
原料铜被加工成电解铜坯，铜坯的纯度通常在90%以上。
然后，将铜坯放入电解槽中，槽内充满了含有铜离子的电解液。
电解液通常是硫酸铜溶液，其中含有一定比例的硫酸和铜离子。
接下来，通过外加电流的作用，铜离子在电解槽中发生氧化还原反应。
正极（阳极）上的铜坯逐渐溶解，并释放出电子，形成离子态的铜。
这些铜离子随着电流的引导，向负极（阴极）移动。
在电解过程中，铜离子在负极上还原成纯铜，逐渐沉积在阴极上。
这个过程被称为电解析铜。
随着时间的推移，铜离子的浓度逐渐减少，直到最后全部被还原成纯铜。
经过一段时间的电解，阴极上逐渐形成一层纯铜薄片。
然后，将这层纯铜薄片从阴极上取下，这就是最终的电解铜产品。
该产品通常具有较高的纯度，可以达到99.99%以上。
铜电解精炼还会产生一些副产品，如铜泥和硫酸。
铜泥是在阳极上形成的，它含有一定量的铜和其他杂质。
铜泥经过进一步处理，可以提取出其中的铜和其他有价值的金属。
而硫酸则可以回收再利用。
总的来说，铜电解精炼是一种高效、经济的方法，用于提取高纯度
的铜。
它广泛应用于电子、建筑、交通等领域，满足了现代工业对铜的需求。
通过不断改进工艺流程，铜电解精炼技术也在不断提高，以适应不同规模和要求的生产。
铜的电解精炼技术
铜的电解精炼铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，（现在普遍的工艺）用永久性不锈钢阴极作为阴极片，相间的放入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作为电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜会失去两个电子生成-2价铜离子，而贵金属和某些金属不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽低。
溶液中的-2价铜离子会在阴极上优先析出，而其他电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留在电解液中，待电解液定期净化时除去。
这样，得到的铜纯度很高，称电铜。
简单说一下电解精炼的工艺：电解液由循环槽经电解液循环泵泵至板式换热器，加热至65℃左右以稳定的流量供到各个电解槽。
电解槽供液采用底部给液（也有的采用侧面给液）、两端溢流出液的方式，槽两端溢流出的电解液汇总后返回循环槽。
为保证电解液的洁净度，配备了专用的LAROX净化过滤机，循环系统每天抽取电解液循环量的约25%进行净化过滤。
根据电解液中杂质的情况，每天抽取部分电解液进行脱铜、脱杂处理，保证电解液中铜、酸及杂质浓度不超过极限值。
为保证电解液成分，调节阴极铜的物理性能，需在电解液中加入硫酸、添加剂。
现在普遍采用的是永久性不锈钢阴极电解技术。
它的主要优点：1、高电流密度2、极间距小3、残极率低4、阴极周期短5、蒸汽耗量低、6、机械化程度高，适用于大规模生产。
1、电解液铜离子从阳极转移到阴极的载体。
如果说阳极、阴极是铜电解过程的两个支柱，电解液则是铜电解过程中铜离子迁移的载体。
组成：C U SO4、H2SO4、H2O、添加剂（盐酸、有机化合物）。
1）H2SO4一般波动于100—220g/L，电流密度在300A/m2、电解液温度在60~65℃时要把H2SO4控制在180g/L。
电解液的物理性质——影响比电导的因素：H2SO4>电解液温度>杂质>C U2+酸度越大，电解液的导电性越好。
但是H2SO4不能无限地升高，硫酸升高时，硫酸铜的溶解度会降低，甚至析出沉淀（C U SO4·5H2O）。
铜的电解的详细步骤
铜的电解精炼详细步骤
1. 准备原料
首先，需要准备好进行电解所需的原料，包括纯铜片、硫酸铜溶液、电力以及各种设备和仪器。
2. 溶解铜矿
将铜矿与硫酸反应，使其溶解成硫酸铜溶液。
这是电解过程的重要步骤，因为只有硫酸铜溶液才能进行电解。
3. 电解过程
将溶解后的硫酸铜溶液进行电解。
在电解过程中，硫酸铜溶液中的铜离子在直流电的作用下，会在阴极上还原成金属铜，同时阳极上铜会氧化成铜离子。
4. 提取铜
在电解过程中，阴极上附着的铜会逐渐积累并形成阳极泥。
这些铜可以通过收集并清洗的方式提取出来，得到纯度较高的电解铜。
5. 回收硫酸
在提取铜的过程中，会有部分硫酸残留在阳极泥中。
可以通过将阳极泥清洗、干燥并煅烧的方式回收残留的硫酸。
6. 废液处理
电解后剩下的废液需要进行处理。
通常的处理方式包括中和、沉降、过滤等步骤，使废液中的有害物质浓度降低至安全水平后进行排放。
7. 质量检测
在提取和储存过程中，需要定期对铜的质量进行检测，确保其纯度符合要求。
质量检测通常包括化学分析和物理测试等步骤。
8. 产品储存
提取出的电解铜需要在干燥、通风良好的地方进行储存，以防止其氧化和受潮。
同时，为了保持产品质量，还需要定期进行检查和维护。
铜电解精炼过程
铜电解精炼过程一、过程概述铜电解精炼是以火法精炼得到的粗铜为阳极，纯铜为阴极，硫酸铜和硫酸的水溶液为电解液，通过向电解槽通入直流电，使阳极粗铜溶解并在阴极析出纯度更高的金属铜的过程。
这一过程中，阳极上的杂质或者进入阳极泥或者保留在电解液中被脱出，从而实现铜与杂质的分离。
二、电解原理1、阳极反应：粗铜在阳极上失去电子，被氧化成铜离子（Cu²⁺）进入电解液。
同时，阳极中其他电位较负的金属（如铁、锡、铅、镍等）也会溶解进入电解液，而电位较正的金属（如银、金、铂族元素）则不溶，成为阳极泥沉积于电解槽底。
2、阴极反应：电解液中的铜离子在阴极上得到电子，被还原成纯铜沉积在阴极上。
而比铜电位更负的金属离子则不会在阴极上析出，继续留在电解液中。
三、电解精炼工艺1、设备准备：电解槽通常采用多槽并联或串联的方式，槽内放置阳极和阴极，阴极通常采用纯铜薄片或电解产出的薄铜片（始极片）。
电解液则是由硫酸和硫酸铜组成的水溶液，其成分需要精确控制以保证电解过程的顺利进行。
2、电解操作：在直流电的作用下，阳极粗铜逐渐溶解，纯铜在阴极上析出。
电解液在电解过程中会不断循环，以保持其成分的稳定和均匀。
同时，需要定时对电解液进行净化和处理，以去除其中的杂质和有害物质。
3、产品收集与处理：电解结束后，阴极上析出的纯铜可以进行收集和处理，以得到所需的电解铜产品。
而阳极泥则需要进行进一步的处理和回收，以提取其中的贵金属和其他有价值的金属。
四、过程控制在铜电解精炼过程中，需要严格控制电解条件以确保产品的质量和产量。
这包括电解液的成分、温度、pH值、电流密度以及电解时间等。
同时，还需要对电解槽进行定期的检查和维护，以确保其正常运行和延长使用寿命。
总之，铜电解精炼过程是一个涉及多个环节的复杂过程，需要精心设计和严格控制才能获得高质量的产品。
通过这一过程，我们可以将粗铜提纯为高纯度的电解铜，满足工业化应用的需求。
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
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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-
（1）比铜显著负电性的元素：锌、铁、镍； （2）形成不溶化合物的元素：铅、锡； （3）比铜显著正电性的元素：银、金、铂族元素； （4）电位接近铜但较铜负电性的元素：砷、锑、铋；
阳极上的铜 和比铜更负 电化溶解 电性的金属
以离子状 态进入电
解液
比铜更正电 性的金属和 某些难容化
合物
不溶于 电解液
以阳极泥 形态沉淀 于电解槽
每槽始极片数量的确定
Nc=I/DkFc
=电流/电流密度*始极片面积 =22000/280*0.86*0.88*2 =52
槽子长度=52*85+200*2=4820 槽子宽度=880+55*2=990 槽子深度=880+105+200=1185
铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄 片作为始极片（阴极片），相间地装入电解槽中，用硫酸铜和 硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电 位较负的贱金属进行电化学溶解进入电解液，而贵金属不溶， 成为阳极泥沉于电解槽底。在阴极，铜离子得到电子，在阴极 结晶析出，得到产品阴极铜，而其它电位较负的贱金属不能在 阴极上析出，留于电解液中，待电解液定期净化时除去。
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
机械化、自动化 程度高
5-8跨
0跨
传统电解
含量（g/L）
150170
40-60 ＜25 7～15
＜1
＜1
＜4 ＜0.5
1.2 阳极
阳极耳部分为两种，一种是两耳一长一短，另一种阳极两耳一样大。
成分：Cu≥99.0% 块重：285±5kg 规格：900 ×840mm
大小耳
成分：Cu≥99.0% 块重：270±5kg 规格：870 ×840mm
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。
电解液中的铜离 子在阴极上电化 析出成为阴极铜
电解液中比铜更 负电性的离子聚 集在电解液中在 净液时除去
综合回收其中的 金、银、硒、碲 等稀贵金属
铜电解车间的电路联接
同一跨电解槽间连接为串联； 电解槽内同名电极间为并联；电 解槽内相邻阴、阳极间连接为串 联。
1.阳极导电排，2～4中间导电板，5.阴极导电排
如果技术条件控制得当，那么在阳极和阴极上发生的主要反应为： 阳极反应（铜和一些杂质的氧化反应）： Cu-2e=Cu2+ E0Cu/Cu2+=0.34V
阴极反应（铜的还原反应） ： Cu2++2e=Cu E0Cu/Cu2+=0.34V
2、阳极杂质在电解过程中的行为
铜电解精炼的阳极板是一种含有多种元素的合金。除去主金属元素铜之 外，通常可将阳极铜中的杂质分为以下四类：
PC电解
电解液循环系统设备流程图
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、铜电解精炼电极反应
铜电解精炼过程，主要是在直流电的作用下，铜在阳极上失去电子后以 Cu2+的形态溶解，而Cu2+在阴极上得到电子以金属铜的形态析出的过程。 除此之外，还不可避免地有Cu+的产生，并引起一系列的副反应，使电解过 程复杂化。
经过过滤，滤除电解液 中所含的悬浮物，以保 持电解液具有生产高质 量阴极铜所需的清洁度。
21
下进液上出液方式： 优点：电解液充分混合，减少浓差 极化，浮在液面上的悬浮物易从漏 斗溢出，电解槽内的温度、溶液成 份、添加 剂成份分布都很均匀。 缺点：电解液流动方向与阳极泥沉 降方向相反，不利于阳极泥沉降， 影响阴极铜质量，增加贵金属损失 。
电解分厂 2016-06-10
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）