铜电解-电化学

目录

摘要 (1)

1 铜电解技术原理与发展 (1)

1.1电解槽 (1)

1.2电解液循环方式 (2)

1.4电解工艺与控制特点 (3)

1.5铜电解工业发展历程 (3)

1.5.1最初的提出 (3)

1.5.2现代的主要改进 (4)

1.5.3国外的一些研究 (4)

1.5.4现在形成的主要方法 (4)

1.5.5总的发展趋势 (5)

2 铜电解技术最新发展 (5)

2.1提高阴极铜质量 (5)

2.1.1电解液中杂质行为 (5)

2.1.2添加剂的影响 (6)

2.1.3电流密度的影响 (6)

2.1.4有机相的影响 (7)

2.1.5电解温度的影响 (7)

2.2节能降耗 (8)

2.2.1影响电解铜电单耗的主要因素 (8)

2.2.2影响电解铜蒸汽单耗的主要因素 (9)

2.2.3铜电解节能降耗的主要措施 (9)

2.3提高劳动生产率 (10)

2.3.1新型电解液循环方式 (10)

2.3.2周期反向电流电解技术(PRC) (10)

2.3.3机械化作业 (11)

3 铜电解技术发展展望 (11)

参考文献 (11)

摘要：铜电解精炼的历史悠久，自问世以来，其技术已得到突飞猛进的发展：从传统工艺到永久性不锈钢阴极工艺电解法，从人工操作到大型自动化设备，从小极板生产到大极板生产，从电解液、阳极泥的过滤系统、极板导电系统的改进以及控制短路系统的优化等方面都有了巨大的进步。上述所有技术的改进都离不开提高阴极铜质量、降低能源和人工消耗这一主题。目前，世界上铜电解精炼工艺主要有传统法电解和永久性不锈钢阴极法电解两种。而永久阴极电解技术正好迎合这样的发展需求，将成为未来铜电解技术的发展趋势。

关键词：铜电解；工艺；影响；改进

1 铜电解技术原理与发展

铜电解过程在电解槽中进行依靠直流电的作用完成铜阳极的溶解、阴极的沉积长大。除此之外，就是Cu+的产生和由此引起的一系列副反应，以及铜元素及其氧化物在稀酸环境下与氧发生的化学溶解反应。

1.1电解槽

目前普遍采用钢筋混凝土槽体，内衬铅板、软聚氯乙烯板、玻璃钢等材料。槽体底部做成由一端向另一端倾斜状，也有的老厂的电解槽底部是由两端向中央倾斜的。两种槽体都是在最低处开设排泥孔。如图1.1所示。

阳板：为火法精炼的精铜，含铜一般为99%以上。阴极片：一种是由种板槽生产的铜薄片，经加工安装吊耳后制成，常称为始极片，为了避免始极片制作的麻烦，大型电解铜厂均采用不锈钢板制作阴极。阴极阳极交替排列，同极中心距70-100毫米。

玻璃钢或聚合物混凝土整体槽是发展趋势。

图1.1 铜电解槽

1-进液管；2-阴极；3-阳极；4-出液管；5-放液孔；6-放阳极泥孔

1.2电解液循环方式

电解槽溶液循环有上进下出和下进上出

二种。如图1.2所示。

图1.2 电解液循环方式示意图

1.3电解反应原理

铜的电解精炼，是在电解槽中，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。

在电解液中，根据电离理论，存在H +、cu 2+、so 42-和水分子，因此在阳极和阴极之间施加电压通电时，将发生相应的反应。

（1）阳极反应： Cu –2e→Cu 2+ V E Cu

Cu 34.0/2=+θ

Me –2e→Me 2+ V E Me Me 34.0/2<+θ

SO 42--2e→SO 3+1/2O 2 V

E So O

42.2_

242

/=θ

H 2O-2e→2H ++1/2O 2 V E O H O 229.122/=θ

阳极的主要反应是Cu 溶解形成Cu 2+。 （2）阴极反应：

Cu 2++2e→Cu V E Cu Cu 34.0/2=+θ

2H ++2e→H 2 V

E H H 02/=+θ

Me 2++2e→Me V E Me

Me 34.0/2>+θ

在这些反应中，只有电极电位比铜更正的金属离子能够优先还原。因此，阴极的主要反应是铜离子的还原得到电铜。

一般的铜电解精炼生产过程采用的电流

密度在200~340A/m 2时，铜离子在阴极沉积

过程属于混合控制。其极化曲线如图1.3。

图1.3 为阴极过电位与电流密度的关系

图中极化曲线由两段组成：AB段为塔费尔直线，在相应的电流密度下生产得到致密的阴极铜产品；B点是由电化学极化向浓差极化转变的过渡点，其电流密度为100A/m2时，BC段表示的混合控制区，阴极沉积物将有可能长刺而得不到合格的产品。

1.4电解工艺与控制特点

铜电解工艺可分为传统电解、周期反向电流电解和永久阴极电解3种，永久阴极工艺采用不锈钢作阴极，取消了始极片的生产制作，阴极铜的处理设备多出了剥片过程。

铜电解所有工艺条件可归结为电解液成分电解液流量、电解液温度、极间距、电流强度五大类。理论上讲，使所有工艺条件处在最佳控制范围并有最佳组合，就能产出合乎要求的阴极铜产品，但是，一般的大型铜电解工厂规模较大，使得铜电解精炼过程的工艺条件在时间和空间上存在不均匀性。而阴极铜质量由其所处的局部环境及全周期的工艺条件决定，为了获得整体合格的阴极铜产品，要求在电解精炼过程的工艺控制中采取必要的措施保证工艺条件尽可能均一，随时间和空间的变化波动在合理范围内。

这种不均匀性正是铜电解过程一系列问题产生的根源，也是铜电解技术发展需要解决的重要问题。目前，铜电解工艺控制已从寻求“最佳控制范围”和“最佳工艺条件组合”走向“全过程的工艺条件均匀化”，铜电解技术发展的各个方面大都与此相关。1.5铜电解工业发展历程

1.5.1最初的提出

铜电解精炼最初是由俄罗斯科学家研究出的。雅柯比院士于1837年研究了铜电镀沉积的原理，列赫丁贝尔斯基于10年后在圣彼得堡建立了第一个大的电镀厂，为伊沙阿基也夫大教堂制造浮雕。列赫丁贝尔斯基当时还指出应用这个新的方法去精炼铜的可能性。至1869年，英国在威尔士建立了第一个

铜的精炼厂。

1.5.2现代的主要改进

在现代，铜主要用在电气工业上，要求铜具有较高的导电性及良好的加工性能，以便制成各种规格的电气村料。火法精炼产出的精铜一般含铜99.2~99.7%和杂质0.3~0.8%。因此，火法精炼产出的精铜还要进行电解精炼，以进一步脱除杂质，并提高铜的纯度至99.99%。

二十世纪六十年代以来，铜的电解精炼技术取得了很多重要的进展和成就，如电解设备和电解方法的改进；电解液控制和净化的加强；从而强化了电解过程即能在高于常规电解的电流密度一倍甚至几倍的条件下，成功地制取高质量的阴极铜。为强化铜的电解精炼过程，曾有人进行过旋转阴极和震动阴极的试验。

1.5.3国外的一些研究

国外采用了一种新型的高电流密度电解槽(代号CCS)，电解液沿着电极表面高速流动，可以把电流密度提高到320~640A/m2。

根据资料报道，曾有国外的一家工厂，采取了一种特殊的设计，利用离子交换来控制纯铜在阴极上的沉积，而允许采用较高的电流密度。还有人提出了一个电解液在双层电解槽内流动的模型，这种流动可使电解液在槽内均匀分布，以保证铜在阴极上的均匀析出。

在铜电解精炼过程中，提高电流密度是强化生产的重要措施。1962年保加利亚精炼厂成功地进行了周期反向电流电解的工业试验。采用周期反向电流电解，阳极钝化现象在电流密度高达550~650A/m2时才出现。1.5.4现在形成的主要方法

通过一百多年的发展，铜电解精炼形成了以上提过的三大类精炼方法。传统法电解又包括小极板短周期常规电解和大极板长周期常规电解两大类。永久不锈钢阴极法又分为艾萨(ISA)电解法、KIDD法、OT法三种。

小极板短周期常规电解主要在中国等发展中国家采用，工序主要以人工作业为主，适合于中小电解规模。大极板长周期常规电解有了很大的提高，其工序均实现了机械化，控制系统一般采用PLC进行控制，适合于大型铜电解生产企业。

周期反向电流电解技术(PRC)，可以使电流密度提高到400A/m2以上。1963年，周期反向电流电解在保加利亚铜精炼厂首次应用于工业规模的生产。从那以后，应用这一技术的工厂不断增加，达到了所有电解厂数的16%。由于PRC技术所采用的电流密度高，其槽电压一般高于规电解法，有效电流效率也低于常规电解法。因此，PRC技术的电能消耗要比常规电解法高出30%左右。因此，在能源紧张，能源费用大幅度提高的今天，PRC 技术的推广应用受到了限制，20世纪90年代以来，PRC技术没有得到进一步的推广应用。

永久性阴极铜电解技术最早由澳大利亚芒特艾萨矿业公司汤斯维尔精炼厂(CRL)在1978年研制成功并投入生产，称为艾萨电解法。芒特艾萨公司从1978年开始把艾萨技术卖到国际上，至2003年世界上用艾萨法生产阴极铜总能力已达500万t/a，占全世界总阴极铜产量的33%。

目前国内采用永久性阴极铜电解技术并已投入生产的唯一工厂是江西铜业公司贵溪冶炼厂，该厂三期电解采用ISA电解法，设计能力为20万吨/年，并于2003年投产。目前在国际上使用ISA电解法的最大工厂是德国北德精炼厂，阴极铜生产能力达37万吨/年。

1986年加拿大鹰桥公司的KiddCreek冶炼厂也开发了另一种不锈钢阴极生产工艺，称为KIDD法。1992年KIDD工艺技术实现商业化，到目前为止，采用KIDD工艺并已投产的电解厂共有8家，生产能力达工程硕士学位论文大极板高电流密度常规铜电解技术研究245万吨/年;其中最大工厂是智利楚基卡马塔冶炼厂，阴极铜生产能力达87万吨/年。

芬兰奥托昆普公司利用其先进的不锈钢生产与制造技术，以及在阳极整形机组、阴极剥片机组、行车等方面的良好业绩，近年来开发的OT不锈钢阴极电解法也已投入了工业化生产。国内的山东阳谷祥光铜业公司选择了OT不锈钢阴极法。

1.5.5总的发展趋势

随着国内外铜冶炼技术水平的提高，生产能力的增大，铜电解也朝着大型化、机械化、自动化方向发展。小极板短周期常规电解工艺在激烈的市场竞争处于不利位置，已逐步被淘汰；周期反向电流电解技术因有效电流效率低、电耗高等原因，从上世纪90年代以后，没有得到进一步的发展。进入二十世纪八十年代以来，大极板长周期常规电解和永久不锈钢阴极电解得到了迅速发展。

2 铜电解技术最新发展

铜电解技术的发展主要是围绕以最低的消耗获取最好质量的阴极铜这一目标展开的，主要体现在提高阴极铜质量、降低能源消耗和提升劳动生产率三个方面。

2.1提高阴极铜质量

阴极铜的质量问题集中体现在物理质量上包括表面长粒子、长气孔、发酥发脆、夹层等，其中表面长粒子是主要的缺陷。另外，传统电解技术阴极耳部容易夹带电解液等杂质。针对上述问题，主要围绕阳极质量、阴极质量、极距控制、电解液质量四个方面开展工作。

由此产生了定量浇铸技术、阳极校直及铣耳技术、钦种板技术、始极片压纹技术、阴极压纹技术、永久阴极电解技术、各种电解液净化技术、添加剂补加技术、极距均匀性控制技术。

2.1.1电解液中杂质行为

阴极中含杂质0.3~0.8%，其中包括O、S，稀贵金属Au，Ag，Pt，Se，Te，负电性金属As，Sb，Bi，Ni，Fe，Zn，Pb，Co等。他们在电解时分别以不同的比例进入阳极泥和电解液，并以微量进入阴极。这些杂质按其在电解时的行为可分为四类：

第一类：正电性金属及以化合物形态存在的元素。它包括Au，Ag，铂族金属及形成化合物的元素O，S，Se，Te等。它们以极细的分散状态从阳极落到槽底，其中约0.5%被机械夹带到阴极上，造成贵金属损失。

第二类：在溶液中形成不溶性化合物的金属。它包括Pb、Sn。电解时Pb和Sn形成不溶性化合物。Pb在阳极溶解时形成不溶性化合物PbSO4沉淀并可进一步氧化成PbO2覆盖与阳极表面，妨碍电解液与阳极的接触而使槽电压升高。锡的碱式盐在沉降时可吸附As和Sb的化合物，有利于减少电解液中As 和Sb的含量，但数量多时也会粘附在阴极上，降低阴极的质量。

第三类：负电性金属。它包括Ni，Zn，Fe。Fe和Sn很容易在火法精炼时除去，一般阳极中Fe和Zn含量都很低，仅0.001%~0.003%,在阳极溶液时几乎全部进入电解液。Ni的含量波动较大，为0.09%~0.15%或更多。金属Ni在阳极上进行电化学溶解而进入溶液，一些不溶性的化合物如氧化镍、镍云母在阳极表面上形成不溶的薄膜引起阳极钝化和槽电压升高。

第四类：电位与铜相近的元素。它包括

As、Sb、Bi。As、Sb、Bi对电铜质量是最有害的杂质，因其电势与铜相近因而有可能在阴极上放电析出。此外，它们还容易产生“漂浮阳极泥”，机械粘附在阴极上。产生“漂浮阳极泥”的原因有很多说法，最近认为是由

于生成很细的SbAsO

4

和BiAsO

4

絮状物质，会影响其化学成分和外观质量。

2.1.2添加剂的影响

在电解生产中，为使阴极平整致密，需加入添加剂，添加剂的种类、加入量以及加入方式等都是比较关键的问题。目前，国内外常用的添加剂有：胶、硫脲、盐酸、干酪素和阿维同-A(Avitone-A)等。目前，研究发现干酪素在电解过程中并不起作用，故已停止使用。至于胶类添加剂，一般认为明胶更易控制其度数(即分子量大小)，所以，云冶、金隆、贵冶等多采用明胶，有的厂很重视对不同度数明胶的配合使用。阿维同-A由国外进口，国内工厂较少采用。

另外，国内外铜电解厂，胶和硫脲的加入量差别很大，胶25-230g/tCu，硫脲30-90/tCu。但如果阳极质量不是很好的厂家，其明胶和硫脲的加入量都比较高，通常都达到明胶100g/tCu，硫脲50g/tCu以上，有利于阴极沉积物致密、光滑。

2.1.3电流密度的影响

在铜电解生产中，电流密度直接影响电流效率和电解铜质量。如表2.1

表2.1 电流密度对阴极铜表面质量的影响

电解液

电流密度（A·m-2）

260 280 300 320

未净化

板面平整

无粒子板面不平整

有粒子

板面不平整

粒子较多

板面不平整

有条纹，粒子较多

净化

板面光滑

无粒子板面光滑

无粒子

板面光滑

无粒子，玫瑰红

板面较粗

有条纹和粒子

由此表可知阴极铜表面质量随电流密度升高而下降，且采用净化后电解液电解得到的阴极铜表面质量优于未净化电解液电解所得阴极铜表面质量。实验证明通过净化，在电流密度为300A/m2时电解得到的阴极铜表面质量能达到阴极铜质量外观标准，再增大电流密度阴极铜表面质量会明显恶化。

在传统电解条件下不改变极距并提高电流密度是增加电铜产能最快的方法。因此，传统法提高电流密度仍旧是铜电解企业和专家们所关注的热点问题，国内厂家一般将电流密度控制在230A/m2左右，在国外，电流密度超过280A/m2时，一般采用周期反向电流法电解，但该方法有效电流效率低，电耗大，在我国电力紧张的条件下不宜采用。

2.1.4有机相的影响

电解液的清晰是保证电铜质量的重要因素之一。有机相接触的电积液，含有微量有机相，当其含量达到一定量时，会引起阴极沉积的铜变色，尤其以阴极板的上部为甚。这种黑巧克力色沉积物叫做“有机烧斑”，在有机烧斑区域内的沉积物性质脆弱且呈粉状，并且在烧斑区域多半会发生杂质固体的严重夹带。实际生产中，过量有机物进入溶液将严重影响种板槽始极片的品质、成张率及电铜的质量，应减少或杜绝有机物进入电解溶液。

2.1.5电解温度的影响

固定其他条件不变，当硫酸质量浓度为210g/L时，电解液温度对阴极铜表面质量的影响如表2.2所示。

表2.2 电解液温度对阴极铜质量的影响

温度/℃

45 55 65 75

版面布满大量粒子低端大量粒子板面平整

略刺手

板面光滑无粒子

玫瑰红

版面粗糙

由上表可知，温度对阴极铜表面质量有重要影响。一方面升高温度有利于铜离子的均匀沉积，可消除阴极附近铜离子的严重贫化，阴极结晶致密，减少了阳极泥的污染，大幅度提高Cu2+溶解度，有效防止阳极钝化，降低电解液的粘度，有利于阳极泥的脱落、凝聚、沉淀，加快阳极板毛面氧化物溶解速度，防止阳极钝化，并减少杂质在阴极上的析出。另一方面温度过高，铜离子电沉积速度过快使板面粗糙，而且增加了蒸气消耗和热损失，恶化了操作环境。因此，适宜的电解液温度为65℃。

在高镍阳极生产实践研究中，电解液温度也是影响阴极铜Ni，S含量的主要因素之一。实践证明，在其它技术条件大体相同的情况下，提高电解液温度，阴极铜的品级率明显上升。然而，也应考虑到温度过高，胶的降解明显加快，从而增加胶的消耗。对高镍铜电解，电解液温度控制在61-65℃之间是适宜的。

2.2节能降耗

在铜电解精炼过程中电消耗和蒸汽消耗是主要的能源消耗，因此，做好电消耗与蒸汽消耗的节能降耗工作是降低电解铜的综合成本，提高产品的市场竞争力的关键所在。

2.2.1影响电解铜电单耗的主要因素

电耗是电解铜生产的关键指标，它综合反映了电解铜生产的技术水平和经济效果。电耗量主要取决于槽电压及电流效率，并可用下式计算:

W=1000V/1.186η kWh/t·铜

式中V——槽电压，η——电流效率，%；

1.186——铜的电化当量，g/A·h。

上式表明，电耗随槽电压的降低及电流效率的提高而减小，其中以槽电压的影响最大，因其波动范围较大。因此，通过实践及分析，总结出了影响电耗的主要因素如下:

(1)极距

极距对电解过程的技术经济指标和电解铜质量都有很大影响。缩短极距可以降低电能消耗，但极距过小，易造成短路增多，引起电流效率下降。因此必须综合考虑多方面的因素来选择适当的极距。

(2)电解液的成份

电解液的电阻所引起的电压降是槽电压的主要部份，所以，控制好电解液的成份对于降低槽电压显得尤为重要。

(3)电解液的温度

控制适当的电解液温度，对降低电耗有重要的作用。电解液的温度过低，会造成电解液粘度增大，使各种离子的扩散速度减慢，增加电解液的电阻，从而使槽电压上升。同时，亦可能造成杂质在阴极上放电，使电流效率降低。

(4)电解液的循环量

在电解过程中，由于电极的极化作用，

产生了反电动势，使槽电压升高，电能消耗增加。

(5)添加剂

添加剂有助于获得表面致密、平整、光滑的电解铜，但槽电压会随添加剂的增加而上升。

(6)电流密度

在相同的条件下，槽电压随着电流密度的提高而上升，即导致电耗的增加。

(7)阴阳极周期

阳极周期的长短与阳极自身的重量残极率电流效率电流密度有直接关系。在其它条件相同的情况下，阴阳极周期越短，出装槽作业越频繁，增加了劳动强度和设备能源的损耗，阴阳极周期太长，除了影响阴极铜质量外，使生产资金占用额增加。

2.2.2影响电解铜蒸汽单耗的主要因素

蒸汽单耗是指单位产品阴极铜所消耗的蒸汽量。蒸汽消耗量为生产生活等蒸汽消耗总量，它主要与电解槽及各类贮槽的表面覆盖和槽壁保温措施有关在无措施的情况下一般为 1.0～1.5t/t．Cu，当电解槽面采用覆盖槽壁及管道采取保温措施并将各贮槽加盖的情况下，蒸汽消耗一般为0.2～0.6t/t．Cu 影响蒸汽单耗的主要因素：

（1）电解液温度

电解液的温度越高，与周围空气的温度差越大，散热损失也就越大，电解液加温要补充的热量也就越多。

(2)阴极铜烫洗除电解液加温外，阴极铜烫洗消耗的蒸汽量也很大。

(3)换热器热效率在加温电解过程中，换热器换热效率高，可以直接节省蒸汽

(4)气候影响北方和海拔较高的地区因季节性气候的变化，一般比南方工厂蒸汽单耗大

2.2.3铜电解节能降耗的主要措施

（1）严格把好装槽质量关

杜绝不合格阳极板和始极片入槽，并设专人检查装槽质量，确保极距均匀并符合工艺要求，从而大大减少了阴、阳极短路的可能，提高了电流效率，降低了电耗。

（2）严格控制电解液成份

制定严格的工艺、技术规程，及时掌握、调整电解液的成份及采取必要的措施，可以降低电解液的比电阻，从而降低槽电压。

（3）严格控制电解液的温度

电解液的温度应保持在58~65℃，以利于加快离子的扩散，使电解液成份趋于均匀，降低电解液的电阻，从而提高电解液的导电率，降低槽电压。

（4）降低槽电压及电耗

根据电流密度与工艺的要求，适时调整电解液的循环量，以使电解液成份均匀，有效地降低浓差极化作用，降低槽电压及电耗。

（5）加强添加剂的监控

设专人控制添加剂的加入量，并根据工

艺的变化即时调整添加剂的配方，避免添加剂过量而引起槽电压上升，增加电耗。

（6）选择适当的电流密度

根据工艺的要求选择适当的电流密度。适时调整电解液的循环量，使电解液成份均匀，有效地降低浓差极化作用，降低槽电压及电耗。

（7）加强集液池的保温措施

应投放大量的塑料浮球进行覆盖保温。对循环系统的槽罐和溜槽加盖，大大地减少了电解槽等设备的对流辐射放热，对槽罐和管道做好保温措施同时在电解槽上面覆盖槽盖布，减少蒸汽消耗。

（8）换热设备的选取

可以采用换热效率更高的钛板式换热器，一方面降低了蒸汽波动对电解的影响；另一方面提高了热效率，降低了蒸汽消耗，节约了能源同时也要做好热交换器的清洗工作，更有利于提高热交换效率，降低蒸汽消耗。

2.3提高劳动生产率

提升劳动生产率是所有行业共同努力的方向。铜电解精炼过程采取措施确保高电流密度生产的正常进行和使用机械代替人工进行劳动便是主要的手段。围绕提高劳动生产率发展起来的技术包括新型电解液循环方式、周期反向电流电解技术(PRC)、机械化作业技术等。

2.3.1新型电解液循环方式

提高电流密度是在基础投资不变的情况下企业提高生产能力、降低成本最为快捷的手段。但电流密度的提高受产品质量、电能消耗等制约，并且在一段时期内普遍认为电流密度提升的最大限制因素是浓差极化和阳极钝化。

以此为指导原则进行了许多的试验尝试，并有部分转化为实际工业应用，但要么具有片面性而无法推广，要么解决某一方面问题与其它技术配合使用。比如，传统循环方式是从电解槽的一端进液，另一端出液，为适应电流密度不断提高的要求，发展出了“平行环流式循环电解槽”、“CCS电解槽”、“渠道式电解槽”等采用新循环方式的电解槽，还有一些其它的方法处于试验研究阶段，比如喷射电解液法、脉冲电流电解法等。

2.3.2周期反向电流电解技术(PRC)

该技术1963年首先在保加利亚铜精炼厂投入使用，也是为解决高电流密度下浓差极化和钝化问题出现的电解技术，20世纪70年代获得了一定的推广应用，一度达到11个厂，1999年减少为8个电解厂。究其原因主要是采用PRC技术提高电流密度是以增加极距确保产品质量和减少短路为代价的，一般的厂家电流密度可以提高到340A/m2，较传统法的最高电流密度300A/m2提高约13%，而其极距却由100mm左右提高到了110mm甚至114mm，增加10%~14%，两者对产能的贡献基

本抵消，同时还要比传统电解多消耗30%电能，得不偿失。

2.3.3机械化作业

昂贵的劳动力促使欧美等发达国家考虑采用机械代替人的劳动，20世纪七八十年代主要是围绕电解的各个工序提升机械的作用，包括：阳极准备、始极片自动剥离、始极片压纹制作、阴极处理、等均逐步实现机械化作业，至20世纪90年代，60%以上的厂家使用了阳极机组，并且作为永久阴极电解技术的补充，自动化阳极机组正在逐步成为标准的电解精炼设备。

为弥补机械化带来的投资增加，提高生产效率及发挥机械化作业的优势，国内外阴阳极板都有向大型化方向发展的趋势，现有的大型阳极单面面积一般都在1mm以上，重量在300kg/块以上，0.5~1m2的阳极已极少见。

3 铜电解技术发展展望

以不锈钢阴极技术为载体集成当今铜电解领域的各项先进技术，即永久阴极电解工艺技术，是铜电解技术的发展趋势。通过全文对铜电解的介绍，铜电解技术的发展趋势有以下几个方面：

1、铜电解阴极技术采用永久阴极技术取代始极片技术，永久阴极技术中，不锈钢板也将取代传统的钛板。

2、传统电解槽材质以钢筋混凝土为主，新式电解槽内衬软聚氯乙烯板或玻璃钢板，取代传统内衬材料。电解槽的大型化和电极间距的缩短可以增加产能，提高效率。

3、研发新的电解液添加剂，如表面活性物质，来改善电解时结晶颗粒的性能，以便产出更为平整致密的阴极铜板。

4、改变电解液在电解槽内的循环方式。比如，电解液沿阴极板面平行流动的方式，可以降低槽电压，提高电效。

5、研究新的电解液净化方法来更为有效的去除电解液中的砷锑铋，如电流电积法，极限电流密度法，萃取法，氧化法，共沉淀法等。

6、增加铜电解工艺的自动化程度，比如自动剥片、阴极处理、残极洗涤等，降低劳动强度，提高机械化水平。

目前，铜电解技术已经相对比较成熟，也得到了大规模的工业推广。但是仍存在一些可以改进的地方，如扩大电解槽槽体、缩短电极间距、改变电解液循环方式等。通过不断改善电解工艺细节，来提高铜电解效率，降低能耗，.促进铜工业的进一步发展。

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