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冶金冶炼
钟康禄
（江西铜业（清远）有限公司，广东 清远 511500）
摘 要：
蒸汽分水器本文针对高砷铜阳极电解精炼电铜质量的控制方法进行分析，首先分析石菉阳极铜的特点，而后阐述对电铜质量产生影响的主要因素，最后提出质量控制方法，希望能够可以进一步提高电铜的精炼质量。
关键词：
高砷铜；阳极电解；精炼；电铜质量；控制中图分类号：TF811.032 文献标识码：A 文章编号：
11-5004（2021）10-0027-2收稿日期：
2021-05作者简介：钟康禄，男，生于1995年，汉族，江西瑞金人，本科，助理工程师，研究方向：湿法冶金。
在精炼电铜的过程中，砷和锑会直接影响到电铜的质量，不仅因为其电极电位与铜相近，而且很容易在阴极上与铜同步放电吸出，从而对电解铜的质量造成影响，在这种情况下就必须要对其质量进行控制，只有这样才可以进一步提高电解铜生产的合格率。 1 石菉阳极铜的特点分析
石菉铜矿冶炼厂的产品生产方案为二级粗铜，所生产的阳极板产品不仅物理规格比较差，而且含砷量高和含金银量低也是产品的主要特点之一，相比于市面上常见的阳极板，含砷量大约高出十几倍左右，而且在国内也非常少见[1]。
将石菉阳极铜作为生产原料的电解厂，对石菉阳极板进行深度的精炼处理，使其中的杂质得以去除，从而达到改善阳极板物理规格的目的。而在我国某一电解厂内，则是直接采用冶炼厂中所生产的电极板进行电解。因为阳极板的物理规格较差以及含砷量过高，会直接对电铜的质量造成影响，进而影响其技术经济指标。在阳极板的生产过程中，由于受到电解液温度、电流密度、添加剂种类与配比以及 循环量等多个条件因素的影响，所生产的电极同批号铜纯度仅仅只达到99.95%，与标准要求相差较大[2]。从物理规格角度进行分析，阳极板的边缘出现树枝状粒子或开花型粒子，而且版面上也存在比较多的例子，无法达到一级电铜的生产标准。但经过不断的实践研究后，生产技术水平和生产条件均得以改善，进一步提高了高砷铜阳极电解精炼的技术水平，当电解液内的AS 达到48～50g/1时，可以生产出符合标准的电解铜。
2 对电铜质量产生影响的主要因素分析
对于电解铜质量来说，对其产生影响的因素很多，经过总结与分类后可以将其分为以下三点。
2.1 始极片的质量
对于电铜生产来说，确保始极片的质量是生产出合格和正常生产电铜的关键条件和基础条件，如果始极片容易变形或上同不均匀，很容易导致电铜的局部出现粒子，从而对所生产电解铜质量的物理规格造成影响。2.2 阳极板的质量 如果阳极板中掺杂着大量的杂质，这样一来就会导致电解液中的杂质含量较高，而且这些杂质的积累速度也非常快，一部分与同电位接近的金属离子在阴极电板上放电析出的可能性也会有所加大。在某电解铜生产场中。并且砷的增长速度比较快，每天可达到0.2~0.3g/l，对电解液的成分进行分析，其具体如下：Cu45.66、H 2SO 4216.48、AS48.75、Fe4.65、Sb1.5[3]。2.3 生产技术条件
（1）如果阳极板表面与气孔内的CuO 和Cu 2在不冲洗干净的条件下直接下槽电解，则很容易导致铜粉或铜的氧化物薄膜机械沾附于阴极，最终导致眼疾的表面生成片状粒子或圆形粒子。（2）如果电解液中的Cu 2+浓度、杂质浓度或H 2SO 4的浓度比较高，会出现以下三种不良情况，首先是容易形成硫酸铜的结晶并析出，进而导致阴极长粒子；其次，容易导致管道阻塞，使个别槽的循环量下降，最终导致这一槽的电解液出现分层或Cu 2+贫化的情况，这样一来就很容易造成杂质离子的放电析出；最后，努力增加电解液的黏度和比重，导致电解液中含有的阳极泥与其它杂质颗粒的沉降速度减缓，引发阴极长粒子。如果Cu 2+的浓度比较低，其他条件无法及时弥补，也很容易导致带有杂质的放电析出，影响到电解铜的密度，降低铜的浓度[4]。
（3）如果电解液的循环量比较小或温度比较低，也容易导致电解液中的铜离子扩散速度减缓，导致电解液中各个组分的分布不均匀。此外，如果阴极和阳极极化加大，也容易导致阴极的杂质含量增加，并形成长粒子。
（4）如果残疾率的控制率较低，就会导致阳极过小或出现穿洞的情况，最终导致有效面积减少，这样也会增加阴极局部电流的密度，不仅会导致槽电压上升，也会对电解铜的质量产生影响。（5）生产电解铜时，其中所添加的各种添加剂和添加剂的数量，必须要根据实际的生产情况确定，一旦添加剂的添加量过大或不足时，很容易导致电解铜的质量无法达到标准。对于高砷阳极电解
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来说，相比于一般的阳极电解，其添加剂的数量往往比较多[5]。
（6）现如今，我国各大电机厂所使用的电流密度之间的差异比较大，通常在200~330A/M2。对于含有杂质量比较高的阳极电解所选择的电流密度应该比较低。
（7）在确保电解铜质量和相关操作不会受到影响的条件下，使用比较小的间距可以有效的降低槽内的电压。如果极距比较小，不仅会增加操作难度，也容易引发短路，甚至会导致阳极泥污染阴极，对电解铜的质量造成影响。
3 电解铜的质量控制方法
由于某一电解厂内的生产的电解铜砷含量较高且物理规格比较差，为了能够使生产的电解铜物理规格和化学成分达到标准要求，并对其质量进行控制，具体的控制方法如下。
3.1 控制种板槽技术条件，提高始级片质量
为了能够进一步提高电解铜的生产质量，必须要控制好始极片的质量，要求始极片必须要板面完好、周边整齐、结晶致密、韧性良好、平整无卷角，且厚度在0.55mm以上，如果在条件允许的情况下，
始极片的厚度最好可以达到1mm，这样一来就可以有效的提高始极片的刚性，有效预防变形的不良问题。
3.2 确保阳极平整，泡洗干净
对于下槽的阳极板，必须要保证板面平整，真正的做到板平、耳直且无非边毛刺，对于一些物理规则比较差的阳极板，则直接弃用。在阳极板下朝前，需要将其放入含50g/l～100g/l的H2SO4溶液和温度高于50℃的酸溶液中浸泡15min，从而将阳极板表面含有的氧化物去除，而后再冲洗槽中，使用循环水，将阳极板表面含有的铜粉冲洗干净[6]。
3.3 控制铜离子的酸度与浓度
在本次研究中所分析的电解铜生产厂中，电解液中含有的Cu2+需要控制在40g/l～45g/l以内，H2SO4则需要控制在180g/l～200g/l 以内，从而有效避免杂质盐类水解和砷离子、锑离子共同放电析出。当锑离子进入到阴极中，其含量会直接影响到酸度，如果电解液的温度为40℃，那么当酸度在5g/l、50g/l、100g/l的情况下，阴极中含有的锑含量则为0.042%、0.00023%与0.0001%。如果硫酸的浓度和铜离子可以准确的控制在标准范围以内，且电解液的比重达到1.24，如果H2SO4和Cu2+的含量有所升高，那么电解液的比重也会随之上涨。在本次研究的电解铜生产场中，因为有一段时间未开脱铜槽，所以电解液内H2SO4的含量达到150g/l、Cu2+的含量达到70g/l，故电解液的比重为1:29，最终导
致阳极泥无法顺利成交，形成阴极长粒子[7]。
3.4 控制电解液的温度和循环速度
一般情况下，电解液的温度需要控制在58℃~62℃这一范围内，而循环速度应在22l/min~25l/min，这种控制方法可以有效促进铜离子的扩散，而且也能够降低电解液的粘稠度。因为在电解液中含有比较高的杂质含量，再加上加入的胶量比较大，也会明显增加电解液的粘稠程度，所以必须要确保电解液可以始终处于高温状态下，因为高温的作用可以有效降低阳极中含有的锑和砷的含量。
3.5 控制电流密度
一般情况下电流密度不易过高，应控制在200A/m2~230A/m2。如果电流的密度比较高，则很容易导致阴极附近的铜离子出现贫化现象，这样一来就很容易导致杂质离子出现放电析出的情况，阴极中的砷含量与电流密度和温度之间的关系见表1。
表1 阴极中砷含量与电流密度和温度之间的关系
砷浓度（g/l）
砷含量（%）
电价查询300A/m2200A/m2
25℃50℃25℃50℃
0.2<0.00010.0002<0.00010.0002
1.50.00030.0001<0.0001<0.0001
1.00.00020.00030.00020.0001
4.00.00160.00020.00020.0002
6.00.00110.00030.00030.0002 3.6 增加极距的宽度
适当增加极距的宽度，有利于促进阳极泥的沉降，尽可能的避免对阳极铜造成污染[8]。
3.7 保证电解液的清洁性
电解液的中部分砷、锑化合物形成的漂浮阳极泥，加上人为与机械带入的其他漂浮物，比如地面防腐层存在的沥青颗粒等很容易污染电解液，在这种情况下，实际进行生产前必须要对电解液进行过滤，确保各种洗液以充分澄清，也可以使用压滤机进行过滤，只有经过充分过滤的电解液，才可以进入到
循环系统中。
4 结语
综上所述，在精炼电铜的过程中，必须要重点关注砷和锑的含量，严格把控各个生产条件，只有这样才可以生产出符合国家标准的一级电铜。
参考文献
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统:,CN211311618U[P].2020.
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法:,CN111020634A[P].2020.
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统:,CN211256112U[P].2020.高频淬火工艺
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