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1、铜电解过程中 添加剂的作用和思考 为了获得纯度高， 表面光滑的电解铜， 在电解精炼中要加入 各种表面活性物质作为添加剂。 就铜电解的日常技术管理看， 掌 握好添加剂的用量和管好电解液是最重要的工作、一、金属电结晶： 阳离子在阴极放电并最终形成金属元素的过程叫做电结晶。 电结晶过程就是指从离子放电出现自原子形成结晶核， 到构成晶 体并在阴极表面形成金属层为止的全过程。把电结晶过程看作是几个独立阶段进行的。从立体晶核的形 成开始， 晶核的生长是以一定速度进行的， 并且沿着金属薄层的 每一面，周期性地产生和传递来完成的， 随着新的 （ 平面的 ）形成， 在界面上形成了金属层。 如果晶核的生成速度大于
2、晶核的生长速 度，则得到细粒光洁的结晶。反之晶粒就比较粗大，甚至出现异 形结晶；晶核生成速度过快，来不及组成晶体，便得到粗疏的海 棉物。电解工作的重要任务就是要使结晶核生长速度处于有利于产 生细粒光洁结晶的平衡。电解阴极过程诸环节与极化有关， 电结晶过程也与极化有关， 所以通过改变阴极极化值就能控制结晶过程， 应而在电解过程中 必须加入能改变阴极电势的表面活性物质， 以得到细粒光洁的结晶，理论基础就在于此。二、胶和表面活性物质对电沉积的影响 加入胶和表面活性物质，可改变阴极的极化来改善晶体的特 性，这种物质称之为电解液添加剂。1、硫脲等能使电析粒子细，电析面平滑，阴极点位下降、2、胶能使电析面
3、平滑，阴极电位上升、3、有害添加剂使电析面结晶粒子极大或极小，表面不平滑4、阿比通 A 使结晶粒子大，阴极电位下降。 添加剂的作用是与金属阳离子形成络合物， 因为络合物的放电延 缓作用而增大了阴极的极化作用。 在阴极表面形成薄胶膜， 促使 结晶细化。 国内大多采用骨胶作为单一添加剂， 盐酸作为仰制电 解液中银离子而加入。三、添加剂 - 骨胶 胶是铜电解精炼过程中最主要， 最基本的添加剂， 其它添加剂只 能配合胶而不能代替胶， 只能部分降低胶的用量而不能完全取代 胶、1、胶作为添加剂的机理 胶是通过增大阴极极化值而使电析平滑的一种添加剂，在电解液中与铜离子形成吸附络合物，对于Cu+来说，胶粒吸附
4、带电的Cu+而形成载胶体，受静电引力而趋向阴极、促使极化作 用的增强，是因络合阳离子在阴极放电的延缓过程，Cu+并不直 接在阴极上析出而是首先从络合物上解吸。随后在阴极上析出。电铜结晶面上有发光点，说明有部分Cu+一道参与了阴极上的点结晶。加入胶以后，对结晶核生长速度有所仰制，相应地 晶核生成速度就有所增加，便于得到光滑，细密的结晶。同时由 于胶与Cu+形成载体，对于因阴极上的凸瘤部分，因随Cu+而去的胶粒多，就钝化了疙瘩，使其逐渐长平，当胶体在电解液中 的浓度相当高时，增加了胶粒的直径，降低了胶粒的总面积，并 且降低了 Cu+在胶粒上的吸附作用，使大量的Cu+成不了载胶体，会使析出恶化，因而
5、发挥不了添加剂的作用，所以，对胶作 用发挥的好坏，电解液中胶的浓度是很关键的。2、胶的分解和电析消失胶在酸性电解液中， 即使在不通电的情况下， 在一定温度下 也会分解消失，因此停工检修或新建厂在通电 24 小时内分班加 入底胶，以减少不必要的胶耗。胶在55C左右时，阴极的分级电位急剧减少，经过72小时后基本消失。在25C时胶很少分解， 是因为胶是一种类蛋白，在酸性溶液中要有一定的温度才能分 解。同时胶的分解与 Cu+无关，是受浓硫酸和电流密度的影响。 电流密度越大分解的越快。 同时有氯离子的成在， 能促进电解液 中胶的分解，并且促进了胶体的凝胶化。因此在电解过程中，要 求将胶均匀地， 连续的加
6、入， 以避免造成电解液中有效胶浓度的 急剧变化。三、 胶在电析过程中的表征和在电解液中浓度分析1、 胶添加剂的特征。在电解铜表面形成堆砌六面体闪金星结 晶，比较粗糙，表面电铜粒子硬而韧，疙瘩不易脱落。判 断添加剂的多少，要从始极片下槽后 10 24 小时观察，发 现问题及时调整添加剂用量。2、 胶添加剂贫乏的特征。电铜较软，小疙瘩明显失去仰制， 敲打阴极时发出“扑扑”的空声，析出也比较粗糙；在种 板槽的电解液中缺胶时，铜皮底部和侧部明显发酥，发脆。 如胶适宜侧韧性好，种板槽对胶的浓度尤其敏感。四、硫脲在铜电解用途1、硫脲在铜电解过程中作为主要添加剂效果显著，浓度在 没毫升 10 克以上时络合物
7、在阴极层中形成胶膜而被阴极吸收附 与表面，不溶的络合物胶膜使Cu+在阴极放电发生困难，从而促使阴极极化增加； 当电解液中含有镍时， 这个络合物胶膜的作 用更为显著。2、电解液中硫脲浓度很低，即络合物的浓度不足以发生胶状沉淀时，促使阴极变细的主要作用不是络和物而是Cu2S是由于Cu2S得去极化作用而至，Cu2S在阴极表面生成补充的结晶 中心，有利于阴极结晶细化，由于活性晶核的增加，降低了真实 的阴极电流密度而引起阴极极化降低。3、胶膜将钝化和阴极面轴垂直结晶的晶棱面， 迫使结晶向平 行于阴极面的方向生长， 仰止凸瘤的生成、 即使生成凸瘤也会迅 速钝化，长平，由于这个胶膜吸附增大了阴极的极化电位，
8、产生 料新的晶核， 有利于新的晶核中心产生， 使晶核生成与晶核成长 的速度处于有利于生成细密结晶的平衡， 从而细化了结晶， 仰制 了疙瘩。4、在添加了硫脲的电解液中，当阴极由于长时间短路而发 生烧板时， 在阴极溶蚀部分出现黑紫色的带状烧板特征， 这个黑 紫色带就是吸附于阴极表面的络合物胶膜。5、硫脲在电解过程中起细化作用，适量时，电铜的颜色呈 玫瑰色，表面有类似细条灯芯绒状的条纹，电铜密度大，敲击发 出铿锵的响声， 即使铜皮原先有些疙瘩也会受到仰制， 电铜上的 疙瘩会迅速钝化，处理短路时疙瘩不发粘，一击就脱落，用量一 般为 2530克/ 吨残极槽要多点。6、加入硫脲比单纯加入胶的槽压要低，是因
9、为相应降低了 胶量，使电解液粘度降低，导致电解液中电阻降低。7、硫脲过量；短路烧板电铜产生黑紫色带，电铜表面有粗 条纹，疙瘩增多，而且针、柱状疙瘩多，这时要采取停加硫脲 1 2 天，情况就能有好转。8、硫脲与盐酸的关系；盐酸量过大时，即易引起阳极钝化， 因此盐酸应控制在 0、050、07克/ 升。切记硫脲不能与盐酸在 同一循环系统中加入。9、硫脲与干酪素的关系；两种添加剂性质上基本相近，在 电结晶过程中不互相干扰， 所以干酪素与胶的添加量一般维持下 的关系：硫脲 +干酪素 =2 倍胶量。10、硫脲与胶的关系； 溶液中胶和硫脲量过多不仅不能改善 阴极铜的质量，反而使电阻增加，槽压上升，结晶变坏；在阴极 表面生成大量尖刺，版面布满疙瘩。Welcome !欢迎您的下载,资料仅供参考!
