銅冶煉陽極板中的雜質(zhì)元素對電解車間的影響

范曉霞 （內(nèi)蒙古巴彥淖爾西部銅業(yè)有限公司 015000）

在電解銅的精煉中，銅澆鑄成陽極板后，在電解槽中硫酸銅和硫酸的水溶液在直流電的作用下析出高純度的金屬銅，而某些金屬雜質(zhì)元素由于其不溶性，造成雜質(zhì)沉積在電解槽的底部，會對電解銅車間造成巨大的影響。而這些沉淀在電解槽底部的雜質(zhì)元素不僅影響著電解銅車間的冶煉，也具有極高的經(jīng)濟價值，因此為節(jié)約電解銅成本的工藝損耗，創(chuàng)造更大的價值，必須加強注重銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素。而在對銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素處理研究的過程中，不僅需要對電解銅質(zhì)量的掌控，還要盡可能達到節(jié)省能源消耗的目的。

一、改進銅的冶煉工藝，使用新型熔煉設(shè)備，減少電解車間的工藝損耗

在銅冶煉過程中，電解工藝系統(tǒng)要全面科學分析電解液循環(huán)管理的每一項數(shù)據(jù)的變化與波動，要保障冶煉銅的物理規(guī)格合格率。在對待提煉電解槽內(nèi)的陽極銅問題的同時，要盡可能減少其雜質(zhì)元素的產(chǎn)生，并合理處理與控制。而銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素會對電解車間產(chǎn)生以下影響：

1、增長電解車間的工藝損耗，會對電解車間的冶煉與生產(chǎn)產(chǎn)生不小的負荷，影響冶煉銅過程中的純度與安全性。電解槽內(nèi)的陽極板和不銹鋼板，必須擁有加工清潔生產(chǎn)的全自動流程。只有定時科學的清潔與維護，才能使電解車間高效率、長壽命使用，從而保障電解銅冶煉的合規(guī)與高質(zhì)量。

2、雜質(zhì)元素的再利用，對電解車間的成本控制具有重大的影響，可以合理規(guī)避成本的流失。而在冶煉銅過程中，化學反應(yīng)將粗銅里的銅離子分解出來，吸附在不銹鋼板上，不僅可以節(jié)約原料與成本，還可以創(chuàng)造額外的附加價值。

3、采用先進的技術(shù)與設(shè)備，綠色循環(huán)利用銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素，高標準的規(guī)劃、高標準的建設(shè)電解車間，使其有色銅加工進行科學性的清潔生產(chǎn)。

由于電解銅的煉銅的原料是銅礦，在對銅的電解精煉中，陽極上的銅和電位較負的賤金屬溶解進入溶液，而貴金屬和某些金屬（如：硒、碲）不溶，成為陽極泥沉于電解槽底。在電解液中逐漸積累的賤金屬雜質(zhì)，會防礙電解過程的正常進行。增加電解液的電阻和密度，使陽極泥沉降速度減慢，甚至在陰極上與銅一起共同放電，影響陰極銅的質(zhì)量。必須定期定量地抽出凈化，并相應(yīng)地向電解液中補充新水和硫酸。抽出的電解液在凈化過程中，常將其中的銅、鎳等有價元素以硫酸鹽的形態(tài)產(chǎn)出，硫酸則返回電解系統(tǒng)重復(fù)使用。

二、科學認識銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素，一分為二的看待其對電解車間的影響

在銅電解精煉過程中，其雜質(zhì)元素對電解車間產(chǎn)生的負面影響一般為，當電解間雜質(zhì)積累到一定程度時，銅離子的濃度達到極高，或電解槽內(nèi)陽極嚴重鈍化，會影響銅電解精煉正常進行。銅電解精煉的陽極板是一種含有多種元素的合金，通常將陽極銅中的雜質(zhì)分為以下四類：（1）如同金、鉑等帶有正電性強于銅顯著的元素（2）如同鉛、鈷、鋅、等帶有負電性強于銅顯著的元素（3）電位接近銅但較銅負電性的元素：砷、銻、鉍；（4）其他雜質(zhì)：氧、硫、硒、碲、硅等。當陽極溶解時，以金屬形態(tài)存在的該類雜質(zhì)均電化溶解，并以二價離子狀態(tài)進入溶液，消耗溶液中的硫酸，增加溶液的電阻。在電解車間中，對銅的析出過程中，產(chǎn)生的金屬雜質(zhì)元素會加大電解液的粘度和密度增大，對電解液增加電阻，使電解液槽電壓上升，從而降低銅冶煉陽極板的電流效率。

與之相對，銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素在電解車間的沉淀，具有極高的經(jīng)濟價值，加以科學回收利用，會降低電解銅的成本，會對車間產(chǎn)生積極的影響。在電解銅的精練過程中要采取如同錫亦屬火法等科學方法，一方面從根源上盡可能減少或除去的雜質(zhì)元素，在控制電解溶液中要稀釋一定程度的銅離子濃度，使其雜質(zhì)元素難以水解，維護好溶液的溫度與密度，防止或減少雜質(zhì)離子的放電。另一方面在過程中，加強電解液的過濾與凈化，防止陽極板的鈍化，注重對雜質(zhì)元素的回收與利用，一定程度上使用新型添加劑與活化劑或震動電極，使其雜質(zhì)結(jié)晶沉降，從而利用凈化裝置濾除電解液中所含的懸浮物，做到綠色環(huán)保利用。而對于粗粒不粘附的多孔沉積物，要本著清潔的目的，及時清理。

要全面認識銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素對電解車間的影響，注重細節(jié)，定時維護設(shè)備。改善陽極質(zhì)量，從根本上防止陽極泥殼的生成，同時也需要注意低殘極率的發(fā)生，按照規(guī)定定時清洗擦拭，把握合理的極間距離。采取加銅中和法或直接濃縮法等先進的凈化方法，冷卻結(jié)晶，從脫銅電解后液中產(chǎn)出雜質(zhì)元素。在對待不同的雜質(zhì)元素的凈化上，要采取不同的方法，具體問題具體分析，如有可能使其析出的雜質(zhì)元素質(zhì)量上達到再利用的標準。要建立安全程度高、流程簡化、自動化程度高、操作人員少的凈化制度，使電解車間良好運行，保障電解銅質(zhì)量的穩(wěn)定，減少設(shè)備的損耗提高其壽命使用周期。

三、結(jié)語

進入新時代，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場與人們對電解銅的需求日益上漲，而由于現(xiàn)代煉銅技術(shù)的限制，我們必須注重在精練銅的過程中，銅冶煉陽極板產(chǎn)生的雜質(zhì)元素對電解車間的影響。應(yīng)在對電解銅質(zhì)量與品質(zhì)要求不斷提高的基礎(chǔ)上，積極對外交流，技術(shù)方面要與時俱進，不斷開拓創(chuàng)新，踐行科學發(fā)展觀，促進我國電解銅產(chǎn)量快速增長，產(chǎn)生的雜質(zhì)元素二次利用，推動我國電解銅事業(yè)新一輪繁榮。

[1]《電解銅的影響元素》

[2]《電解銅工藝的節(jié)能措施及效果》

[3]《基體分離ICP-AES法測定電解銅中的雜質(zhì)元素》