铜电解新型添加剂应用的研究

铜电解新型添加剂应用的研究 ?28-4 一 铜电解新型添加剂应用的研究 l前言 '西安冶金建筑学院冶金系..55'Tcf-o 摄量针对高镍高硫锅阳极龟解产出钓电锅台镰硫偏高进行了系统的研究.探讨了 镰,硫 的夹杂机理,提出了在电解过程中采用新型添加剂聚丙烯酰胺(JBN)和聚乙烯醇 oYc),并 在{囊拟生产条件下进行了试验研究,率得了较好妁结果,使龟镉质量选弼国家— 最觅铜的要 求?? 关-词!丝藿塑型塞望堕i盈电解铜 锕电解过程中,采用骨胶,干酪素,硫 脲等传统添加荆来提高电铜质量田研究及论 述已很多[1^4).但是,对于高镍高硫锕阳 极的电解过程,特别是出现阳极泥漂浮现象 时,传统的褥加荆就很难保证电铜的质量, 使电锕中的镲硫含量往往偏高.为此我们提 出了采用新型添加剂JBN和JYC来代替传统 的添加剂硫脲及干酪素,并进行了系统的试 验,取得了转为满意的效果. 2硫,镍夹杂机理 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 一 般阳极铜的物相组成是以金属铜为基 底含有一定量的辉铜矿Cu(CuS)或(Ca? Ni)iS,阳极中杂质镍主要以金属状态与锕 形成固溶体,少量镰以化食物形态机械加杂 在铜基底中,而夹杂物中镍主要以氧化镍形 态存在.资料[5)表明,在锕电解过程中, 阳极中呈同谘体状态存在的金属镍以化学溶 解进入电解液中,而以氧化镍形式存在的镍 触不会溶解,主要以氧化镍的形式进入阳极 泥.随着电解过程的进行,电解液中的镲不 断积蒙,使电解液的粘度增大,阳极泥的沉 降速度变慢,加之氧化镍密度较小,易于漂 浮而形成漂浮阳极泥污染阴极,使得电解锕 中的镍含量偏高. 硫在锯阳极中以硫化物形态存在,电解 过程中的绝太都分硫仍以硫化物的形态进入 阳极泥.铺电解生产统计资料表明,阳极巾 的硫97进入阳极泥,3的硫以阳极泥的 形式机械夹杂进入阴极,电解液中没有碱离 子存在,因此可以说阴极中的硫含量偏高是 由于阳极泥的机械夹杂造成的. 高镍硫锕电解阳极泥物相分析表明[6), 其主要组成是()l硫化锕8O.2l,氧化 镲I2.61,氧化锕0.97,硅酸盐3.24,元素 硫2.17,金属铜0.62,而电解铜中的硫与镍 与阳极泥中的存在形态类同,这表明阳极泥 的污染是造成电解铜中镍,硫含量偏高的主 要原因 3添加剂的选择 根据上述分析结果,本文认为欲提高此 类高镲,硫锕阳极电解的电解锕质量,降低一 其镍,硫含量,必须选择有效的掭加剂.目 前在我国铜电解生产及研究中所采用的添加 剂主要还局限于对传统的褥加剂在使甩组合 及用量方面,也就是说立足于改善阴极表面 性质.由于传统添加剂不能从根本上消除漂. 浮阳极泥对阴极的污染,既以对于含镍,硫 高的阳极电解还没能提出一个有效的解决攒 ?2T? 施.本文立足于寻找一种具有絮凝作用,使 阳极泥颗粒长:赶,且不含硫的有机添加剂, 从而消除漂浮阳极泥现象,达到提高电铜质 量的目的.通过筛选,能达到上述目的的添 加剂有两种,即JBN与JYC,特别是将二者 混台使用时其效果更佳. 4实验部分 实验在一个8L的塑料电解槽中进行, 采用自制钛管加热器插入电解液直接加热. 电解液成分为(g/1)tCu"40,Ni"50, H:SO110.电解用阳极成分为(),Cu 06,Ni2.6,SO.5.电流密度ig0A/m,槽 电压0.3V,电解液温度65?,电解时间g6h, 同极距00ram,在上述固定技术条件下分剐 进行了四组改变添加剂的试验. 5结果分析与计论 5.1传统瀑加jfI试验在前述条件下,以 胶,硫脲厦干酪素为添加剂进行电解,所得 阴极铜中舍硫0.007,含镍0.004,达不 到国家一级电铜的质量要求,因此钹变添加 剂是必须的. 5.2用JYC代替硅滕爱千蘑囊的试验在 骨胶存在的情况下,用JYC代替硫脲及干酪 索进行电解,不同JYC浓度下阴极镍,硫含 置的变化情况如图1所示. :, ? 抽 越 墨 琏 jYC液度(mE/1) 1 x 一 加 嚣 摹 盛 围1电铜中镰琉含量与JYC浓度关系围 由图1中可以看出,当JYC浓度为40mg/l 时,产出的阴极镉中镍含量为0.001,硫 含量为0.002,符台国家一级电解铜的质 量要求,但JYC浓度低于或高于此值时,阴 极铜中镍硫含量明显升高.其原因是由于 JYC浓度偏低时,凝聚作用不明显,而浓度 偏大时又会使电解液牯度增大,沉降性能变 差,因此造成阴极污染.但从试验结果可以 看出,用JYC代替硫脲和干酪素后,阴极铜 中的镍硫含量明显降低,阳极泥漂浮现象减 少,颗粒变粗,不足之处在于阴极锕结晶颗 粒也同时变粗,铜板发脆,说明JYC虽能起 到絮凝作用,但投有使阴极表面晶粒细化的 作用,因此,我们又作了进一步研究. s.5用JBN代蕾琉暖殛干葛囊的试验试 验结果如图2所示.由图2可以看出,当JBN . s 兰 .盘 s 譬 善 JBN)~虚mg门) 围2电铜中镰琉含量与JBN浓度关系田 浓大于Smg/1后,电铜中的镍,硫含量随JBN 浓度的增大而升高,其原因可能是由于溶液 中的JBN浓度增大时其粘度也增大,不利于 阳极泥沉降.但JBN浓度小于5m/1时,电 铜中的镍硫含量也迅速升高,这是由于jBN 浓度偏小,起不到凝聚作用.但从图2中可以 看出,溶液中JBN的浓度控制在5~75mg/l 时,电锕中的镍,硫含量均可达到一级电镐 的质量要求,特别是JBN韵添加使得电铜中 N含量下降非常明显,达到0.00044, 0.0006,而且阴极铜表面平整光滑,结晶 致密,表面不易氧化.选用JBN作为添加剂, 降低电解铜中镍,硫含量的作用非常明显. 5.4JBN与JYC混台瀑加试验在jBN与 JYC单独添加试验的基础上,以JBN与JYC 的混合添加取代硫脲及干酪素,其电解试验 结果示于图3. c_:.??鼍譬, ? 28? 从图3中可以看出,电解铜中Ni,S含 量随IBN与JYC之比的减小而降低,且在实 验点范围内电铜中Ni,S含量均达到或优于 一 级电解铜的质量要求.但是,当JBN与 JYC之比小于6,4之后,虽然电锕中的镍硫 含量较低,可电铜的物理性能明显变差,阴 极铜板变脆,结晶颗粒变粗,因此JBN与…… JYC之比不宜过小.在JBN与nC浓度之比囝5电铜中镍硅含量与 为7t3或6t4的情况下产出的电铜不但Ni,CJBN3/CJYC3~BIt S含量低而且物理规格好.可以认为JBN与泥性质比较采用JBN与JYC作为添加剂, JYC的混合使用在高镶高硫阳极电解过程中使产出阳极泥的性质发生了较大变化,同使 的添加效果是比较理想的.用传统添加剂产出阳极泥主要性质对比如 j.5使用传统瀑加搁与新瀑加卉|产出阳摄下; 性质停统徭加剂产出阳援汜新型藩加剂产出阳髓 靛度粒度较细靛度蛾粗 粘挂粒麈细而桔-附着在陬扳上.粒粗,琉松,轻打阳极教. 一 般需聃毛剧右船刷掉或用水冲洗即可脱落 凝聚况降性更换残饪时,电解游形成一屠瀑更换残援时基本不形成漂浮阳极琵. 浮阳极挹?长时不髓壤聚沉障少量瀑浮阳极讵在几分钟内即可沉障 过谤性能难过滤易过滤. 以上对比说明,JBN与JYC的使用使阳 极泥的性质得到了改善,从而减少了阳极泥 对阴极的污染,提高了电解铜的质量. 与结论 (1)JYC与JBN作为高镍硫锕阳极电 .解的新型添加j阿,其降低电解锕中镍,硫含 量的效果明显,JBN可以单独与股一起使 用,雨JYC则须与其它添加荆配合使用l (2)JYC与JBN混合使用的效果傥于 二者单独使用,可以认为JYC与JBN混合添 .加荆取代硫脲及千酪素作为高镍高硫铜阳极 屯解的新型褥加舸是完全可行的,产出的电 一 糍符台国家一级电钢的质量要求 (3)新型添加舸的使用明显改善了阳 板泥的性能,iI荸除了电解液中的阳极铌漂浮 现象,可以认为新型添加剂JBN与JYC适甩 于希望消除瀑浮阳极泥的所有电解过程., 参考文鼓 1丁子中.有色金属(冶炼部分).1975,(B,). 2鲁绍侠.有色金属(冶炼部分).1984,(3,4). 3TrothGeta1.El~ectrochemistryinMi— neralandMetalProcessing.1984,10. P642. 4WangCTand0KeefeTJ.]~lectro~- hemlstryinMineralandMeta1Process. 1ag.1984.10,p655. 5OlofForsen.HydromctallurgyResear- chDevelopmentandPlantPractice. 19B3. 6侯文博.有色金属(冶炼部分).1990,(1).