銅電解工藝的發(fā)展
目前,銅電解的生產(chǎn)工藝大體可分為兩大類。第一,傳統(tǒng)電解工藝,即前面介紹的包含生產(chǎn)始極片的工藝,這種工藝適合產(chǎn)量較小,年產(chǎn)10萬噸以下的企業(yè)。第二,永久性陰極銅電解技術(shù),這種工藝適合生產(chǎn)規(guī)模較大,年產(chǎn)15萬噸以上的企業(yè),但該種工藝較傳統(tǒng)法一次性投資大。
永久陰極銅電解技術(shù)在1987年研制并投入生產(chǎn),到今天為止,已發(fā)展為三種不同的工藝,即ISA、KIDD以及OT法。雖工藝名稱不同,但基本原理相同,即所用的陰極全為不銹鋼316L材質(zhì),不生產(chǎn)始極片,陰極在電解槽中一步電解成成品陰極銅,利用陰極剝片機(jī)剝離。
銅的電解精煉是將火法精煉銅鑄成陽極板,以電解產(chǎn)出的薄銅片(始極片)作為陰極,二者相間地裝入盛有電解液(硫酸銅與硫酸的水溶液)的電解槽中,在直流電的作用下,陽極銅進(jìn)行電化學(xué)溶解,陰極上進(jìn)行純銅的沉積。由于化學(xué)性質(zhì)的差異,貴金屬和部分雜質(zhì)進(jìn)人陽極泥,大部分雜質(zhì)則以離子形態(tài)保留在電解液中,從而實現(xiàn)了銅與雜質(zhì)的分離。
在銅電解過程中,電解液中銅和雜質(zhì)的含量逐漸增加,添加劑含量不斷積累,而硫酸的含量則逐漸減少,從而使電解液成分偏離所需的條件控制范圍。所以必須定時定量地抽取電解液進(jìn)行凈化處理,并用等量的新液替換,調(diào)整電解液組成,同時也要回收有價金屬雜質(zhì)。
20世紀(jì)70年代以來,銅電解精煉工藝有了很大的發(fā)展。除周期反向電流(PRC)電解,永久性不銹鋼陰極、ISA法和KIDD法等新工藝外,在設(shè)備方面也有相當(dāng)大的進(jìn)步,使過程向大型化、高效率和低消耗方面發(fā)展。KIDD工藝是對ISA法的繼承與發(fā)展,與ISA相比KIDD的最大不同點在于陰極底部不涂蠟,消除了涂蠟的不良影響,減少運(yùn)行成本,不會使表面粘附陽極泥和長粒子,不會在陰極上形成薄膜。永久陰極銅電解技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用至今已有幾十年的歷史了,早在1998年,使用永久陰極銅電解技術(shù)生產(chǎn)的精銅產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的40%以上。
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