銅電解添加劑的應(yīng)用

1、銅電解過程中添加劑的作用和思考為了獲得純度高，表面光滑的電解銅，在電解精煉中要加入各種表面活性物質(zhì)作為添加劑。就銅電解的日常技術(shù)管理看，掌握好添加劑的用量和管好電解液是最重要的工作、一、金屬電結(jié)晶：陽離子在陰極放電并最終形成金屬元素的過程叫做電結(jié)晶。電結(jié)晶過程就是指從離子放電出現(xiàn)自原子形成結(jié)晶核，到構(gòu)成晶體并在陰極表面形成金屬層為止的全過程。把電結(jié)晶過程看作是幾個(gè)獨(dú)立階段進(jìn)行的。從立體晶核的形成開始，晶核的生長是以一定速度進(jìn)行的，并且沿著金屬薄層的每一面，周期性地產(chǎn)生和傳遞來完成的，隨著新的(平面的)形成，在界面上形成了金屬層。如果晶核的生成速度大于晶核的生長速度，則得到細(xì)粒光潔的結(jié)晶。反之晶

2、粒就比較粗大，甚至出現(xiàn)異形結(jié)晶；晶核生成速度過快，來不及組成晶體，便得到粗疏的海棉物。電解工作的重要任務(wù)就是要使結(jié)晶核生長速度處于有利于產(chǎn)生細(xì)粒光潔結(jié)晶的平衡。電解陰極過程諸環(huán)節(jié)與極化有關(guān)，電結(jié)晶過程也與極化有關(guān)，所以通過改變陰極極化值就能控制結(jié)晶過程，應(yīng)而在電解過程中必須加入能改變陰極電勢(shì)的表面活性物質(zhì)，以得到細(xì)粒光潔的結(jié)晶，理論基礎(chǔ)就在于此。二、膠和表面活性物質(zhì)對(duì)電沉積的影響加入膠和表面活性物質(zhì)，可改變陰極的極化來改善晶體的特性，這種物質(zhì)稱之為電解液添加劑。1、硫脲等能使電析粒子細(xì)，電析面平滑，陰極點(diǎn)位下降、2、膠能使電析面平滑，陰極電位上升、3、有害添加劑使電析面結(jié)晶粒子極大或極小，表面

3、不平滑4、阿比通A使結(jié)晶粒子大，陰極電位下降。添加劑的作用是與金屬陽離子形成絡(luò)合物，因?yàn)榻j(luò)合物的放電延緩作用而增大了陰極的極化作用。在陰極表面形成薄膠膜，促使結(jié)晶細(xì)化。國內(nèi)大多采用骨膠作為單一添加劑，鹽酸作為仰制電解液中銀離子而加入。三、添加劑-骨膠膠是銅電解精煉過程中最主要，最基本的添加劑，其它添加劑只能配合膠而不能代替膠，只能部分降低膠的用量而不能完全取代膠、1、 膠作為添加劑的機(jī)理膠是通過增大陰極極化值而使電析平滑的一種添加劑，在電解液中與銅離子形成吸附絡(luò)合物，對(duì)于Cu+來說，膠粒吸附帶電的Cu+而形成載膠體，受靜電引力而趨向陰極、促使極化作用的增強(qiáng)，是因絡(luò)合陽離子在陰極放電的延緩過程，

4、Cu+并不直接在陰極上析出而是首先從絡(luò)合物上解吸。隨后在陰極上析出。電銅結(jié)晶面上有發(fā)光點(diǎn)，說明有部分Cu+一道參與了陰極上的點(diǎn)結(jié)晶。加入膠以后，對(duì)結(jié)晶核生長速度有所仰制，相應(yīng)地晶核生成速度就有所增加，便于得到光滑，細(xì)密的結(jié)晶。同時(shí)由于膠與Cu+形成載體，對(duì)于因陰極上的凸瘤部分，因隨Cu+而去的膠粒多，就鈍化了疙瘩，使其逐漸長平，當(dāng)膠體在電解液中的濃度相當(dāng)高時(shí)，增加了膠粒的直徑，降低了膠粒的總面積，并且降低了Cu+在膠粒上的吸附作用，使大量的Cu+成不了載膠體，會(huì)使析出惡化，因而發(fā)揮不了添加劑的作用，所以，對(duì)膠作用發(fā)揮的好壞，電解液中膠的濃度是很關(guān)鍵的。2、膠的分解和電析消失膠在酸性電解液中，即

5、使在不通電的情況下，在一定溫度下也會(huì)分解消失，因此停工檢修或新建廠在通電24小時(shí)內(nèi)分班加入底膠，以減少不必要的膠耗。膠在55左右時(shí)，陰極的分級(jí)電位急劇減少，經(jīng)過72小時(shí)后基本消失。在25時(shí)膠很少分解，是因?yàn)槟z是一種類蛋白，在酸性溶液中要有一定的溫度才能分解。同時(shí)膠的分解與Cu+無關(guān)，是受濃硫酸和電流密度的影響。電流密度越大分解的越快。同時(shí)有氯離子的成在，能促進(jìn)電解液中膠的分解，并且促進(jìn)了膠體的凝膠化。因此在電解過程中，要求將膠均勻地，連續(xù)的加入，以避免造成電解液中有效膠濃度的急劇變化。三、 膠在電析過程中的表征和在電解液中濃度分析1、 膠添加劑的特征。在電解銅表面形成堆砌六面體閃金星結(jié)晶，比較

6、粗糙，表面電銅粒子硬而韌，疙瘩不易脫落。判斷添加劑的多少，要從始極片下槽后1024小時(shí)觀察，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整添加劑用量。2、 膠添加劑貧乏的特征。電銅較軟，小疙瘩明顯失去仰制，敲打陰極時(shí)發(fā)出“撲撲”的空聲，析出也比較粗糙；在種板槽的電解液中缺膠時(shí)，銅皮底部和側(cè)部明顯發(fā)酥，發(fā)脆。如膠適宜側(cè)韌性好，種板槽對(duì)膠的濃度尤其敏感。四、硫脲在銅電解用途1、硫脲在銅電解過程中作為主要添加劑效果顯著，濃度在沒毫升10克以上時(shí)絡(luò)合物在陰極層中形成膠膜而被陰極吸收附與表面，不溶的絡(luò)合物膠膜使Cu+在陰極放電發(fā)生困難，從而促使陰極極化增加；當(dāng)電解液中含有鎳時(shí)，這個(gè)絡(luò)合物膠膜的作用更為顯著。2、電解液中硫脲濃度很低，

7、即絡(luò)合物的濃度不足以發(fā)生膠狀沉淀時(shí)，促使陰極變細(xì)的主要作用不是絡(luò)和物而是Cu2S，是由于Cu2S得去極化作用而至，Cu2S在陰極表面生成補(bǔ)充的結(jié)晶中心，有利于陰極結(jié)晶細(xì)化，由于活性晶核的增加，降低了真實(shí)的陰極電流密度而引起陰極極化降低。3、膠膜將鈍化和陰極面軸垂直結(jié)晶的晶棱面，迫使結(jié)晶向平行于陰極面的方向生長，仰止凸瘤的生成、即使生成凸瘤也會(huì)迅速鈍化，長平，由于這個(gè)膠膜吸附增大了陰極的極化電位，產(chǎn)生料新的晶核，有利于新的晶核中心產(chǎn)生，使晶核生成與晶核成長的速度處于有利于生成細(xì)密結(jié)晶的平衡，從而細(xì)化了結(jié)晶，仰制了疙瘩。4、在添加了硫脲的電解液中，當(dāng)陰極由于長時(shí)間短路而發(fā)生燒板時(shí)，在陰極溶蝕部分出

8、現(xiàn)黑紫色的帶狀燒板特征，這個(gè)黑紫色帶就是吸附于陰極表面的絡(luò)合物膠膜。5、硫脲在電解過程中起細(xì)化作用，適量時(shí)，電銅的顏色呈玫瑰色，表面有類似細(xì)條燈芯絨狀的條紋，電銅密度大，敲擊發(fā)出鏗鏘的響聲，即使銅皮原先有些疙瘩也會(huì)受到仰制，電銅上的疙瘩會(huì)迅速鈍化，處理短路時(shí)疙瘩不發(fā)粘，一擊就脫落，用量一般為2530克/噸殘極槽要多點(diǎn)。6、加入硫脲比單純加入膠的槽壓要低，是因?yàn)橄鄳?yīng)降低了膠量，使電解液粘度降低，導(dǎo)致電解液中電阻降低。7、硫脲過量；短路燒板電銅產(chǎn)生黑紫色帶，電銅表面有粗條紋，疙瘩增多，而且針、柱狀疙瘩多，這時(shí)要采取停加硫脲12天，情況就能有好轉(zhuǎn)。8、硫脲與鹽酸的關(guān)系；鹽酸量過大時(shí)，即易引起陽極鈍化，因此鹽酸應(yīng)控制在0、050、07克/升。切記硫脲不能與鹽酸在同一循環(huán)系統(tǒng)中加入。9、硫脲與干酪素的關(guān)系；