一、电解铜生产工艺流程
1.搭建电解池
阳极(待提纯原料):将粗铜制成厚度均匀的 “粗铜板”,作为电解时的 “阳极”(失去电子的电极)。
阴极(目标产物载体):使用纯度极高的薄铜片(或不锈钢板)作为 “阴极”(得到电子的电极)。
电解液:在电解槽中注入硫酸铜溶液(CuSO₄ + H₂O),作为离子导电的介质。
2.通电发生反应
当向电解池通入直流电时,电极发生氧化还原反应:
阳极反应:粗铜中的铜原子失去电子,变成铜离子(Cu - 2e⁻ → Cu²⁺),溶解到电解液中;同时,粗铜中的活泼杂质(如铁、锌)也会溶解成离子(但后续不析出),而不活泼杂质(如金、银)则不溶解,形成 “阳极泥”(可回收贵金属的重要原料)。
阴极反应:电解液中的铜离子(Cu²⁺)向阴极移动,得到电子后重新析出为铜原子(Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu),逐渐在阴极板上沉积、增厚。
3.产出电解铜
通电一段时间后(通常数天),阴极板上会沉积出厚度均匀、纯度极高的铜层,剥离后即为 “电解铜”;而阳极的粗铜板会逐渐变薄,最终只剩下杂质形成的阳极泥。
二、电解铜的工艺控制要点
1.电位差调节
通过控制直流电源的电压和电流密度,确保仅铜离子在阴极析出,避免杂质共析。
2.电解液循环
电解液每2-3小时循环一次,维持铜离子(40-50g/L)和硫酸(150-180g/L)浓度稳定,同时通过加热装置保持温度恒定。
3.阳极泥处理
定期收集阳极泥,从中提取金、银等贵金属,提高资源利用率。