高纯阴极铜生产研究.pdf

第32卷第5期
甘肃治金
Vol 32 No,5
2010年10月
GANSU METALLURGY
Oet.,2010
文章编号:1672-461(2010)05-0043-04
高纯阴极铜生产研究
冯治兵
(白银有色集团铜业公同,甘肃白银730900
摘要:本文简要的总结了白银有色集团公司高纯阴极铜试生产及生产过程中对电解工艺控制的认识及研究,分
析了影响阴极铜质量的因素,提出改进措施。并对均一化生产在提高阴极铜质量方面的重要意义进行了简要的论
述
关键词:高纯阴极铜;电解;潞加剂;诱导法脱铜;电解液净化;旃一化生产
中分类号:7F811
文献标识码:;A
1引言
同类厂家生产经验,对生产工艺进行了进一步优化,
采取了均一化生产的诸多措施,加强了电解及净液
白银公司铜冶炼厂1960年建成投产,经过40工序的人为操作控制,电铜质量稳步提高,物理规格
多年的生产,电解系统厂房和设备已严重老化、腐齐整,高纯阴极铜的产岀率达到95%以上,截止
烛,电铜生产极不稳定,难以维持正常生产。且老系2010年7月分,共生产高纯阴极铜5.18万t,主品
统为传统小极板电解生产工艺,因存在残极率高、自位达到99.9975%,高于国家标准0.004百分点,取
动化程度底、职工劳动强度大及电铜质量不稳定等得了良好经济技术效果
问题已不适应公司生产发展的需要,为此公司决定
异地新建一生产能力为年产10万t阴极铜规模的
2影阴极铜质量的主要因素分析
电解车间。该工程由職林工程技术有限公司设计
根据恫电解过程理论基础,影响电解阴极铜质
十五治负责承建,设计能力10万t,二期扩产10万t量的因素主要有阳极铜杂质含量及物理规格、始极
(将于2010年11月份投产)。铜电解工程采用传片质量、添加剂加人方式及配比、电解液成分组成、
统大极板长周期的电解工艺流程,运用全自动大板电解工艺技术条件以及人为是否精心操作等。
阴极铜联动机组,大大降低了工人的劳动强度,提高2.1阳极铜中杂质对阴极铜质置的影响
了劳动生产率,增强了企业的整体水平。该工程于
在电解过程中,阳极上的铜和电位较负的贱金
2008年8开工建设,于2009年7月一次性成功通电属溶解进入溶液,而贯金属和某些金属(如硒、
生产。8~12月试生产期间,因受阳极的影响,生产等)不溶成为阳极泥沉于槽底,溶液中的铜在阴极
直处于半负荷生产状态,生产的均衡控制、添加剂上优先析出,虽说是电位较负的贱金属不能在阴极
的加入、槽面的管理等均不能达到均一化的生产要上析出,但其在电解液中的含量是一个逐步积累的
求,加之受老系统小极板阴极铜生产操作习惯及对过程,当其浓度达到一定值后,会妨得电解的正常进
电铜质量影响因素认识的偏差等原因的影响,电铜行,甚至在阴极上与铜一起放电析出影响阴极铜的
质量特别是电铜物理外观质量出现了一定的波动,质量,因此必须严格控制各种杂质在阳极中的含量。
主要表现在:一是阴极铜板面发酥、发脆,商品铜拉从2009年10月~2010年1月阳极铜成分统计(表
丝可塑性差;二是阴极铜有分层现象;三是阴极铜质1,铜及铅为范围值,其他杂质含量均为平均值)可
量不稳定,表面不平整,特别是在9~12月份,阴极看出,我公司阳极铜除含铅较高外,其他杂质含量均
铜板面出现大面积结粒,高纯阴极铜的产出率只能较低。铅在电解过程中是一种十分有害的杂质,相
达到50%~75%左右。2010年1月份电解系统满关资料显示,要产出高质量的阴极铜,铜阳极中的铅
负荷生产后,车间针对影响电铜质量的因素进行了含量必须控制在0.05%以下,而我公司阳极含铅有
全面分析,开展了旨在提高阴极铜质量的项目研究,时高达0.2%以上,据生产经验,此条件下,槽电压
在不断总结试生产经验的基础上,借鉴国内外先进会上升至0.4~0.5V或更高,影响生产的正常进
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行,阴极铜质量相应恶化。因此,为确保高纯阴极铜及电解液中氧的存在,使各种杂质的行为变得相当
的产出,必须严格控制阳极铜含铅;同时,因化验设复杂,控制阳极中較低的氧含量(一般控綗在0.1%
施的问题,我们对阳极中含氧未进行监测,但因阴极以下)也是提高阴极铜产品质量的必备条件之→。
表1阳极铜成分统计
元素
成份(%
99.10~99.35
0.017-0.33
0.o]2
0,035
0.0075
0.030
2.2阳极铜及始极片物理规格
添加剂
铜电解生产过程中的理想状态是通过阳极及阴
添加剂是铜电解生产过程中影响阴极铜质量的
极各空间点、线、面的工艺条件完全一致,即通过每最重要的因素之一,阴级铜的质量的好坏,很大程度
个电解槽每一块阳极、阴极的电压降相同,阴阳极之上取决于添加剂的加入方式、几种添加剂的配比是
间距离均匀,板面平齐,从而避免电解过程中因尖端否合理以及在电解其他条件不变的情况下电解液中
放电而使电解液中杂质在阴极析出而影响质量,因添加剂含量的均一性。白银公司小极板电铜生产时
此生产过程中要求阳极厚薄及重量均匀,无飞边,无骨胶、硫脲加入控制范围:生产系统骨胶50~80
夹渣,尽量减少表面鼓包及隆起现象,垂直度高;始gれ?Cu硫脲15-25g/t?Cu,种板系统骨胶1000
极片应结晶致密、表面平滑无粒子,具有一定的硬度~1200g/t?Cu、硫脲6-10gft?Cu,受以往小极
及回弹性和较高的垂直度。否则,阴、阳极板距离扳阴极铜生产添加剂加人配比的影响,传统大板项
不均匀,导致电流密度在板面上分布不均匀,阴极铜目投产后(选用6°E-12E明胶代替骨胶作为添加
局部长粒子,影响阴极铜的质量。因此较好的阴阳剂)并未对添加剂的加人配比做针对性的分析与研
极质量、精细的槽面管理及人为的精心操作是改善究,而是按照经验习惯性的加入进行生产(表2)。
电解生产条件、提高阴极铜质量的先决条件。
表2试生产期间生产及种板添加判加入量统计
项目
加剂
2009,10
200.11200.12
生产系统明胶gt?Cu
35~45
40-48
90r110
硫脲g/t?Cu
10~15
18
盐酸πg
种扳系统明胶g
800~1000
800~1000
800~1000
硫尿y/t?Cu
5~8
盐酸my/L
注:2009年11月、12月,因叨晈生产厂家生产的明胶黏度较小,加人蚩明显增大。
2009年11~12月,阴极铜质量严重恶化,自表2.4电解液的成分及性质
2可以看出:
由于在电解过程中阳极中所有杂质对阴极铜质
(1)选用与我公司电解工艺不相适应的黏度的明量的影响是通过电解液作为介质进行的,研究高纯
胶是主要原因,同时对三种添加剂之间存在的对应携极铜中杂质的存在形态并结合我公司电解液成分
关系不明确,配比不合理,片面认为增大盐酸的加入统计(见表3),我公司电解液中各种有害杂质的含
量可减少阴极钶结粒的产生,造成添加剂加人比例量远远低于高纯阴极铜生产的控制标准(据先进生
失调,使阴极铜板面发脆,粒子多,电铜可塑性差。产厂家统计,生产高纯阴极铜的电解液一般必须保
(2)生产系统与种板系统添加剂加