铜及其主要化合物的性质、铜的生产方法教学课件汇总全书电子教案（全）.ppt

当阳极含镍，同时又含有砷、锑时，砷、锑则与镍结合生成溶解于铜中的镍云母（铜、镍与砷、锑氧化物所组成的复盐(6Cu2O.8NiO.2Sb2O5 ，6Cu2O.8NiO.2As2O5）。NiO和镍云母在阳极上生成一层不易脱落的阳极泥层，一般都附着在阳极表面成为薄膜，使阳极溶解不均匀，电位增高，当含量过高时，就会在阳极的表面形成一层硬壳，引起阳极钝化。 2、比铜显著正电性的元素 　 银、金和铂族元素比铜具有较大的正电性，但它们通常只以很小的浓度与铜形成固溶体，若浓度较高时，则形成过饱和固溶体。 在阳极铜中，由银、金与铜组成固溶体中的银、金浓度通常很小，因此这种固溶的电位实际上与铜的电位几乎相同。 阳极泥中绝大部分的银是以硫酸银（Ag8S3SO4）形态存在，少量以氯化银存在，以金属银形态存在的更少，而且氯化银相与硫酸银相混合。这一现象说明，在电解过程中氯离子可能同时与硫酸银和银离子反应生成氯化银。因此，电解过程中氯离子的加入可减少银的损失。 为了减少贵金属的损失，各工厂都采取了一些有效的措施，如加入适宜的添加剂（如洗衣粉、聚丙烯酰胺絮凝剂等），以加速阳极泥的沉降，减少粘附；扩大极距、增加电解槽深度；加强电解液过滤，使电解液中悬浮物含量维持在20mg/L以下等。 金几乎100%地进入阳极泥，阴极铜中含有极微量的金，是阳极泥的机械粘附所引起的。 3、 电位接近于铜但较铜负电性的元素 砷、锑、铋的电位与铜比较接近，在正常的电解过程中，一般很难在阴极析出。阳极溶解时，这些元素成为离子进入溶液，大部分水解成为固态氧化物，一部分则在电解液中积累，其分布情况如下表1所示。 12.1铜电解精炼概述 铜的火法精炼一般能产出含铜99.0% ~99.8%的精铜产品。 铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片或不锈钢片作为阴极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的贱金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属（如：硒、碲）不溶，成为阳极泥沉于电解槽底。 溶液中的铜在阴极上优先析出，而其它电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留于电解液中，待电解液定期净化时除去。这样，阴极上析出的金属铜纯度很高，称为阴极铜或电解铜，简称电铜。 含有贵金属和硒、碲等稀有金属的阳极泥，作为铜电解的一种副产品另行处理，以便从中回收金、银、硒、碲等元素。 在电解液中逐渐积累的贱金属杂质，会防碍电解过程的正常进行。 例如，增加电解液的电阻和密度，使阳极泥沉降速度减慢，甚至在阴极上与铜一起共同放电，影响阴极铜的质量。 必须定期定量地抽出净化，并相应地向电解液中补充新水和硫酸。抽出的电解液在净化过程中，常将其中的铜、镍等有价元素以硫酸盐的形态产出，硫酸则返回电解系统重复使用。 在铜电解车间，通常设有几百个甚至上千个电解槽，每一个直流电源串联其中的若干个电解槽成为一个系统。所有的电解槽中的电解液必须不断循环，使电解槽内的电解液成分均匀。在电解液循环系统中，通常设有加热装置，以将电解液加热至一定的温度。 铜电解生产现场 12.2与电解相关的几个基本概念 （1）溶解度 （2）电离 （3）法拉第定律及金属的标准电位 1、法拉第第一定律：电解时，在任一电极上析出或溶解的物质的量与通过电解液的电量成正比。 2、法拉第第二定律：在电解不同的电解质时，析出的物质不管是何种反应物，只要反应析出一克当量物质，均需通过96500库仑电量。这个96500库仑电量称为法拉第常数，以F表示。 根据法拉第定律，设析出的物质的量为m克，是n克当量，则通过电量Q＝nF。因为m=nZ（Z为化学当量） 由Q＝nF＝MF/z 又因为Q=It 则 It= MF/z, m=(Z/F)It, 设q=Z/F,则m=qIt,q表示通过一库仑电量所析出的某种物质的量，叫做该种物质的电化当量，单位为mg/库仑。 铜的电化当量为 1.1852g/(A.h)。 3、标准电极电位 温度为25℃时，各金属与标准氢电极之间的电位差，叫做各金属的标准电极电位。 （4）分解电压和超电压 1、分解电压 使电解能够开始正常进行的电压值叫做分解电压。 分解电压不仅与电解质的种类、电解液的浓度、温度、电极的材质、电流密度、电解过程条件有关。 2、超电压 要使电解正常进行，仅达到分解电压是不行的，所施加的电动势总是要大于分解电压电解才能开始，超过分解电压这部分电位差叫做超电压。 不同的离子其超电压不