什么是陽極板脫模劑?
答：陽極銅的澆鑄過程是一個高溫銅水冷卻凝固成型的過程，用于澆鑄過程中的脫模劑要求高溫下具有很強的穩(wěn)定性，與銅水不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)銅水凝固成銅陽極板后能夠順利地實現(xiàn)銅模與銅板的分離。
目前，國內(nèi)外使用的脫模劑主要有硫酸鋇、骨粉、黏土粉等。其中硫酸鋇是使用最為廣泛、生產(chǎn)效果最良好的脫模劑。硫酸鋇脫模劑又分為礦石硫酸鋇脫模劑和沉淀硫酸鋇脫模劑，礦石硫酸鋇脫模劑是將分級挑選的天然硫酸鋇礦石粉碎、濕磨，再經(jīng)少量的鹽酸或硫酸處理去除鐵質(zhì)漂白而得到的;沉淀硫酸鋇脫模劑也叫合成硫酸鋇脫模劑，其合成方法分為芒硝法和硫酸法，芒硝法是指將重晶石與煤高溫煅燒形成硫化鋇，再與硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇，硫酸法是將碳酸鋇與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇。
脫模劑的使用方法分為兩種：一種是直接將脫模劑干粉均勻涂抹于銅模上;另一種是把含脫模劑的乳濁液噴灑到提前預(yù)熱的銅模表面，待水分蒸發(fā)后又成粉狀或片狀敷在銅模面上形成隔離層，起到完成銅模與銅陽極板分離的作用。目前，我國這兩種方法均有企業(yè)在運用，云銅赤峰使用的是干粉，云南銅業(yè)集團使用的是噴涂乳濁液的方法，都一定程度上完成了脫模的功效，但也都存在陽極板粘模和產(chǎn)生氣孔的、鼓泡以及破壞銅模壽命的問題。
陽極板出現(xiàn)氣孔的原因是什么?
答：通常液態(tài)銅中會溶有部分氣體，當(dāng)銅液凝固時，其所溶解的氣體將和其他溶質(zhì)一樣，逐漸富集于結(jié)晶前沿，最后在銅固相和液相界面上的有利位置形核長大而成氣泡。所以，氣泡的分布實際上說明了氣體本身的偏析。冷凝條件不同，氣泡或逐漸長大并上浮，直至到達(dá)液體表面逸出;或陷入已形成的固體中而形成氣孔。
當(dāng)氣泡附著在逐步向液體推進的固體表面而長大時，如果長大的速度與界面向前推進的速度相等，將會形成長軸與界面相垂直的柱狀氣孔;當(dāng)界面推進速度快于氣泡的成長速度時，氣泡將被固體封閉而形成球形氣孔。根據(jù)氣孔產(chǎn)生和形成特點，銅陽極板上的氣孔可分為侵入性氣孔、析出性氣孔和反應(yīng)性氣孔。其中侵入性氣孔是由脫模劑的水分揮發(fā)造成的，而析出性氣孔是銅液吸附O2、SO?以及H?等氣體在低溫析出引起的。
答：銅電解精煉的目的是進一步除去火法精煉銅中的有害雜質(zhì)，得到易于加工、性能優(yōu)良的電解銅，同時回收金、銀、硒、碲等有價金屬。
電解精煉的原理是基于銅和雜質(zhì)的電位序不同，在直流電的作用下，陽極上的銅既能電化學(xué)溶解，又能在陰極上電化析出，雜質(zhì)有的進入溶液，有的進入陽極泥，使銅和雜質(zhì)進一步分離。
電解精煉如何進行?
答：銅的電解精煉是以火法精煉產(chǎn)出的精煉銅為陽極，以純銅片或不銹鋼為陰極，以硫酸銅和硫酸的水溶液為電解液，在直流電的作用下，陽極上銅和比銅電位更負(fù)的金屬電化學(xué)溶解，以離子態(tài)進入溶液，比銅電位正的金屬和某些難溶化合物以陽極泥形態(tài)沉淀;電解液中的銅離子在陰極析出，得到陰極銅;其他雜質(zhì)離子富集在電解液中分離除去;陽極泥進一步處理，回收有價金屬;陽極殘極作為冷料返回火法熔煉。
銅電解精煉的主要設(shè)備有哪些?
答：(1)電解槽。電解槽是銅電解車間的主體設(shè)備，是長方形槽子，內(nèi)裝陽極板和陰極，陰、陽極交替吊掛。槽內(nèi)有排液出口和排泥出口等。
電解槽一般是由鋼筋混凝土構(gòu)筑，內(nèi)襯防腐樹脂，這樣槽體既可起到支撐陰、陽極的作用，又可起到防酸作用。電解槽依次排放在支撐橫梁上，梁上鋪有絕緣材料預(yù)防槽體與地導(dǎo)電。
(2)陰極制作機組。該機組的功能是將從鈦母板上剝離下來的銅皮經(jīng)壓紋、鉚耳(穿棒)拍平加工后制作成陰極，然后把陰極排距，以備吊車吊走。
陰極制作機組由于其獨特的功能，需由專業(yè)廠家制作。該機組在設(shè)計、制作過程中要考慮需要鉚耳的銅皮厚度及加工能力等。
(3)陽極加工機組。該機組的功能是對從火法精煉出來的陽極板進行加工，達(dá)到電解工藝所要求的標(biāo)準(zhǔn)。該機組各工序為：陽極板面壓平、銑耳、壓耳、陽極板排距等。
陽極加工機組在設(shè)計制作過程中要充分考慮各油壓密封件質(zhì)量及陽極板加工能力等。
(4)電銅洗滌機組。該機組的作用是把出槽后的電銅洗滌、烘干、抽出導(dǎo)電棒、電銅堆垛、打包、稱重。
(5)殘極機組。該機組的作用是把出槽后的殘極洗滌、堆垛、打包、稱重等，然后把打包的殘極送往火法精煉重熔。
電解精煉中電極反應(yīng)如何?
答：銅電解精煉時，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)：
Cu-2e= Cu2+ (3-11)
Me-2e= Me2+ (3-12)
由于陽極主要成分是銅，因此陽極的主要反應(yīng)是銅溶解生成銅離子的反應(yīng)。在陰極發(fā)生還原反應(yīng)：
Cu2+ + 2e= Cu (3-13)
2H+ + 2e= H? (3-14)
Me2+ + 2e= Me (3-15)
在正常電解精煉條件下，陰極不會析出氫，也不會析出標(biāo)準(zhǔn)電位比銅低的雜質(zhì)金屬，而只有銅的析出。
陽極上雜質(zhì)元素的行為是怎樣的?
答：陽極上雜質(zhì)按其在電解時的行為可分為四大類：
(1)正電性金屬和以化合物形式存在的元素。正電性金屬如金銀及鉑族元素和氧、硫、硒、碲等以穩(wěn)定化合物形式存在的元素，均不發(fā)生電化學(xué)溶解，而是落入槽底組成陽極泥。
(2)在電解液中形成不溶化合物的鉛和錫。鉛在陽極溶解時形成不溶性的硫酸鉛沉淀;錫進入電解液氧化成四價錫，水解沉淀進入陽極泥中。
(3)負(fù)電性的鎳、鐵、鋅。經(jīng)火法精煉后，鐵和鋅在電解時進入電解液中;金屬鎳可電化學(xué)溶解入電解液，一些不溶性的化合物如鎳云母會在陽極表面形成不容薄膜，使槽電壓升高，甚至引起陽極鈍化。
(4)電位與銅相近的砷、銻、鉍。由于它們電位與銅相近，故電解時可能在陰極放電析出，并且會形成極細(xì)的砷酸鹽，機械的黏附在陰極上。
電解液有什么要求，電解液的成分有哪些?
答：電解精煉中，電解液的作用是保證陽極表面形成的銅離子遷移到陰極并且放電析出。因此，銅電解液要導(dǎo)電性好，穩(wěn)定、不易揮發(fā)，對設(shè)備腐蝕性小，對稀有元素和某些雜質(zhì)溶解度小，并且無毒。
電解液的主要成分是Cu2+和H?SO?,還有隨著電解進入溶液的雜質(zhì)，如鎳、砷、銻、鉍等，以及為改善陰極銅質(zhì)量而加入的添加劑。國內(nèi)幾個大型冶煉廠的電解液成分見表3-9。
銅離子濃度和硫酸含量對電解過程有什么影響?
答：銅離子濃度太低，會導(dǎo)致雜質(zhì)元素在陰極析出;濃度過高，會增加溶液的比電阻，也可能使硫酸銅結(jié)晶析出，妨礙電解的進行，齒土
同一溫度下，酸度越高，電阻越小，電解液導(dǎo)電效率越好。但是酸度過高會降低硫酸銅的溶解度，加速陰極銅的化學(xué)溶解，腐蝕電解設(shè)備，影響操作人員身體健康;酸度過低，會增大電解液的電阻，還會引起一些硫酸鹽的水解。
答：添加劑的作用是控制陰極表面突出部分的晶粒不讓其繼續(xù)長大，從而促進電積物均勻致密。添加劑是導(dǎo)電性較差的表面活性物質(zhì)，它容易吸附在突出的晶粒上面而形成分子薄膜，抑制陰極上活性區(qū)域的迅速發(fā)展，使電銅表面光滑，改善陰極質(zhì)量。一般常用的添加劑有骨膠、硫脲、干酪素、氯離子以及絮凝劑國內(nèi)外采用的都是聯(lián)合添加劑。
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