阴极铜纯度未达标,生产环节哪里出了问题?
阴极铜纯度未达标,通常是多个生产环节协同出现问题所致,主要涉及以下方面:
原料环节
阳极板杂质含量高:作为电解原料的阳极板,若本身含有过多杂质元素,像是铁、镍、砷、锑、铋等,在电解过程中,这些杂质会随着铜离子一同溶解进入电解液,后续又在阴极析出,混入阴极铜中,拉低其纯度。例如,一些低品质的阳极铜原料,没有经过充分精炼,杂质成分复杂且含量居高不下,给后续电解提纯造成巨大阻碍。
阳极板成分不均:当阳极板在浇铸制备时,工艺把控不佳,致使内部成分分布不均匀,在电解时,不同区域溶解速度和释放离子的情况也参差不齐,会导致阴极沉积的铜纯度出现波动,局部区域因杂质析出而纯度不达标。
电解液环节
杂质累积:长时间电解生产后,电解液里杂质逐渐富集,除了阳极板溶解带入的,还有来自空气中灰尘、设备腐蚀产物等引入的杂质。这些杂质离子参与电极反应,与铜离子竞争在阴极析出,污染阴极铜。例如,铁离子在电解液中不断累积,就容易在阴极附着,降低产品纯度。
添加剂影响:为改善阴极铜质量与沉积形态,电解液会添加如胶、硫脲、氯离子等添加剂。但添加量若控制不好,比如胶添加过量,可能裹挟杂质共同沉积在阴极;氯离子过多,会加剧阳极板的腐蚀,释放更多杂质进入电解液,间接影响阴极铜纯度。
电解工艺环节
电流密度不当:电流密度过大时,铜离子快速向阴极移动并析出,然而,过快的沉积速度会让晶体生长杂乱无章,容易包裹电解液中的杂质一同沉积,降低阴极铜纯度;电流密度过小,电解时长延长,杂质有更多时间在阴极析出,同样影响纯度。
温度与搅拌问题:电解液温度过高或过低,都会干扰铜离子的扩散速度与电极反应动力学。温度不适,加上若电解液搅拌不均匀,会造成局部铜离子浓度差异大,使得阴极不同部位沉积速率和纯度不一致,整体纯度难以达标。
电解时间控制:电解时间过短,铜离子不能充分在阴极析出,产品含未反应的原料杂质;电解时间太长,电解液里杂质不断累积并附着于阴极,致使阴极铜纯度受损。
设备与环境环节
电解槽漏电:电解槽绝缘出现问题发生漏电,会致使电场分布紊乱,电极反应不均衡,部分区域的阴极铜沉积受到干扰,杂质趁机混入,纯度降低。
环境引入杂质:生产车间如果卫生条件差,灰尘、油污等污染物容易进入电解槽,混入电解液,最终影响阴极铜的纯度。以及若车间湿度较高,金属设备易生锈腐蚀,铁锈等杂质进入体系也会污染产品。