目 录摘 要
1 铜电解技术原理与发展
1.1电解槽
1.2电解液循环方式
1.4电解工艺与控制特点
1.5铜电解工业发展历程
1.5.1最初的提出
1.5.2现代的主要改进
1.5.3国外的一些研究
1.5.4现在形成的主要方法
1.5.5总的发展趋势
2 铜电解技术最新发展
2.1提高阴极铜质量
2.1.1电解液中杂质行为
2.1.2添加剂的影响
2.1.3电流密度的影响
2.1.4有机相的影响
2.1.5电解温度的影响
2.2节能降耗
2.2.1影响电解铜电单耗的主要因素2.2.2影响电解铜蒸汽单耗的主要因素2.2.3铜电解节能降耗的主要措施
2.3提高劳动生产率
2.3.1新型电解液循环方式
2.3.2周期反向电流电解技术(PRC)
2.3.3机械化作业
3 铜电解技术发展展望
参考文献
摘 要：铜电解精炼的历史悠久，自问世以来，其技术已得到突飞猛进的发展：从传统工艺到永久性不锈钢阴极工艺电解法，从人工操作到大型自动化设备，从小极板生产到大极板生产，从电解液、阳极泥的过滤系统、极板导电系统的改进以及控制短路系统的优化等方面都有了巨大的进步。上述所有技术的改进都离不开提高阴极铜质量、降低能源和人工消耗这一主题。目前，世界上铜电解精炼工艺主要有传统法电解和永久性不锈钢阴极法电解两种。而永久阴极电解技术正好迎合这样的发展需求，将成为未来铜电解技术的发展趋势。
关键词：铜电解；工艺；影响；改进
1 铜电解技术原理与发展
铜电解过程在电解槽中进行依靠直流电的作用完成铜阳极的溶解、阴极的沉积长大。除此之外，就是Cu+的产生和由此引起的一系列副反应，以及铜元素及其氧化物在稀酸环境下与氧发生的化学溶解反应。
1.1电解槽
目前普遍采用钢筋混凝土槽体，内衬铅板、软聚氯乙烯板、玻璃钢等材料。槽体底部做成由一端向另一端倾斜状，也有的老厂的电解槽底部是由两端向中央倾斜的。两种槽体都是在最低处开设排泥孔。如图1.1所示。
阳板：为火法精炼的精铜，含铜一般为99%以上。阴极片：一种是由种板槽生产的铜薄片，经加工安装吊耳后制成，常称为始极片，为了避免始极片制作的麻烦，大型电解铜厂均采用不锈钢板制作阴极。阴极阳极交替排列，同极中心距70-100毫米。
玻璃钢或聚合物混凝土整体槽是发展趋势。
图1.1 铜电解槽
1-进液管；2-阴极；3-阳极；4-出液管；5-放液孔；6-放阳极泥孔
1.2电解液循环方式
电解槽溶液循环有上进下出和下进上出二种。如图1.2所示。
图1.2 电解液循环方式示意图
1.3电解反应原理
铜的电解精炼，是在电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作为电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜会失去两个电子生成-2价铜离子，而贵金属和某些金属不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽低。溶液中的-2价铜离子会在阴极上优先析出，而其他电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留在电解液中，待电解液定期净化时除去。这样，得到的铜纯度很高，称电铜。
在电解液中，根据电离理论，存在H+、cu2+、so42-和水分子，因此在阳极和阴极之间施加电压通电时，将发生相应的反应。
（1）阳极反应：
Cu–2e→Cu2+
Me–2e→Me2+
SO42--2e→SO3+1/2O2
H2O-2e→2H++1/2O2
阳极的主要反应是Cu溶解形成Cu2+。
（2）阴极反应：
Cu2++2e→Cu
2H++2e→H2
Me2++2e→Me
在这些反应中，只有电极电位比铜更正的金属离子能够优先还原。因此，阴极的主要反应是铜离子的还原得到电铜。
一般的铜电解精炼生产过程采用的电流密度在200~340A/m2时，铜离子在阴极沉积过程属于混合控制。其极化曲线如图1.3。
图1.3 为阴极过电位与电流密度的关系
图中极化曲线由两段组成：AB段为塔费尔直线，在相应的电流密度下生产得到致密的阴极铜产品；B点是由电化学极化向浓差极化转变的过渡点，其电流密度为100A/m2时，BC段表示的混合控制区，阴极沉积物将有可能长刺而得不到合格的产品。
1.4电解工艺与控制特点
铜电解工艺可分为传统电解、周期反向电流电解和永久阴极电解3种，永久阴极工艺采用不锈钢作阴极，取消了始极片的生产制作，阴极铜的处理设备多出了剥片过程。
铜电解所有工艺条件可归结为电解液成分电解液流量、电解液温度、极间距、电流强度五大类。理论上讲，使所有工艺条件处在最佳控制范围并有最佳组合，就能产出合乎要求的阴极铜产品，但是，一般的大型铜电解工厂规模较大，使得铜电解精炼过程的工艺条件在时间和空间上存在不均匀性。而阴极铜质量由其所处的局部环境及全周期的工艺条件决定，为了获得整体合格的阴极铜产品，要求在电解精炼过程的工艺控制中采取必要的措施保证工艺条件尽可能均一，随时间和空间的变化波动在合理范围内。
这种不均匀性正是铜电解过程一系列问题产生的根源，也是铜电解技术发展需要解决的重要问题。目前，铜电解工艺控制已从寻求“最佳控制范围”和“最佳工艺条件组合”走向“全过程的工艺条件均匀化”，铜电解技术发展的各个方面大都与此相关。
1.5铜电解工业发展历程
1.5.1最初的提出
铜电解精炼最初是由俄罗斯科学家研究出的。雅柯比院士于1837年研究了铜电镀沉积的原理，列赫丁贝尔斯基于10年后在圣彼得堡建立了第一个大的电镀厂，为伊沙阿基也夫大教堂制造浮雕。列赫丁贝尔斯基当时还指出应用这个新的方法去精炼铜的可能性。至1869年，英国在威尔士建立了第一个铜的精炼厂。
1.5.2现代的主要改进
