銅電解添加劑的應用

1、銅電解過程中添加劑的作用和思考為了獲得純度高，表面光滑的電解銅，在電解精煉中要加入各種表面活性物質(zhì)作為添加劑。就銅電解的日常技術管理看，掌握好添加劑的用量和管好電解液是最重要的工作、一、金屬電結晶：陽離子在陰極放電并最終形成金屬元素的過程叫做電結晶。電結晶過程就是指從離子放電出現(xiàn)自原子形成結晶核，到構成晶體并在陰極表面形成金屬層為止的全過程。把電結晶過程看作是幾個獨立階段進行的。從立體晶核的形成開始，晶核的生長是以一定速度進行的，并且沿著金屬薄層的每一面，周期性地產(chǎn)生和傳遞來完成的，隨著新的(平面的)形成，在界面上形成了金屬層。如果晶核的生成速度大于晶核的生長速度，則得到細粒光潔的結晶。反之晶

2、粒就比較粗大，甚至出現(xiàn)異形結晶；晶核生成速度過快，來不及組成晶體，便得到粗疏的海棉物。電解工作的重要任務就是要使結晶核生長速度處于有利于產(chǎn)生細粒光潔結晶的平衡。電解陰極過程諸環(huán)節(jié)與極化有關，電結晶過程也與極化有關，所以通過改變陰極極化值就能控制結晶過程，應而在電解過程中必須加入能改變陰極電勢的表面活性物質(zhì)，以得到細粒光潔的結晶，理論基礎就在于此。二、膠和表面活性物質(zhì)對電沉積的影響加入膠和表面活性物質(zhì)，可改變陰極的極化來改善晶體的特性，這種物質(zhì)稱之為電解液添加劑。1、硫脲等能使電析粒子細，電析面平滑，陰極點位下降、2、膠能使電析面平滑，陰極電位上升、3、有害添加劑使電析面結晶粒子極大或極小，表面

3、不平滑4、阿比通A使結晶粒子大，陰極電位下降。添加劑的作用是與金屬陽離子形成絡合物，因為絡合物的放電延緩作用而增大了陰極的極化作用。在陰極表面形成薄膠膜，促使結晶細化。國內(nèi)大多采用骨膠作為單一添加劑，鹽酸作為仰制電解液中銀離子而加入。三、添加劑-骨膠膠是銅電解精煉過程中最主要，最基本的添加劑，其它添加劑只能配合膠而不能代替膠，只能部分降低膠的用量而不能完全取代膠、1、 膠作為添加劑的機理膠是通過增大陰極極化值而使電析平滑的一種添加劑，在電解液中與銅離子形成吸附絡合物，對于Cu+來說，膠粒吸附帶電的Cu+而形成載膠體，受靜電引力而趨向陰極、促使極化作用的增強，是因絡合陽離子在陰極放電的延緩過程，

4、Cu+并不直接在陰極上析出而是首先從絡合物上解吸。隨后在陰極上析出。電銅結晶面上有發(fā)光點，說明有部分Cu+一道參與了陰極上的點結晶。加入膠以后，對結晶核生長速度有所仰制，相應地晶核生成速度就有所增加，便于得到光滑，細密的結晶。同時由于膠與Cu+形成載體，對于因陰極上的凸瘤部分，因隨Cu+而去的膠粒多，就鈍化了疙瘩，使其逐漸長平，當膠體在電解液中的濃度相當高時，增加了膠粒的直徑，降低了膠粒的總面積，并且降低了Cu+在膠粒上的吸附作用，使大量的Cu+成不了載膠體，會使析出惡化，因而發(fā)揮不了添加劑的作用，所以，對膠作用發(fā)揮的好壞，電解液中膠的濃度是很關鍵的。2、膠的分解和電析消失膠在酸性電解液中，即

5、使在不通電的情況下，在一定溫度下也會分解消失，因此停工檢修或新建廠在通電24小時內(nèi)分班加入底膠，以減少不必要的膠耗。膠在55左右時，陰極的分級電位急劇減少，經(jīng)過72小時后基本消失。在25時膠很少分解，是因為膠是一種類蛋白，在酸性溶液中要有一定的溫度才能分解。同時膠的分解與Cu+無關，是受濃硫酸和電流密度的影響。電流密度越大分解的越快。同時有氯離子的成在，能促進電解液中膠的分解，并且促進了膠體的凝膠化。因此在電解過程中，要求將膠均勻地，連續(xù)的加入，以避免造成電解液中有效膠濃度的急劇變化。三、 膠在電析過程中的表征和在電解液中濃度分析1、 膠添加劑的特征。在電解銅表面形成堆砌六面體閃金星結晶，比較

6、粗糙，表面電銅粒子硬而韌，疙瘩不易脫落。判斷添加劑的多少，要從始極片下槽后1024小時觀察，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整添加劑用量。2、 膠添加劑貧乏的特征。電銅較軟，小疙瘩明顯失去仰制，敲打陰極時發(fā)出“撲撲”的空聲，析出也比較粗糙；在種板槽的電解液中缺膠時，銅皮底部和側部明顯發(fā)酥，發(fā)脆。如膠適宜側韌性好，種板槽對膠的濃度尤其敏感。四、硫脲在銅電解用途1、硫脲在銅電解過程中作為主要添加劑效果顯著，濃度在沒毫升10克以上時絡合物在陰極層中形成膠膜而被陰極吸收附與表面，不溶的絡合物膠膜使Cu+在陰極放電發(fā)生困難，從而促使陰極極化增加；當電解液中含有鎳時，這個絡合物膠膜的作用更為顯著。2、電解液中硫脲濃度很低，

7、即絡合物的濃度不足以發(fā)生膠狀沉淀時，促使陰極變細的主要作用不是絡和物而是Cu2S，是由于Cu2S得去極化作用而至，Cu2S在陰極表面生成補充的結晶中心，有利于陰極結晶細化，由于活性晶核的增加，降低了真實的陰極電流密度而引起陰極極化降低。3、膠膜將鈍化和陰極面軸垂直結晶的晶棱面，迫使結晶向平行于陰極面的方向生長，仰止凸瘤的生成、即使生成凸瘤也會迅速鈍化，長平，由于這個膠膜吸附增大了陰極的極化電位，產(chǎn)生料新的晶核，有利于新的晶核中心產(chǎn)生，使晶核生成與晶核成長的速度處于有利于生成細密結晶的平衡，從而細化了結晶，仰制了疙瘩。4、在添加了硫脲的電解液中，當陰極由于長時間短路而發(fā)生燒板時，在陰極溶蝕部分出

8、現(xiàn)黑紫色的帶狀燒板特征，這個黑紫色帶就是吸附于陰極表面的絡合物膠膜。5、硫脲在電解過程中起細化作用，適量時，電銅的顏色呈玫瑰色，表面有類似細條燈芯絨狀的條紋，電銅密度大，敲擊發(fā)出鏗鏘的響聲，即使銅皮原先有些疙瘩也會受到仰制，電銅上的疙瘩會迅速鈍化，處理短路時疙瘩不發(fā)粘，一擊就脫落，用量一般為2530克/噸殘極槽要多點。6、加入硫脲比單純加入膠的槽壓要低，是因為相應降低了膠量，使電解液粘度降低，導致電解液中電阻降低。7、硫脲過量；短路燒板電銅產(chǎn)生黑紫色帶，電銅表面有粗條紋，疙瘩增多，而且針、柱狀疙瘩多，這時要采取停加硫脲12天，情況就能有好轉。8、硫脲與鹽酸的關系；鹽酸量過大時，即易引起陽極鈍化，因此鹽酸應控制在0、050、07克/升。切記硫脲不能與鹽酸在同一循環(huán)系統(tǒng)中加入。9、硫脲與干酪素的關系；