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电解铜 编辑

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将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸和硫酸铜的混合液作为电解液。通电后，铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子(Zn和Fe)。由于这些离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阴极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板，称为“电解铜”，质量较高，可以用来制作电气产品。

中文名 电解铜 外文名 Electrolytic copper 性    质 铜制品 用    途 用来制作电气产品 学    科 冶金

目录

1 化学反应

2 原材料

3 阴极铜

4 加工方法

5 蚀刻液

6 损耗原因

7 铜的性质

8 电解铜的用途

9 发展前景

10 执行原则

化学反应编辑

把电解铜再进一步加工，可制作成为较细的电解铜粉。

铜电解精炼的原理如下：

阳极反应：Cu — 2e- = Cu2+

Me — 2e-= Me2+

H2O — 2e- = 2H+ + 1/2O2

SO4 2- — 2e- = SO3 + 1/2O2

式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。H2O和SO4 2-失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。

阴极反应：Cu2+ + 2e = Cu

2H+ + 2e- = H2

Me2+ + 2e- = Me

在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极反应的主要反应。 [1] 

原材料编辑

⑴铜精矿

在自然界中自然铜存量较少，一般多以金属共生矿的形态存在。铜矿石中常伴生有多种重金属和稀有金属，如金、银、砷、锑、铋、硒、铅、碲、钴、镍、钼等。根据铜化合物的性质，铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型，主要以硫化矿和氧化矿，特别是硫化矿分布较广，世界铜产量的90%左右来自硫化矿。铜矿石经过选矿富集获得精矿，常见为褐色、灰色、黑褐色、黄绿色，成粉状，粒度一般小于0.074mm。含铜量13-30%，按行业标准YS/T318-1997《铜精矿》的规定，其化学成分和产品分类如表1。

⑵未精炼铜

按国家标准GB/T11086-1989《铜及铜合金术语》规定，未精炼铜包括冰铜、黑铜、沉淀铜和粗铜。冰铜主要由硫化亚铜和硫化亚铁组成的中间产品，黑铜通常用鼓风炉熔炼废杂铜或氧化铜矿石而产生的含杂质较多的铜，铜含量一般为60%-85%。沉淀铜通常用铁从含铜的溶液中置换，沉淀而获得的铜和氧化铜的不纯混合物，干量计算铜含量一般约50%-85%。粗铜是用转炉吹炼冰铜而产生的纯度不高的铜，粗铜中铜的含量一般约为98%，本标准中规定的未精炼铜，主要指的是粗铜。粗铜按行业标准YS/T70-1993《粗铜》的规定，按化学成分分为三个品级。

（3）铜废碎料

铜废碎料涉及的范围较广，包括紫铜、黄铜、青铜、白铜的废杂料，本标准规定的铜废碎料仅指紫杂铜。紫杂铜为铜制品所产生的各类废料、废件。如废旧电缆、紫铜管、棒、板、块、带及带薄镀层的上述材料和其它非合金类铜废料等。有以下5种分类及规格：

第1类：

（a）紫铜管、棒、板、块、带，表面干净，无油泥和其它沾附、夹杂。

（b）各种裸铜线、短线和其它纯铜废料。

第2类：

（a）1类铜废料中混有纸屑、各种绝缘材料、少量油泥、锈垢、杂物，但重量必须小于1%。

（b）直径0.3mm以上的漆包线，无污物和杂物。

第3类：各种报废的纯铜或有薄镀锌层的纯铜电器开关，零部件。

第4类：

（a）直径0.1-0.3mm的漆包线。

（b）有油泥或少量其它夹杂的漆包线。

（c）干净、发脆的火烧线。

第5类：各种纯铜水箱、蒸发器、热交换器具、但其内部不得有充填物，只允许有少量自然形成的水垢。 [1] 

阴极铜编辑

阴极铜的品质要求：铜精矿由电解精炼法或电解沉积法生产得到阴极铜。按国标GB/T467－1997《阴极铜》的规定，阴极铜按化学成分分为高纯阴极铜（Cu－CATH－1）和标准阴极铜（Cu－CATH－2）和两个牌号。阴极铜的试验方法：高纯阴极铜化学成分的仲裁分析方法按GB/T13293－1991《高纯阳极铜化学分析方法》的规定进行，标准阴极铜化学成分的仲裁分析方法按GB/T5121-1996《铜及铜合金化学分析方法》的规定进行。表面质量用目视检测。 [1] 

加工方法编辑

铜的冶炼方法可分为两类：火法冶金和湿法冶金。世界上精铜产量的85%以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的，湿法冶金生产的精铜只占15%左右。

⑴火法冶金

火法炼铜的方法很多，主要有：鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、闪速熔炼、电炉熔炼等。从以上炼铜的工艺流程图看出：硫化铜精矿（含铜量为13%－30%）可以采用几种不同的冶金方法进行熔炼，得到冰铜，再经过转炉吹炼得到含铜大于97.5%的粗铜，因粗铜的质量仍满足不了工业用铜的要求，必须精炼后得到的精铜要求含铜99.95%以上。在硫化铜精矿冶炼的过程中同时还可以回收硫、金、银、锑、铋、镍、硒等有价元素

在中国，从铜精矿中提取金属铜，主要采用火法冶金的方法，比较先进的就是闪速熔炼，其产量占全国产铜量的30%以上。由于能耗低，规模大，能有效控制环境污染等优点。这一冶炼技术正在炼铜工业上得到日益发展。闪速熔炼根据不同炉型的工作原理可分为两种类型：Outokumpu闪速熔炼、InCo闪速熔炼。

⑵湿法冶金

湿法冶金在许多情况下与火法相配合的。其过程的主要化学反应是在水溶液中进行的。铜（锌）矿物预先通过氧化或硫酸焙烧，转变可溶状态，然后再进行浸出、净化电积、以提取电解铜。通常有RLE法、常压氨浸出法（阿比特法）、高压氨浸出法、细菌浸出法等。从焙烧→浸出→净化→电积，简称RLE法。其生产流程，湿法冶金主要适用从低品位氧化矿、废矿堆及浮选尾矿中提取金属铜。 [1] 

蚀刻液编辑

线路板生产过程产生大量的蚀刻液，该液中含有铜（铜含量约为120-140g/l）、氨水及氯化铵。对于这种蚀刻液，传统的处理方法是线路板生产企业作为废液售卖给回收公司，回收公司以其为原料生产硫酸铜产品，但其中大量含氨液体得不到有效的利用，造成资源浪费，并且不能产生效益。蚀刻液萃取-电沉积（SX-EW）再生闭路循环工艺是使用萃取剂，萃取蚀刻液中的铜，以硫酸反萃成硫酸铜后用电积方法生产金属铜，而萃取后残液则调整PH及添加剂再生成蚀刻液子液使用，达到节省资源、减少污染、增加企业效益的目的。

所采用工艺流程是根据铜工业冶炼工艺：萃取-电积工艺进行蚀刻液电解铜技术，这一技术成熟可靠，广泛使用工艺。

其工艺流程如下： [2]