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文檔簡介

1、電解銅銅的電解提純:將粗銅(含銅99%)預先制成厚板作為陽極,純銅制成薄片作 陰極,以硫酸(H2SO4和硫酸銅(CuS04)的混和液作為電解液。通電后,銅從陽極 溶解成銅離子(Cu)向陰極移動,到達陰極后獲得電子而在陰極析出純銅(亦稱 電解銅)。粗銅中雜質如比銅活潑的鐵和鋅等會隨銅一起溶解為離子( Zn和 Fe)。由于這些離子與銅離子相比不易析出,所以電解時只要適當調節電位差 即可避免這些離子在陽極上析出。比銅不活潑的雜質如金和銀等沉積在電解槽 的底部。這樣生產出來的銅板,稱為“電解銅”,質量極高,可以用來制作電 氣產品。沉淀在電解槽底部的稱為“陽極泥”,里面富含金銀,是十分貴重的, 取出再加

2、工有極高的經濟價值。電解銅-原材料(1)銅精礦在自然界中自然銅存量極少,一般多以金屬共生礦的形態存在。銅礦石中常伴生有多種重金屬和稀有金屬,如金、銀、砷、銻、鉍、硒、鉛、碲、鉆、鎳、鉬等。根據銅化合物的性質,銅礦物可分為自然銅、硫化礦和氧化 礦三種類型,主要以硫化礦和氧化礦,特別是硫化礦分布最廣,目前世界銅 產量的90%左右來自硫化礦。銅礦石經選礦富集獲得精礦,常見為褐色、灰色、黑褐色、黃綠色,成粉狀,粒度一般小于0.074mm。含銅量13-30%,按行業標準YS/T318-1997銅精礦的規定,其化學成分和產品分類如表1。(2 )未精煉銅按國家標準GB/T11086-1989銅及銅合金術語規

3、定,未精煉銅包括冰銅、黑銅、沉淀銅和粗銅。冰銅主要由硫化亞銅和硫化亞鐵組成的中間產品, 黑銅通常用彭風爐熔煉廢雜銅或氧化銅礦石而產生的含雜質較多的銅,銅含量一般為60%-85%沉淀銅通常用鐵從含銅的溶液中置換,沉淀而獲得的銅 和氧化銅的不純混合物,干量計算銅含量一般約50%-85%粗銅是用轉爐吹煉冰銅而產生的純度不高的銅,粗銅中銅的含量一般約為98%,本標準中規定的未精煉銅,主要指的是粗銅。粗銅按行業標準YS/T70-1993粗銅的規定,按化學成分分為三個品級。(3 )銅廢碎料銅廢碎料涉及的范圍較廣,包括紫銅、黃銅、青銅、白銅的廢雜料,本標準規定的銅廢碎料僅指紫雜銅。紫雜銅為銅制品所產生的各類

4、廢料、廢件。如廢舊電纜、紫銅管、棒、板、塊、帶及帶薄鍍層的上述材料和其它非合金類銅廢料等。電解銅-銅的性質:物理性質銅是一種玫瑰紅色金屬,柔軟、有 金屬光澤,密度為8 . 92克/厘米3, 溶點為1083. 5C,沸點為2595C,富于延展性,易彎曲,強度較好,在 導 電性和導熱性方面,銅僅次于銀,居第二位,它可以進行冷熱壓力加工,由 于其具有面心立方晶格,銅及其化合物無磁性。熔點時銅的蒸氣壓很小,因 而在冶金過程溫度下,不易揮發。化學性質液體銅能溶解某些氣體,H2、02、SO2 CO2 C0和水蒸氣等,溶解氣體對銅的機械性質及導電性均有一定影響,純銅在常溫下與干燥 空氣和濕空氣不起作用,但在

5、 C02濕空氣中,表面會產生綠色薄膜 CuC03Cu (OH 2又稱銅綠,它能保證銅不再被腐蝕。銅在空氣中加熱到185C即開始與氧作用,表面生成一層暗紅色銅 氧化物,當溫度高于350C時,銅顏逐 漸從玫瑰色變成黃銅色,最后變成黑色。銅不能溶解于硝酸和有氧化劑存在的硫酸中,銅能溶解于氨水中,也能與氧、鹵等元素直接化合 電解銅-銅的用途:以銅為基體的合金稱為 銅合金,銅加入合金元素后,可改變其某些機械性能,同時 又能保持純銅的某些優良特性,常用的銅合金有黃銅、青銅、白銅三類,它在電子、 電器、造船、建筑、汽車工業、國防工業及各種冷凝器、換熱器等方面有特定的用途,尤其是在制造核廢料容器、大型集成電路

6、、記憶合金等方面。電解銅-執行原則:標準執行條例中列舉的陰極銅品位是以 國標GB/T467-1997陰極銅中 的標準陰極銅(Cu CATH-2)含銅的下限99 . 95%乍為計算依據,符合本標 準的其它牌號的陰極銅的單耗計算。銅金屬屬出口征稅商品,海關和外經貿主管部門在審批、備案、核銷企業加工貿易合同時,其單耗標準值應在標準中規定的單耗上下限之間,尤其 不得低于下限。電解銅的標準:GB/T 467 1997 陰極銅本標準是參照 ASTMB115-93陰極銅對 GB467-82電解銅進行修訂 的。本標準將原GB 467-82中的電解銅(Cu-1)改名為標準陰極銅(Cu- CATH-2),相當于A

7、STMB11卯的2號陰極銅。根據國內的實際情況,本標 準對標準陰極銅中雜質極限含量的規定,與ASTMB11卯的2號陰極銅有以下差別:標準陰極銅的鉍含量較高,而鉛含量較低;對鋅和硫作了規定,而 對硒和碲未作規定,ASTMB115W此相反,對硒和碲作了規定,而對鋅和硫未 作規定。此外,還將GB/T 13585-92高純陰極銅規定的高純陰極銅( Cu- CATH-1)納入了本標準。 GB/T 13585-92 是等效采用 BS 6017-1989精煉 銅中的高純陰極銅制定的,有關技術內容納入本標準時未作任何修改。本標準的范圍與原標準不同,并將標準名稱改為陰極銅。1范圍包裝和質量證本標準規定了陰極銅的

8、要求、試驗方法、檢驗規則標志、 明書。本標準適用于電解精煉法或電解銅,產生陰極銅,通常供重熔用。2訂貨單(或合同)內容本標準所列材料的訂貨單(或合同)內應包括下列內容:產品名稱牌號數量標準編號、年代號雜質含量特殊要求尺寸要求 包裝要求其他3試驗方法1高純陰極銅化學成分的仲裁分析方法按GB/T 13293的規定進行。2標準陰極銅化學成分的仲裁分析方法按GB/T 5121的規定進行。3表面質量用目視檢測。4檢驗規則1檢查和驗收1.1產品應由供方技術監督部門進行檢驗,保證產品質量符合本標準的規 定,并填寫出質量證明書。1.2需方可對收到的產品質量檢驗,如檢驗結果與本標準規定不符,可在收 到產品之日起

9、一個月內向供方提出,由供需雙方協商解決。如需仲裁,仲裁 取樣在需方由供需雙方共同進行。仲裁分析結果為最終結果。2組批產品應成批提交檢驗,每批應由同一天、同一循環系統、同一電流密度產出的陰極銅組成。批重不大于200t。3仲裁取樣方法3.1高純陰極銅的仲裁取樣方法3.1每批高純陰極銅中任取 24塊,按自然數編號。3.2將編號的每塊高純陰極銅垂直等分成24個長方條,從左到右也按自然編號,然后按每塊的號數選取對應號數的長方條。即第一塊切取第一個長 方條,第二塊切取第二個長方條,第三塊切取第三個長方條,依此類推。3.3室溫下,將采取的24個長主條切成適當的小塊,于10%勺鹽酸溶液中浸泡15min,然后用

10、去離子水充分洗滌,清除全部外來污物,并干燥(避 免氧化)。3.4從該批中取出一些高純陰極銅置于有蓋的石墨坩堝內進行熔化,再把熔體倒掉。3.5依據石墨坩堝(6.3.1.4 )容量的大小,將清洗過的小塊試樣(6.3.1.3 )按下面的兩種方法之一進行熔化。a)將清洗過的試樣置于石墨坩堝內,在惰性氣體保護下于感應爐或電阻 爐內加熱熔化,用 石墨棒充分攪拌熔體,然后按前、后、中順序過程倒入石 墨模中,鑄成三個適當尺寸的樣錠。b)當石墨坩堝容量不夠大時,可以將清洗過的試樣分成兩組或兩組以上, 然后依照方法a)進行。3.6在熔澆過程中,應避免氧的侵入。3.7除去樣錠的表層后,用 硬質合金刀具鉆、銑或鋸切(

11、應防止過熱, 以免氧化)取樣。獲得大于600g的細屑,將細屑仔細混勻,用 磁鐵除凈加工時可能帶入的鐵,將除鐵后的試樣縮分成四份(每份量不小于150g), 份供供方分析用,一份供需分析用,一份挖仲裁分析用,一份留作備用。3.8標準陰極銅的仲裁取樣方法3.9從該陰極銅中隨機取出 6-10個樣塊。3.10用直徑10mm-20mrt!勺鉆頭,在距陰極銅四周100mm的矩形中,以 棋盤行列布置鉆孔若干處,鉆取時,不許用任何潤滑劑,鉆速以試樣不氧化 為宜。3.11表面鉆屑應去掉,鉆孔深度應大于樣塊厚度的二分這一。將所得 的鉆屑仔細混勻,用磁鐵除凈加工時帶入的鐵,并縮分至不少于600g,均勻分成四份,一份供

12、供方分析用,一份供需分析用,一份供仲裁分析用,一份 備用。3.12檢驗結果判定3.13化學成分仲裁分析結果與本標準的規定不符時,該批為不合格品。3.14表面檢驗結果不符合標準 4.4條規定時,按塊判為不合格品。3.15物理要求不符合標準 條和條時,按塊判為不合格品。 5標志、包裝和質量證明書5.1陰極銅應包裝成適合裝卸重量的捆。經供需雙方協議,也可不包裝。5.2每捆陰極銅必須有明顯的標志,注明:a)生產廠標志;b)產品牌號;c)批號。5.3每批陰極銅應附有質量證明書,注明:a)生產廠名稱;b)產品名稱和牌號;c)批號;d)批重;e)分析檢驗結果和技術監督部門印記;f)本標準編號;g)出廠日期。

13、6陰極銅的品質要求: 銅精礦由電解精煉法或電解沉積法生產得到陰極銅。 按國標GB/T467- 1997陰極銅的規定,陰極銅按化學成分分為高純陰極 銅(Cu CATH- 1)和標準陰極銅(Cu CATH- 2)和兩個牌號。陰極銅的試驗方法:高純陰極銅化學成分的仲裁分析方法按GB/T13293 1991高純 陽極銅化學分析方法的規定進行,標準陰極銅化學成分的仲裁分析方法按 GB/T5121-1996銅及銅合金化學分析方法的規定進行。表面質量用目視 檢測。陰極銅加工方法及工藝流程銅的冶煉方法可分為兩類:火法冶金和濕法冶金。世界上精銅產量的85%以上是用火法冶金從硫化銅精礦和 再生銅中回收的,濕法冶金

14、生產的精銅只 占15%左右。(1 )火法冶金火法煉銅的方法很多,主要有:鼓風爐熔煉、反射爐熔煉、閃速熔煉、電爐熔煉等。從以上煉銅的工藝流程圖看出:硫化銅精礦(含銅量為13%-30%可以采用幾種不同的冶金方法進行熔煉,得到冰銅,再經過轉爐吹煉 得到含銅大于97. 5%的粗銅,因粗銅的質量仍滿足不了工業用銅的要求,必 須精煉后得到的精銅要求含銅 99. 95%以上。在硫化銅精礦冶煉的過程中同 時還可以回收硫、金、銀、銻、鉍、鎳、硒等有價元素 。在中國,從銅精礦中提取金屬銅,主要采用火法冶金的方法,目前,比較先進的是閃速熔煉, 其產量占全國產銅量的 30%以上。由于能耗低,規模大,能有效控制環境污染等優點。這一冶煉技術正在煉銅工業上得到日益發展。閃速熔煉根據不同 爐型的工作原理可分為兩種類型:Outoku

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