电解铜杂质中碳含量会有吗
不会有。
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(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。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。
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。
电解铜是将铜电解掉。它是以铜作为阳极,阴极导体不限(以石墨为例),电解质溶液不限(以稀硫酸为例)其阳极反应式:Cu-2e-=Cu2+;
阴极反应式看电解质溶液而定(以稀硫酸为例):2H++2e-=H2;
总反应式(阴极以石墨为例,电解质溶液以稀硫酸为例)Cu+H2SO4=CuSO4+H2
电解精炼铜是用粗铜提取更高纯度的铜。它是以粗铜为阳极,纯铜为阴极,以可溶性铜盐为电解质溶液(这里以硫酸铜为例),因阳极是粗铜,含有Fe、Ni、Zn、Ag等杂质,所以其阳极反应式比较多:Zn-2e-=Zn2+;Ni-3e-=Ni3+;Fe-2e-=Fe2+;Cu-2e-=Cu2+,Ag等比Cu金属性弱的金属就形成阳极泥。
阴极反应式:Cu2++2-=Cu;
总反应式(阳极以Cu发生电解为主)Cu(粗铜)=Cu(纯铜)
1、从铜矿中开采出来的铜矿石,经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。
2、废铜做为精炼铜的主要原料之一,包括旧废铜和新废铜,旧废铜来自旧设备和旧机器,废弃的楼房和地下管道;新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50%左右),一般废铜供应较稳定,废铜可以分为:裸杂铜:品位在90%以上;黄杂铜(电线):含铜物料(旧马达、电路板);由废铜和其他类似材料生产出的铜,也称为再生铜。
3、通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。
4、纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金,形成的合金主要分成三类:黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金,白铜是铜钴镍合金。
5、阳极铜
目前我国生产再生铜的方法主要有两类:
第一类是将废杂铜直接熔炼成不同牌号的铜合金或精铜,所以又称直接利用法;
第二类是将杂铜先经火法处理铸成阳极铜.然后电解精炼成电解铜并在电解过程中回收其他有价元素。
用第二类方法处理含铜废料时,通常又有 3 种不同的流程,即一段法、二段法和三段法。
l) 一段法 将分类过的黄杂铜或紫杂铜直接加入反射炉精炼成阳极铜的方法。其优点是流程短、设备简单、建厂快、投资少,但该法在处理成分复杂的杂铜时,产出的烟尘成分复杂,难以处理;同时精炼操作的炉时长,劳动强度大,生产效率低,金属回收率也较低。
2)二段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼得到金属铜.然后将金属铜在反射炉内精炼成阳极铜;或杂铜先经转炉吹炼成粗铜.再在反射炉内精炼成阳极铜。由于这两种方法都要经过两道工序,所以称为二段法。鼓风炉熔炼得到的金属铜杂质含量较高,呈黑色,故称为黑铜。
3)三段法 杂铜先经鼓风炉还原熔炼成黑铜,黑铜在转炉内吹炼成次粗铜,次粗铜再在反射炉中精炼成阳极铜。原料要经过 3 道工序处理才能生产出合格的阳极铜,故称三段法。三段法具有原料综合利用好,产出的烟尘成分简单、容易处理、粗铜品位较高、精炼炉操作较容易、设备生产率也较高等优点,但又有过程较复杂、设备多、投资大且燃料消耗多等优点。因此,我国除规膜较大的企业或需处理某些特殊废渣外,一般的废杂铜处理流程多采用二段法和一段法。
答:吹炼
冰铜如何加工成粗铜?
答:熔炼,氧化还原
粗铜如何加工成电解铜?
答:用硫酸铜做电解质,纯捅做的始极片为阴极.品位在就99%以上的铜板为阳极.通直流电,电解.铜离子将在阴极析出.即成为电解铜
熟铜生铜的区别就是含杂质的量不同是了,生铜的杂质多,所以生铜无伸长率,易断,而熟铜含杂质少,所以熟铜有较好伸长率,韧性好易拉伸。在他们的原子的排列上我就不知道了。
将生铜置于反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,就能获得品位高达99.9%的电解铜,即纯铜或紫铜(呈浅玫瑰色或淡红色,若表面形成氧化铜膜后,外观呈紫红色而得名),就是我们通常所说的“熟铜”。美国把含Cu量大于99%的铜材叫做1号铜,市场上所说的1号铜就是熟铜。
铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主,就是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,也就是人们通常所说的“生铜”。“生铜”的韧性、组织致密性均较差,通常用于铸造水龙头、阀门、水表的壳体、艺术雕塑等产品。美国通常把铜含量低于94.5%的生铜叫2号铜(已被各国所沿用)。
通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。经过阳极炉熔炼之后生产电解铜,即我们通常所称的再生精铜。
电解铜(含铜99.9%~99.95%)和精铜(含铜99.0%~99.7%)
CO+CuO= 高温=Cu+CO2 ↑
或
4CuS+5O2=高温=2Cu2O+4SO2 ↑
2Cu2S+3O2=高温=2Cu2O+2SO2↑
再由氧化亚铜与剩余的CuS和Cu2S反应:
CuS+2Cu2O=高温=5Cu+SO2↑
Cu2S+2Cu2O=高温=6Cu+2SO2↑
铜的冶炼
从铜矿中开采出来的铜矿石,经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂,铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。
A.电解铜与精铜
工业上使用的铜有电解铜(含铜99.9%~99.95%)和精铜(含铜99.0%~99.7%)两种。前者用于电器工业上,用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。
B.铜的冶炼工艺
铜冶金技术的发展经历了漫长的过程,但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主,其产量约占世界铜产量的85%,现代湿法冶炼的技术正在逐步推广,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
下面我们具体了解一下火法冶炼与湿法冶炼(SX-EX)两种炼铜方式。
a.火法炼铜:
通过熔融冶炼和电解精火炼生产出阴极铜,也即电解铜,一般适于高品位的硫化铜矿。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石,通过选矿提高到20-30%,作为铜精矿,在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼,产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜,再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂,或铸成阳极板进行电解,获得品位高达99.9%的电解铜。该流程简短、适应性强,铜的回收率可达95%,但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出,不易回收,易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。
除了铜精矿之外,废铜也是精炼铜的主要原料,包括旧废铜和新废铜,旧废铜来自旧设备和旧机器,废弃的楼房和地下管道;新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比约为50%),一般废铜供应较稳定,废铜可以分为:裸杂铜(品位在90%以上);黄杂铜(电线);含铜物料(旧马达、电路板);由废铜和其他类似材料生产出的铜,也称为再生铜。
b.湿法炼铜:
一船适于低品位的氧化铜,生产出的精铜为电积铜。 现代湿法冶炼有硫酸化焙烧-浸出-电积,浸出-萃取-电积,细菌浸出等法,适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广,预计本世纪末可达总产量的20%,湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
其工艺流程图如下:其中铜的萃取(铜从水层进人有机层的过程)和反萃取(铜从有机层进人水层的过程)是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
火法和湿法两种工艺有如下特点:
(1)后者的冶炼设备更简单,但杂质含量较高,是前者的有益补充。
(2)后者有局限性,受制于矿石的品位及类型。
(3)前者的成本要比后者高。
可见,湿法冶炼技术具有相当大的优越性,但其适用范围却有局限性,并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良,这几年已经有越来越多的国家,包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等,将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广,降低了铜的生产成本,提高了铜矿产能,短期内增加了社会资源供给,造成社会总供给的相对过剩,对价格有拉动作用。
A级铜(Cu-CATH-1):含银<0.0025% (高纯)
1号标准铜(Cu-CATH-2):含Cu+Ag>99.95%,含银0.015%>Ag>0.005%
2号标准铜(Cu-CATH-3):含银<0.025%
阴极铜的纯度越高,含金、银的量越低,特别是金的化学性质很不活泼,所以阴极铜中含金量微乎其微。
往往铜、金、银为共生矿,在电解精炼法和电解沉积法生产阴极铜时,金和银都大量存在于阳极泥中。
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。
执行原则
标准执行条例中列举的阴极铜品位是以国标GB/T467-1997《阴极铜》中的标准阴极铜(Cu-CATH-2)含铜的下限99.95%作为计算依据,符合本标准的其它牌号的阴极铜的单耗计算。
铜金属属出口征税商品,海关和外经贸主管部门在审批、备案、核销企业加工贸易合同时,其单耗标准值应在标准中规定的单耗上下限之间,尤其不得低于下限。