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铜电解精炼时砷、锑、铋的分配行为及其应用研究

郑金旺  
【摘要】:在铜电解精炼过程中,As、Sb、Bi等杂质,尤其是Sb、Bi,一直来被人们认为是在阴极铜生产中影响阴极铜质量的最为有害的元素。很久以来,许多从事冶金或相关专业的研究人员,对As、Sb、Bi、Pb等杂质在铜电解精炼过程中的行为进行了多项研究,如对存在形态和行为、阳极泥的形成机理,以及对阴极铜质量的影响进行了一系列的探索研究,并取得了可喜的科研成果。 在前人研究的基础上,本文对历年来贵冶阳极铜中As、Sb、Bi等杂质在铜电解精炼过程中的分配情况进行了统计分析。由于精矿的来源杂且成份难以予测,精矿中As、Sb、Bi的量有不断上升的趋势,而且目前火法炼铜工序还没有一种较好的除杂方法,从而使阳极铜中As、Sb、Bi等杂质含量偏高,电解液净化系统庞大。尤其是阳极铜中的As、Sb、Bi在电解液中的分配比高,致使电解液中杂质浓度居高不下,电解液净化脱杂质压力大。因而通过对其分配行为及共同效应进行实验研究和生产实践研究。研究分析了贵冶阳极铜中As、Sb、Bi在铜电解精炼过程中的溶出行为和分配行为、以及漂浮阳极泥的生成机理和条件,并掌握了As、Sb、Bi等杂质对阴极铜的影响途径,即在通常的铜电解生产条件下,主要以形成漂浮阳极泥附着在阴极上而影响阴极铜的质量;通过实验室试验,在贵冶工业阳极中掺入As、Sb、Bi的复合阳极,研究了其在铜电解精炼过程中的电化学行为和分配行为,通过研究发现了阳极泥中含锑、铋量随阳极中的量的增加而增加,但在阳极泥中的分配比,锑却下降,铋则略有上升;进行了多项电解液净化除杂试验(离子交换法脱杂试验、碳酸钡共沉淀法脱铋),研究摸索出一条降杂除杂的新途径;开展了Sb、Bi在电解液中的分配比的研究,通过在电解液中添加X或Y试剂,改变并降低了As、Sb、Bi等杂质在电解液中的分配比,取得了降低电解液中的Sb、Bi杂质浓度、减少电解液净化量的可喜效果,现在已为生产所采用,并为三期电解提供了设计思路和依据。


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