高电流密度脉冲电流法电解精炼铜的应用基础研究

摘要

铜是国民经济发展的重要材料.高纯铜主要来源于铜的电解精炼.传统电解精炼铜使用直流电解法.脉冲电流法电解精炼铜是一种新的生产方法,可以在高电流密度下制得质量合格的电解铜,可以提高电解铜的生产能力和质量.本文研究了脉冲参数对电解铜质量的影响,确定了合适的脉冲电解参数,并对影响脉冲电解铜质量的诸因素进行了较系统的研究,从而得出了最佳脉冲电解工艺条件.电解液的净化是电解铜生产中一个不可缺少的环节,实验利用现有的条件对此作了一定的研究,效果良好.铜在阴极的沉积过程是一个电结晶过程,也是一个电化学反应过程,研究其电极过程动力学参数对指导实际生产有直接意义.文中利用线性电位扫描法对低铜电解液体系净化中铜砷共沉积过程的动力学参数进行了研究;并用循环伏安法研究铜砷共沉积过程中铜离子浓度、砷离子浓度等因素对铜沉积过程峰电流密度和峰电势的影响.论文通过大量的实验,探索出高电流密度下脉冲电解制备纯铜的工艺条件,为改变传统直流电解精炼铜工业打下基础.

目录

文摘

英文文摘

答辩委员会简介

独创性声明及学位论文版权使用授权书

致谢

第一章绪论

§1.1引言

§1.1.1电化学及其在工业上的应用

§1.1.2电解的概念

§1.2电解时电极过程的原理

§1.2.1电极过程与电沉积过程的基本特征

§1.2.2铜电解精炼的电极过程

§1.3电解精炼铜工业的发展状况

§1.4脉冲电解及其国内外研究概况

§1.5本文的工作

第二章脉冲电解铜相关脉冲参数的确定

§2.1脉冲电源及实验装置图

§2.2实验

§2.2.1电极的制备

§2.2.2电解液组成及使用的仪器

§2.3脉冲参数的设定

§2.3.1电流密度的选择

§2.3.2占空比的选择

§2.3.3脉冲宽度的选择

§2.3.4电流密度对铜结晶的晶面取向的影响

§2.4本章小结

第三章高电流密度脉冲电解制备纯铜工艺条件的研究

§3.1高电流密度脉冲电解制备纯铜

§3.2实验

§3.2.1电极制备

§3.2.2电解液组成

§3.2.3实验仪器

§3.3实验结果与讨论

§3.3.1温度对阴极铜沉积的影响

§3.3.2电解液中硫酸用量对阴极铜沉积的影响

§3.3.3极间距对阴极铜沉积的影响

§3.3.4添加剂对阴极铜沉积的影响

§3.3.5杂质对阴极铜沉积的影响

§3.4脉冲电解铜样品的相关测试结果及其讨论

§3.5本章小结

第四章脉冲电解铜电解液的净化

§4.1铜电解液净化的必要性

§4.2铜电解液的净化

§4.2.1实验仪器，药品

§4.2.2实验结果与讨论

§4.3存在的问题和讨论

第五章低铜体系Cu-As共沉积阴极稳态极化曲线的研究

§5.1稳态及稳态极化曲线的概述

§5.2实验

§5.2.1实验所用的仪器及药品

§5.2.2实验结果和讨论

§5.3本章小结

第六章低铜体系Cu-As共沉积阴极循环伏安曲线的研究

§6.1暂态法与循环伏安法测试技术

§6.2实验

§6.2.1实验方法、所用仪器及药品

§6.2.2实验结果与讨论

§6.3小结

第七章结论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文