循环流速对磁化铜电解过程的影响

发布时间：2021-07-28 16:19

　　用磁场的协同作用改善Cu²⁺的扩散性能和强化铜电解的自净化过程,使阴极铜的质量提高。从离子磁性和离子水合作用的角度,进行不同流速下强磁场磁化铜电解液的实验,研究了洛伦兹力和磁场梯度力对Cu²⁺扩散性能、杂质离子浓度和阴极铜表观质量的影响,分析了垂直取向磁场和水平取向磁场强化铜电解的机理。结果表明:磁场能强化对流、减弱氢键缔合程度、降低离子水合作用、提高体系能量、促进Cu²⁺扩散性能和砷锑铋等杂质离子的沉降速度,从而提高电解液的清晰度和增强阴极铜表观质量;但是,磁场增加微气泡和溶解氧量并随着循环流速的提高而增大,使电解液表面张力增大而导致磁场的协同作用失效。在磁化铜电解过程中,存在一个提高阴极铜质量的最佳循环流速。 

【文章来源】：材料研究学报. 2020,34(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

试验装置示意图

图3给出了施加不同取向磁场杂质离子浓度随循环流速变化的趋势。如图3所示，施加磁场后杂质离子浓度均出现不同程度地降低，但是施加不同取向的磁场流速对杂质离子浓度的影响不同。施加垂直取向磁场时，As5+浓度随着流速增加呈减小的趋势，而Sb3+和Bi3+浓度则较为复杂，流速为0.6 m/s时出现极小值。施加水平取向磁场时As5+和Sb3+浓度变化较为明显，在流速为0.3～0.6 m/s条件下As5+和Sb3+浓度降低的幅度最大。而锑是形成漂浮阳极泥的核心元素(表3)，因此降低As5+和Sb3+浓度有助于降低铜电解过程中形成漂浮阳极泥的概率。此外，铜电解液的粘度与离子浓度的关系(公式(2))表明，减少Ni2+浓度可降低电解液的粘度[16]，有利于提高阳极泥的沉降速率和电解液的清晰度。同理，Fe2+和Pb2+浓度越低电解液清晰度越高，可改善阴极铜的表观质量。综上所述，结合图2和图3，在循环流速为0.3 m/s的条件下，施加水平取向磁场可最大程度地促进阴极析出速度，降低电解液中杂质离子浓度和铜损失量，降低析副反应，提高电解液的清晰度和阴极铜的表观质量。

洛伦兹力影响离子水合作用的理论模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]铜电解液中As、Sb、Bi杂质净化研究进展[J]. 梁永宣,陈胜利,郭学益.  中国有色冶金. 2009(04)



本文编号：3308237