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铜的电解精炼
火法精炼产出的精铜品位一般为99.2%～99.7%，另外还含有0.3%～0.8%的杂质。电解精炼的目的就是进一步脱除火法精炼难以除去的、对铜的导电性能和机械性能有损害的杂质，将铜的品位提高到99.95%以上，并且回收火法精炼铜中的有价元素，特别是贵，金属、铂族金属和稀散金属。
铜的电解精炼是将火法精炼铜铸成阳极板，以电解产出的薄铜片（始极片）作为阴极，二者相间地装入盛有电解液（硫酸铜与硫酸的水溶液）的电解槽中，在直流电的作用下，阳极铜进行电化学溶解，阴极上进行纯铜的沉积。由于化学性质的差异，贵金属和部分杂质进人阳极泥，大部分杂质则以离子形态保留在电解液中，从而实现了铜与杂质的分离。
铜电解所处理的阳极成分（％）一般为：Cu99.2～99.7，Ni0.09～0.15，As0.02～0.05，Sb0.018～0.3，Ag0.058～0.1，Au0.003～0.007，Bi0.0026，Se0.017～0.025。
产品一号铜的成分要求（％）：Cu＋Ag不小于99.95；Bi和P不大于0.001；As、Sb、Sn、Ni不大于0.002；Pb和Zn不大于0.003；硫不大于0.004。

铜电解精炼的原理如下：
阳极反应：Cu－2e==Cu2+EΘCu/Cu2＋＝0.34V
Me－2e==Me2+EΘMe/Me2＋＜0.34V
H2O－2e==2H＋＋1/2O2EΘH2O/O2＝1.229V
SO42――2e==SO3＋1/2O2EΘSO42－/O2＝2.42V
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SO42－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==CuEΘCu/Cu2＋＜0.34V
2H＋＋2e==H2EΘH＋/H2＝0.0V
Me2＋＋2e==MeEΘSO42－/O2＞0.34V
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的主要反应。
铜电解精炼的一般流程如图1所示。
铜电解槽的安装实例如图2所示。

图1铜电解精炼一般工艺流程图

图2铜电解槽安装实例图1―进液管；2―阳极；3―阴极；4―出液管；5―放液管；6―放阳极泥管
国内部分冶炼厂铜电解精炼技术操作条件见表1。
经过电解精炼后的阴极铜质量要求见表2。
表1商品电解槽技术操作条件实例
名称上海鑫冶白银一治云铜股份贵溪冶炼厂株洲冶炼厂电解液组成
Cu/g·L－1
H2SO4/g·L－1
Ni/g·L－1
As/g·L－1
Sb/g·L－1
Fe/g·L－1
Bi/g·L－1
Cl/g·L－1
电流密度/A·m－2
电解液温度/℃
同极距/mm
每槽循环速度/L·min－1
循环方式

阳极寿命/d
阴极周期/d
添加剂用量
骨剂/g·t－1
硫脲/g·t－1
干酪素//g·t－1
盐酸/mL·t－1
45～55
165～185
小于10
小于10
小于0.5
小于1
小于0.5
小于0.075
322～330
62～67
75
30～40

上进下出

12～14
4

小于80
小于40
小于40
小于300
35～45
160～190
小于10
小于1.5
小于0.3
小于3
小于0.2

190～230
58～62
100
20～25

上进下出

24
4～6

30～60
45～50

400～600
40～45
150～70
小于15
小于15
小于0.5
小于4
小于0.3

250
66～68（高位槽）

85

25～35

上进下出
18
6

100
34
10
150
42
188
4.5
2.9
0.58
1.88
1.03
0.06
240
大于60
105
30

槽中央底部进液上部出液
24
12

100
30～40
20～30
50～70mg/L

38～46
180～200
小于15
小于20
小于7
小于2
小于1
0.05～0.065
224～265
60～65
85
25～30

上进下出

12～15
4～5

40～70
20～25
10～20
0～1200
表2高纯阴极铜的化学成分（GB/T1385－92）
元素组元素含量/%元素组总含量/%元素组元素含量/%元素组总含量/%1Se
Te
Bi≤0.00020
≤0.00020
≤0.000200.000304S≤0.0015≤0.00155Sn
Ni
Fe
Si
Zn
Co
≤0.0010

≤0.0020

2Cr
Mn
Sb
Cd
As
P

≤0.0004

≤0.005
0.00156Ag≤0.0025≤0.00