浅谈如何降低铜电解残极率

王 刚

（巴彦淖尔西部铜材有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

将火法精炼浇铸的阳极板当做阳极，用稳定性极强的不锈钢板或者种板系统生产的始极片，当做阴极，相互交替的排列于电解槽中，以CuSO4和H2SO4的水溶液为电解液，在直流电的作用下，正极上的铜会失去两个电子，变为负二价铜离子，但是仍存在不能溶解的一些金属（如:金、硒、碲等），它们沉落在电解槽的下部，成为阳极泥。在这种液体状态下，在负极上首先分离出来的是负二价铜离子，而其他电位较负的非贵金属，无法在阴极上析出，只能继续存在于电解液当中，在每隔一段时间的溶液净化时剔除掉。如上文所述的操作，正是应用较为广泛的电解精炼铜工艺。电铜，便是在这种工艺中所得到的纯度极高的铜。

所谓铜的电解残极率，是指在Cu电解精炼的过程中，阳极电解生产终了时的残余部分（即：产出的残阳极）与入槽阳极的重量百分比。残极率以月为考核单位，残极率的计算见下面公式：

就国内的现状来说，相关铜电解公司的残极率大多限定在百分之十四至百分之二十之间。在铜的冶炼生产的过程中,电解精炼产出的残极大部分都重返火法精炼的步骤,再次熔合成新的阳极。

为了实现低成本、高效益的目标，多数铜电解企业基于阴极铜出产量较为有限的状况，努力使重新进行火法精炼工序的残极数量变少,使返炼的资金费用和金属折损方面的数量也变少,且尽可能避免货存积压。如果想要达到阴极铜生产的高质量，就需要通过较高的残极率,来保证残极板的面积足够大,相应的使下一个电解循环中残极板上的电流密度变小,从而提高阴极铜质量。此外,残极板上电流密度减小的另一个优点是降低了槽电压,也减少了铜电解的直流电消耗，有助实现降低成本的目的。

1 改造阳极模

所谓阳极模，是在铜的火法精炼厂铸造阳极板时所需的设备之一。设计不合理的阳极模，多出现裂纹、变形等问题，报废频繁，不能较长使用，既影响效率，还加大成本。经过科学改造的阳极模，质量会有很大提升，平均寿命会增加3到6倍。阳极模的生产制造，直接影响它浇铸的阳极板的生产和使用，极为关键。

（1）阳极板的耳部具有吊挂阳极板，并保持系统有稳定的过电位，它的重量在电解过程中总体上没有明显变化。在以前的设计中，阳极板耳部与板面厚度一致，对残极率的降低无益。一些公司企业精于探索，从各个角度出发，多次对阳极模施行改造。改造后的阳极模，耳部变的精巧，侧面斜度也进行了调整，使耳部厚度比板面厚度减少3-5mm。无论从理论还是实践角度来说，都是可以降低残极率的。

（2）阳极模的总体状况也需要改善。如果将模具顶部的板孔铸作技术改为一次性铸孔工艺，在使用过程中顶板孔周边部分的稳固性会明显增加，从而有效避免阳极模的过量损耗，节省机加工费用，缩减了不必要的成本。

（3）在细节方面，如果坚持在阳极板铸造前在浇铸面上涂洒BaSO4溶液，就有利于浇铸后的阳极板依附性减弱，进而在分离时保护好阳极板，避免形变，有助于电解操作。

2 对铜电解操作和阴极进行改进

（1）通过对铜电解的阴极板面积进行加长，使得阴极变形的难度减小。为了避免阴极发生弯曲，多数企业使用阴极机组进行始极片的生产。将母板在槽时间延长原来的三分之一，从而使其厚度增加近一倍。

（2）在阴极下半期，阴极吊耳大处多会发生断裂。这种现象的发生，并不是质量不过关，而是阴极重量偏大的缘故。通过研究及生产实践表明，效果显著的避免阳极耳部液面处损坏、降低残极率的对策，即是调整电解槽内的液面高度。为了避免吊耳断裂，需要在适度的情况下，把电解槽内的电解液高度提高两到三厘米，增加阴极吊耳处的厚度。

（3）阳极板的分板环节需要进一步严格化，对造型、薄厚不合格的产品进行单独堆放；且要按照阳极板的重量进行分组，分出的每一类阳极板之间的重量数差应小于十千克，并依照不同的重量值分别放入槽里。

（4）半溶阳极挑选环节应该进一步严格化。在工作中要学会转变思路，分类排列半溶阳极，把其中能重新使用较长时间的再次入槽，以起到降低残极率的作用。

（5）电解液温度的提高，有利于电解生产。因为这样能够减弱阳极的钝化，虽然温度升高，蒸汽消耗会有所增加，但总体是有利的。

（6）电解工序的稳定，需要多种条件促成，例如恒定电解液的成分、温度，保持电流强度、添加剂加入量等均衡的操作技术等，多方面都是有关的。

（7）减少检修次数,缩短停电时间。电解过程中尽可能减少非计划检修电解槽次数,缩短停电时间。每一次局部停电检修,都会缩短阳极的使用周期,检修次数越多,时间越长,阳极的实际使用周期越短,残极率自然就会升高。

3 结语

企业生产追求效益是实现其价值的途径，借助创新思维、突破陈旧习惯，科学合理改进技术手段、管理策略，才可以实现可持续发展、实现企业腾飞。本文以降成本、增效利为目标，对降低残极率的相关技术手段、问题进行了综合的分析和探讨，旨在与同仁们交流生产经验，促进共同发展。

[1]王举良,孙顶润,赵伟东.铜电解残极率升降对阴极铜加工费增减量的计算[J].冶金能源,2010，11(6):15-17.