銅的電解精煉-電流效率的測(cè)定

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1、銅的電解精煉——電流效率的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康??了解銅電解精煉的基本原理;2.熟悉銅電解精煉的實(shí)驗(yàn)方法及電流效率的測(cè)定。二、皐本原理銅的晶解精煉,是將火法精煉的銅鑄成陽極板,用純銅薄片作為陰極板,相間地裝入電解槽中,用硫酸銅及硫酸的水溶解作電解液,在直流電的作用下,發(fā)生下列反應(yīng):1.陽極反應(yīng)Cu-2e=Cu2+p°Cul-/Cu=0.34V⑴Me-2e=Me2+P<0.34V⑵2OH-2e=H2O+O2*20H/0,=1.59VG)SO42'-2e=SO3+O2*s(y/oX?=2.42v⑷正常情況下,由于OR及SO占的標(biāo)準(zhǔn)電位遠(yuǎn)比銅的

2、電位正?(3)、(4仮應(yīng)不可能進(jìn)行;電位比銅負(fù)的賤金屬將在陽極上優(yōu)先溶解,但其含量很少,貴金屬(如Au、Ag屯位遠(yuǎn)比銅的電位正,不能進(jìn)行陽極溶解)和某些金屬(如硒、確等和銅形成不溶解的化合物)不溶。成為陽極泥沉入槽底;因此,在陽極上進(jìn)行的主要反應(yīng)是銅以二價(jià)形態(tài)溶解。2?陰極反應(yīng)Cu2++2e=Cu2H++2e=H2Me2++2e=Mecu-.cu=0.34V=0VlI池2+,Me<034V(5)⑹⑺氫的標(biāo)準(zhǔn)電位較銅負(fù),而氫在銅陰極上析出的超電圧乂很大,故在正常情況下,(6)式不可能進(jìn)行,電位較負(fù)的賤金屬不能在陰極上析出,留在電解液中,

3、待電解液定期凈化時(shí)除去。因此在陰極上進(jìn)行的主要反應(yīng)是二價(jià)銅離子析出,這樣,在陰極上析出的銅純度很高,稱為電解銅,簡稱電銅(含銅量99.98%—99.99%)o電解精煉時(shí),各種雜質(zhì)的脫除率均在90%以上。銅電解精煉時(shí)的電流效率,一般系指陰極電流效率而言。它是電銅實(shí)際產(chǎn)量與按照法拉第定律計(jì)算的理論產(chǎn)量之比,而以白分?jǐn)?shù)表加的一個(gè)指標(biāo);它直接影響銅電解精煉的電能消耗,電流效率愈低或槽最壓愈高,電能消耗愈大,工廠中的電流效率,在一般情況下,約為95—98%o三、實(shí)驗(yàn)儀器I.實(shí)驗(yàn)儀器銅電解精煉實(shí)驗(yàn)裝置見圖b2—一電極(網(wǎng)決陽極,一快附極3——fi

4、Oi4—熱式恒溫砒力攪捋器I5——電聖已6~uSO?常液1L試劑I?硫酸2?硫闖銅3倉廉電解條件1?溫度:55#C—60°CII?電流密度:300安培/米'III?電解液循環(huán)速度:V=75—100毫升/分IV.電解液成份:Cu2'45克/升H2SO4210克/升硫脈0.03克/升1——直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源;2——高位槽:3——數(shù)字屯壓表;4——集熱式恒溫磁力攪拌器:5——電解槽;6——銅電極(二塊陽極,一?塊陰極)五、實(shí)驗(yàn)步驟1.砂紙打光,水洗干凈,酒精沖洗,電吹風(fēng)吹干后稱重;2.將陽極板用20%硫酸溶液浸泡15分鐘左右,水洗十凈,用濾紙

5、擦于;3?將陰、陽極板放入電解槽中,陰極板放中間,陽極板放二邊,異極板板距為35—40亳米,電板浸入部分高度80亳米;4.集熱式磁力加熱攪拌器屯源,加熱電解液,控制溫度在55—6(TCZ間:5?調(diào)節(jié)電解液循壞速度,使V=75—100毫升/分;6.按圖接好線路;7?接通直流穩(wěn)壓穩(wěn)流屯源,使I=1?66A,記下開始電解的吋間;&測(cè)最槽電壓,應(yīng)為0.2—0,25伏;9.電解30分鐘;10?掉電源、拆去線路,關(guān)閉電解液循壞系統(tǒng);11?取出電極,用水洗凈,將陰極板用酒梢擦洗后用屯吹風(fēng)吹干,稱重;12?實(shí)驗(yàn)完畢,打打?qū)嶒?yàn)場(chǎng)地。六、注意出項(xiàng)巴電解過

6、程屮,注意觀察電流、槽電壓.電解液循環(huán)速度;控制在所需最。七、計(jì)算電流效率、電能消耗n—理論析in金尿』xioo%電能消耗二(平均槽電壓X1000)/(1.186X電流效率)(kmh/t?h)式中:理論析出金屬就(克)二電流強(qiáng)度(安培)X電解吋間(小時(shí))X電化當(dāng)量(克/安培?小時(shí))銅電化當(dāng)最=1」86克/安培?小時(shí)八、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告1?簡述實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)裝置;2.計(jì)算電流效率及電能消耗;3?建議.意見。

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