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1、第19卷第3期礦冶Vo1．19，No．32010年9月MINING＆METALLURGYSeptember2010文章編號(hào)：1005—7854(2010)O3—0081一O4銅離子濃度和溫度對(duì)銅電解極化作用的影響呂玉國，李堅(jiān)，黃娟(昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院，昆明650093)摘要：本文用線性掃描伏安法研究cu。濃度和溫度對(duì)銅電極極化行為的影響。結(jié)果表明，在銅電解中，升高溫度和提高cu。濃度對(duì)銅電極體系起到去極化作用，溫度和cu濃度升高，極化程度減小，而極限電流密度和峰電流密度增大；同時(shí)交換電流密度io增大；平衡電位略微上升。關(guān)鍵詞：銅電解精煉；極化；混合控制中圖分類號(hào)：
2、TFS04．4；TFS11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AEFFECT0FC0PPERIONC0NCENTRAT10NANDTEMPERATUREONELECTROLYTICCOPPERPOLARIZATIONLVYu-guo，LIJian，HUANGJuan(KunmingUniversityofScienceandTechnologyMaterialsandMetallurgicalEngineering，Kunming650093，China)ABSTRACT：Inthispaper，usinglinearsweepvohammetry，effectsofcopperionconcent
3、rationandtemperatureonelectrolyticcopperpolarizationarestudied．Theresultsshowthatinthecopperelectrolysis，elevatingthetem-peratureandincreasingtheconcentrationofCu“canpolarizethecopper—electrolysissystem．WiththeincreasingoftemperatureandofCu“concentration，thedegreeofpolarizationisdecreased，w
4、hilethelimitedcurrentdensityandpeakcurrentdensityincrease．Atthesametime，exchangecurrentdensityrisingandequilibriumpotentialin—creasedslightly．KEYWORDS：copperelectrorefining；polarization；minxedcontrol度處于不同的范圍時(shí)，其與，、i。的關(guān)系也各不相1電化學(xué)理論基礎(chǔ)同：若1．1電流密度(，)、交換電流密度()和極限電流(1)，<
5、超過幾個(gè)mV)，這時(shí)的電極基本極化現(xiàn)象在電化學(xué)領(lǐng)域中普遍存在，在銅電解上保持無電流通過時(shí)的平衡狀態(tài)。過程中也不例外。極化作用分為電化學(xué)極化和濃差(2)<<，<<，，表示電極已偏離平衡狀極化，若體系處于平衡電勢(shì)下，則陰、陽極電流密度態(tài)，超電勢(shì)完全由電化學(xué)極化引起。相等時(shí)，超電勢(shì)為零，即，=la，=0，此時(shí)電極上(3)i。<<，一，，則此時(shí)超電勢(shì)是由濃差極無凈電極反應(yīng)。當(dāng)電極上有電流通過時(shí)，由于化和電化學(xué)極化的聯(lián)合作用引起的，電極反應(yīng)速率≠，口，故電極上的平衡被打破，電極發(fā)生極化，電流受到擴(kuò)散傳質(zhì)步驟和電化學(xué)步驟的混合控制。(4)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，若，<0．1，極化現(xiàn)象幾乎完密度提高，其
6、數(shù)值越來越接近極限電流密度，，另一方面也越來越偏離交換電流密度i。。當(dāng)電流密全由電化學(xué)極化引起；若0．1la<，<0．9，，則反應(yīng)處于混合控制區(qū)，也就是由電化學(xué)控制轉(zhuǎn)為擴(kuò)散收稿日期：2009—10—09控制的過程；I越接近，電極反應(yīng)受擴(kuò)散控制越強(qiáng)作者簡介：呂玉國，研究方向：冶金電化學(xué)。烈，電化學(xué)極化越微弱。·82·礦冶1．2晶核的形成與結(jié)晶超電勢(shì)水沖洗干凈。有資料顯示¨川，隨著極化作用的增強(qiáng)，其陰2．2試劑極超電勢(shì)也增大，而在銅電解的陰極上就能形成更硫酸銅分析純；濃硫酸分析純；氯化鉀分析純。多的晶核，使得產(chǎn)出的陰極銅更加致密和光滑。晶2．3實(shí)驗(yàn)步驟核形成速度Ⅳ與陰極超電勢(shì)叼有
7、如下關(guān)系：(1)按照?qǐng)D1連接實(shí)驗(yàn)裝置，在不通過任何電流的情況下，即體系處于平衡時(shí)的狀態(tài)下，采用計(jì)時(shí)Ⅳ?xp(一魯)電位法測量平衡電位平；式中的口，b均為常數(shù)。由式(1)可以看出，隨4著陰極超電勢(shì)卵的增大，新晶核的形成速率迅速增加。因此，為了獲得致密光滑的陰極沉積物，就應(yīng)增大陰極超電勢(shì)，增大晶核的生長速率。多種因素影響超電勢(shì)大小：(1)金屬的本性。每種金屬各有不同的交換電流密度，i的數(shù)值大小可以定量描述電極極化作用的難易程度。隨i。的增大，電極的極化程度減小，陰極析出金屬時(shí)的超電勢(shì)也越小。根據(jù)交換電流密度
