,杂质以氧化物炉渣的形式出去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜,最终需要还原得到粗铜。即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。Р1. 氧化过程(氧化除渣阶段) Р空气进入铜熔体,首先与铜反应生成Cu2O,再与其它金属杂质作用使杂质氧化,化学反应如下: Р4Cu+O2→2Cu2O РCu2O+Me→MeO+Cu Р反应式中的Me代表金属杂质。Р2. 还原过程(还原得到阳极铜) Р氧化除渣后铜液中的Cu2O,用还原剂进行还原: РCu2O+H2→2Cu+H2O РCu2O+CO→2Cu+CO2 РCu2O+C→2Cu+CO Р还原剂有:重油、天然气、液化石油气、木炭等。得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。Р铜的电解精炼:Р铜的电解精炼,是将火法精炼的铜浇铸成阳极板,用纯铜薄片作为阳极片,相间地装入电解槽中,用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液,在直流电的作用下,阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液,而贵金属和某些金属(硒、碲)不溶,成为阳极泥沉淀于电解槽底,溶液中的铜在阳极上优先析出,而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。这样,阳极上析出的金属铜纯度很高,成为阴极铜或电解铜。Р电解精炼过程: Р阳极:火法精炼铜; Р阴极:电解铜(阴极铜); Р电解液:硫酸铜和硫酸的水溶液。Р引入直流电,阳极铜溶解,在阴极析出纯铜,杂质进入阳极泥或电解液,从而实现铜和杂质的分离。Р1. 阳极反应Р电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子,当通入直流电时,在阳极上可能的氧化反应为: РCu-2e→Cu2+ РMe-2e→Me2+ РSO42--2e→SO3+1/2O2 РH2O-2e→2H++1/2O2 РMe指Fe、Pb、Ni、As、Sb等,电极电位比铜负,与铜一起溶解进入电解液;SO42-和H2O电极电位比铜正得多,在阳极上不可能进行反应。因此,阳极的主要反应式Cu溶解形成Cu2+。
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