电解铜冶炼的原理是什么?

将粗铜(含铜99%)制成厚板作为阳极,将纯铜制成薄板作为阴极,以硫酸和硫酸铜的混合溶液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)并移动到阴极。到达阴极后,它获得电子,在阴极析出纯铜(也叫电解铜)。粗铜中的杂质,如铁、锌等比铜更活泼的杂质,会随铜溶解成离子(锌、铁)。因为这些离子与铜离子相比不容易沉淀,所以只要在电解过程中适当调节电位差,就可以防止它们在阴极上沉淀。不如铜活泼的杂质,如金和银,沉积在电解槽的底部。用这种方法生产的铜板被称为“电解铜”,质量很高,可以用来制造电器产品。

电解铜可以进一步加工成非常细的电解铜粉。

铜电解精炼的原理如下:

阳极反应:铜-2e-=铜离子

Me — 2e-= Me2+

H2O — 2e- = 2H+ + 1/2O2

SO4 ^ 2-—2e-= SO3+1/2 O2

式中,Me代表电负性比Cu大的金属,如Fe、Ni、Pb、As、Sb等,从阳极溶解到溶液中。H2O和SO4 2-失去电子的反应在正常情况下不会发生,因为它的电位比铜的电位更正。贵金属电位校正,不溶解,进入阳极泥。

阴极反应:Cu2++2e = Cu

2H+ + 2e- = H2

Me2+ + 2e- =我

在这些反应中,标准电位高于铜的金属离子可以在阴极被还原,但在阳极不溶,所以只有铜离子还原是阴极反应的主要反应。