永久陰極電解法是針對傳統電解法需要生產並加工始極片的缺點而研製開發的，並得到了快速發展，目前該法生產的電解銅已占世界總產量的30%。永久陰極電解法是用不鏽鋼板製作的陰極取代傳統的由始極片製成的陰極。電解就是利用氧化-還原反應原理，陽極的銅電解進入電解液成為Cu2+，Cu2+帶正電，流向陰極，在陰極富集，還原為金屬銅，吸附在陰極上，陰極銅的純度高於陽極。一般經過12天（陰極的反應周期）的電解反應，陰極上的銅就是所謂的“陰極銅”。
基本介紹
- 中文名：永久陰極電解法
- 外文名：permanent cathode electrolysis
- 原理：氧化還原反應
- 套用：電解銅生產
簡介,始極片製備,優點,相關擴展,
簡介
永久陰極電解法是1978年由澳大利亞敦斯維爾精煉廠研製並用於生產的，其主要特點是用可反覆使用的不鏽鋼母板取代傳統的始極片，陰極銅產品由自動剝片機從不鏽鋼母板上剝取，母板經處理後返回生產系統重複使用。永久陰極板材質為316L不鏽鋼板，厚度約3.25mm，導電棒斷面為中空長方形，材質為304L不鏽鋼壓焊在316L母板上，棒上鍍銅，厚度1.3~2.5mm，具有良好的導電性。母板兩邊採用丙烯酸PVC塑膠條包鑲、黏固，底邊塗蠟。使用壽命可達15年。該工藝同時配備陽極處理機組、殘極洗滌機組、陰極洗滌機組、專用吊車等裝備，其各方面的生產技術指標均比傳統方法要優越。
始極片製備
始極片有三種：①由陰極銅製成，這種始極片電解後成為陰極銅的一部分；②鈦板；③不鏽鋼板。後兩種可以重複使用，又稱“永久陰極”。
電銅生產的始極片，系用一種反覆使用的純銅板或不鏽鋼板“母板”作為陰極，在電解槽中經受電解若干小時後，從上剝取而得到的純銅片加工制戍。生產始極片的電解槽一般稱為種板槽或母板槽。
1、母板放人電解槽前的準備工作 母板一般是純銅經過壓延加工而制戍的，也有些工廠用不鏽鋼板或鈦板作母板。母板表面必須保持平整、無砂眼和裂痕。
母板的尺寸一般比始極片寬20~30毫米，長50~70毫米。為了便於銅片剝離，母板三邊塗有寬10~±5毫米的絕緣邊（沾邊作業，同時，還要在母板表面附以隔離劑。使其上面析出的銅片不致附著太緊。當用鈦母板和不鏽鋼母板時則不用隔離劑。
2、母板槽的技術條件
為使陰極銅的析出結構緻密，質量好，首先要求始極片的結構緻密、表面光滑、無銅粒毛刺現象。因此，母板槽的技術條件與普通電解槽相比，通常電流密度稍低，同極中心距稍大，添加劑用量要適當增加，且電解液純度較高。
母板槽使用的陽極晶位要高，尤其是表面要光潔平整，重量均勻，以減少雜質對電解液的污染和防止極間短路現象。陽極在母板槽內只為普通電解槽陽極壽命的二分之一或三分之一即行更換，保持陽極工作表面不致顯著縮小而使電流密度提高，以保證始極片質量。母板槽內換出的陽極，尚有一定的厚度，可裝入普通生產槽中再用，直至達到固定的周期為止。
3、始極片加工
母板放人槽中並根據工廠對始極片的機械加工的條件電解12~24小時後，將其取出，用溫水將表面附著的硫酸銅沖洗乾淨，然後用扁鏟剝下銅廾(不少廠從此時開始稱始極片)。表面光滑無殘缺的始極片用做電解槽的陰極，有粒子的、殘缺的始極片則用做攀條。
優點
在電解過程，中銅在不鏽鋼板上析出，完成一個陰極周期後，從不鏽鋼陰極上剝取陰極銅，不鏽鋼陰極則再次裝入電解槽進行下一周期的電解。周而復始，重複使用。因此，取消了傳統法電解的種板電解槽，並設定一條陰極洗滌剝離機組，取代始極片製作機組、導電棒貯運機組和電銅洗滌機組三條作業線。其主要優點是：
1、由於使用永久不鏽鋼陰極，省去了始極片的生產製作及相應的組裝陰極作業，使生產工序簡化。
2、由於永久陰極強度高、平直度好、表面光滑，可縮短同極距、減少短路、提高電流密度。因此，既可保證產品質量，又能提高電銅產量。
3、陰極周期短，銅的積壓量少，加快資金周轉。
4、機械化程度高，操作人員少。由於使用不鏽鋼永久陰極，且機械化程度高，因此，一次性投資較大。
相關擴展
1、傳統電解法目前在多數電解銅廠使用。
傳統電解法的主要缺點是始極片的生產與製作工作量約占整個電解工作量的一半，又由於始極片薄軟，平直度難以保證，電解過程中易造成短路，只得採用較大的同極距和較低的電流密度，從而影響生產能力。此外，種板槽及其單獨的循環系統，使廠房面積加大，建築費用提高。
2、周期反向電流電解法是隨著高電流密度電解的成功使用應運而生的，是強化生產的有效措施。
