价态调控铜电解理论与技术

本书提出了价态调控铜电解理论，详细地研究了价态调控铜电解技术。通过采用一定手段调整铜电解液中As（V）和As（Ⅲ）物质的量比，使阳极铜在阳极均匀溶出，并诱导电解液中Bi、Sb与As（V）和As（Ⅲ）相互作用产生沉淀，从而杜绝成分复杂的阳极板在电解精炼时出现的各种问题。同时，在电解液净化中，采用价态调控，通过蒸发结晶促使Bi、Sb与As（V）和As（Ⅲ）相互沉淀达到净化目的，消除诱导法产生的黑铜板并显著降低电解液净化的能耗。通过价态调控铜电解工业应用说明了价态调控铜电解技术的可行性以及其经济价值和环境价值。

第1章 概论
1.1 铜的性质与用途
1.1.1 铜的性质
1.1.2 铜的用途
1.2 铜的冶炼及其元素分配
1.2.1 铜的冶炼
1.2.2 铜冶炼中元素的走向
1.3 铜电解液净化技术
1.3.1 铜电解液中铜的脱除
1.3.2 电沉积脱铜脱砷法
1.3.3 化学沉淀法除砷锑铋
1.3.4 物理化学法
1.3.5 电解液自净化法
1.3.6 镍的脱除
1.4 铜电解价态调控
1.4.1 铜电解精炼中砷锑铋的分配
1.4.2 铜电解精炼中砷锑铋的危害
1.4.3 铜电解液净化的核心
1.4.4 铜电解价态调控
第2章 砷锑铋性质及其在电解液中的反应
2.1 砷锑铋的性质
2.1.1 砷锑铋的物理性质
2.1.2 砷锑铋单质的化学性质
2.2 砷锑铋重要的化合物及其性质
2.2.1 砷锑铋氢化物的性质
2.2.2 砷锑铋氧化物和含氧化合物
2.2.3 砷的硫属化合物
2.3 硫酸溶液中砷锑铋沉淀反应及沉淀物结构
2.3.1 硫酸溶液中As(Ⅲ，V)、Sb(Ⅲ，V)、Bi(Ⅲ)沉淀反应及沉淀物结构
2.3.2 硫酸溶液中砷的价态对沉淀成分的影响
2.4 铜电解液中As(Ⅲ)氧化动力学
2.4.1 铜电解液中As(Ⅲ)的氧化
2.4.2 铜电解时As(Ⅲ)氧化动力学
2.5 SO：还原铜电解液后过滤渣成分与结构
2.6 价态调控低砷阳极电解漂浮阳极泥成分及结构
2.6.1 电流密度为255 A／m2时价态调控低砷阳极板电解漂浮阳极泥成分及结构
2.6.2 电流密度为280 A／m2时价态调控低砷阳极电解漂浮阳极泥成分及结构特征
2.6.3 电流密度为302 A／m2时价态调控低砷阳极电解漂浮阳极泥成分及结构
第3章 铜电解价态调控电化学
3.1 价态调控铜电解砷锑铋对Cu2+阴极还原电化学的影响
3.1.1 H2S04一H20一CuS0。电解液体系中Cu2+阴极还原过程
3.1.2 砷价态对Cu2+阴极还原的影响
3.1.3 锑价态对Cu2+阴极还原的影响
3.2 电解液深度脱铜电积反应
3.2.1 深度脱铜电解液阴极极化曲线和循环伏安曲线
3.2.2 深度脱铜电解液电极反应控制及活化能
3.2.3 深度脱铜电解液电化学阻抗
3.2.4 深度脱铜电解液中Cu2+电沉积表面转化反应的判断
3.2.5 深度脱铜电解液中电极反应动力学参数
3.2.6 电极反应动力学方程式
3.3 价态调控深度脱铜电积反应机理
3.3.1 价态调控深度脱铜阴极极化曲线
3.3.2 价态调控深度脱铜循环伏安曲线
3.3.3 价态调控深度脱铜电化学阻抗
第4章 铜电解液中砷价态调控方法
4.1 三氧化二砷调控As(Ⅲ)
4.1.1 As203加入量对As203溶解率及锑铋脱除率的影响
4.1.2 反应温度对As2O3溶解率的影响
4.1.3 反应时间对As203溶解率及锑铋脱除率的影响
4.2 亚砷酸铜调控As(Ⅲ)
4.2.1 亚砷酸铜的制备
4.2.2 亚砷酸铜调控As(Ⅲ)
4.3 二氧化硫还原价态调控
4.3.1 反应温度对As(V)还原率和砷锑脱除率的影响
4.3.2 反应时间对As(V)还原率和砷锑脱除率的影响
4.3.3 稀释倍数对As(V)还原率和砷锑脱除率的影响
4.3.4 通入SO，后静置时间对As(V)还原率和砷锑脱除率的影响
第5章 价态调控铜电解
5.1 亚砷酸铜价态调控铜电解精炼
5.1.1 As(Ⅲ)对阴极铜表观质量的影响
5.1.2 nAs(Ⅲ)／nAs(v)对阴极铜表观质量的影响
5.1.3 Cu2+浓度对阴极铜表观质量的影响
5.1.4 硫酸浓度对阴极铜表观质量的影响
5.1.5 亚砷酸铜价态调控连续铜电解精炼
5.2 价态调控下分段控制电流密度电积脱铜
5.2.1 电流密度为200 A／m2时价态调控电积脱铜
5.2.2 电流密度为100 A／m2价态调控深度脱铜
5.2.3 分段控制电流密度价态调控脱铜优化
第6章 价态调控蒸发结晶净化铜电解液
6.1 价态调控蒸发结晶净化一段脱铜电解液
6.1.1 价态调控蒸发结晶对As、Sb、Bi的脱除
6.1.2 价态调控蒸发结晶产物铜砷的分离与回收
6.2 价态调控蒸发结晶净化二段脱铜液
6.2.1 二段脱铜液中As(V)的还原
6.2.2 还原后二段脱铜液中砷镍的回收
6.3 硫酸镍的精制
6.3.1 沉淀法提纯硫酸镍
6.3.2 沉淀一萃取法净化硫酸镍
第7章 价态调控在铜电解工业中的应用
7.1 亚砷酸铜价态调控铜电解工业应用
7.1.1 亚砷酸铜工业制备
7.1.2 亚砷酸铜价态调控铜电解液净化
7.1.3 亚砷酸铜价态调控铜电解工业应用
7.2 二氧化硫还原价态调控铜电解工业应用
7.2.1 工业原料及工艺流程
7.2.2 非价态调控下电流密度280 A／m2时低砷阳极电解
7.2.3 电流密度为255 A／m2时价态调控低砷阳极板电解
7.2.4 电流密度为280 A／m2时价态调控低砷阳极电解
7.2.5 电流密度为302 A／m2时价态调控低砷阳极电解
参考文献

郑雅杰，出生于1959年7月，湖南省常德人。博士，中南大学二级教授、博士生导师，中国有色金属行业协会专家、中国有色金属产业技术创新战略联盟专家及湖南有色金属行业协会冶金与环境专家，新疆维吾尔自治区行业领军人才，河南省三门峡市行业领军人才。作者主要从事铜电解工艺及理论、铁资源高效利用、砷污染控制等研究，其研究成果在我国有色金属冶炼和环境保护行业得到广泛应用，在我国有色金属冶炼和环境保护技术发展中起到了积极作用。培养硕士和博士研究生共计55名，获得中国授权发明专利24项。国内外公开发表学术论文160余篇，其中SCI检索50篇。获得省部级科技进步奖6项，国家科技进步二等奖1项。