铜电解精炼(electrorefining of copper)

以火法精炼铜为阳极，金属盐水溶液为电解质，往电解槽通直流电使阳极溶解，在阴极析出更纯金属铜的过程。火法精炼铜一般仍含有0.5％～0．8％的杂质，所有杂质均会在不同程度上使铜的电导性和热导性降低，并影响铜的机械加工性能，通过电解精炼既能提高铜的纯度，又可通过对铜阳极泥处理回收其中的有价金属。

铜电解精炼已有120多年的发展历史。世界上第一家铜电解精炼厂是英国于1869年建成的埃尔金顿(。Elkington)工厂。到20世纪80年代，全世界铜电解精炼能力已达1200万t／a，年产量和消费量在1000万t左右。自20世纪50年代以来，由于大功率可控硅整流器和始极片加工机组的开发，以及自动控制和电子计算机等技术在铜电解精炼工艺过程中的推广应用，铜电解精炼向大型化、机械化和自动化方向发展的步伐加快，现世界年产电解铜能力达到40万t的工厂有5家，年生产电解铜能力超过15万t的工厂也有30多家。

原理 铜的电解精炼是在电解槽内进行的，以火法精炼产生的精铜作阳极，纯铜片(始极片)作阴极，电解液是含有游离硫酸的硫酸铜溶液。电解质在溶液中离解成离子：

CuSO4≒Cu2++SO42-

H2O≒H++OH-

H2SO4≒2H++SO42-

铜的标准电极电位为0.34V，它具有比火法精炼铜中除贵金属外的其他杂质更正的电极电位。因此，在电解过程中，只要控制一定的工艺条件，在直流电的作用下，阳极铜便发生化学溶解：

Cu-2e→Cu2+

不断减薄缩小；而在纯铜阴极的始极片上则发生铜离子的还原反应：

Cu2++2e→Cu

被还原的铜沉积在阴极片上，使阴极片变得越来越厚。电极电位较铜更负的离子留在电解液中，而电极电位较铜更正的贵金属和某些化合物在阳极不发生放电溶解，以阳极泥形态沉积槽底，从而实现了铜与杂质的分离。

杂质在电解中的行为 各种杂质在电位序上的位置和它们在电解液中的溶解度，决定其电解时的行为。并据此将铜阳极中的杂质分为4类。

(1)锌、铁、镍、钴、锡、铅等属于电极电位比铜更负的一类，电解时均溶于电解液中，其中的铅进一步生成难溶的硫酸盐沉降进入阳极泥。

(2)砷、锑、铋等是电极电位与铜相近的一类，对铜产品最为有害。当其在电解液中积累到一定的浓度时，便会在阴极上放电析出，使电解铜的质量降低。这些杂质在电解过程中全部进入电解液，但砷的40％～50％，锑、铋的60％～80％会发生水解，以不溶性盐形态进入阳极泥。

(3)金、银和铂族金属的电极电位比铜正，几乎全部转入阳极泥，少量溶解的银也会同电解液中的氯离子化合生成氯化银沉入阳极泥。铜阳极泥是回收金、银等贵金属的原料。

(4)存在于阳极铜中的硫、氧、硒、碲等的化合物，电解时自阳极板上脱落进入阳极泥。

电解铜分类和标准 伦敦金属市场将电解铜分为普通阴极铜(标准铜)和高纯阴极铜(A级铜)两类。各国都订有自己的普通阴极铜技术标准，通用的则是IS()(国际标准化组织)标准，其技术要求见表。