用磁場(chǎng)的協(xié)同作用改善Cu²⁺的擴(kuò)散性能和強(qiáng)化銅電解的自凈化過(guò)程,使陰極銅的質(zhì)量提高。從離子磁性和離子水合作用的角度,進(jìn)行不同流速下強(qiáng)磁場(chǎng)磁化銅電解液的實(shí)驗(yàn),研究了洛倫茲力和磁場(chǎng)梯度力對(duì)Cu²⁺擴(kuò)散性能、雜質(zhì)離子濃度和陰極銅表觀質(zhì)量的影響,分析了垂直取向磁場(chǎng)和水平取向磁場(chǎng)強(qiáng)化銅電解的機(jī)理。結(jié)果表明:磁場(chǎng)能強(qiáng)化對(duì)流、減弱氫鍵締合程度、降低離子水合作用、提高體系能量、促進(jìn)Cu²⁺擴(kuò)散性能和砷銻鉍等雜質(zhì)離子的沉降速度,從而提高電解液的清晰度和增強(qiáng)陰極銅表觀質(zhì)量;但是,磁場(chǎng)增加微氣泡和溶解氧量并隨著循環(huán)流速的提高而增大,使電解液表面張力增大而導(dǎo)致磁場(chǎng)的協(xié)同作用失效。在磁化銅電解過(guò)程中,存在一個(gè)提高陰極銅質(zhì)量的最佳循環(huán)流速。 

【文章來(lái)源】：材料研究學(xué)報(bào). 2020,34(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

試驗(yàn)裝置示意圖

圖3給出了施加不同取向磁場(chǎng)雜質(zhì)離子濃度隨循環(huán)流速變化的趨勢(shì)。如圖3所示，施加磁場(chǎng)后雜質(zhì)離子濃度均出現(xiàn)不同程度地降低，但是施加不同取向的磁場(chǎng)流速對(duì)雜質(zhì)離子濃度的影響不同。施加垂直取向磁場(chǎng)時(shí)，As5+濃度隨著流速增加呈減小的趨勢(shì)，而Sb3+和Bi3+濃度則較為復(fù)雜，流速為0.6 m/s時(shí)出現(xiàn)極小值。施加水平取向磁場(chǎng)時(shí)As5+和Sb3+濃度變化較為明顯，在流速為0.3～0.6 m/s條件下As5+和Sb3+濃度降低的幅度最大。而銻是形成漂浮陽(yáng)極泥的核心元素(表3)，因此降低As5+和Sb3+濃度有助于降低銅電解過(guò)程中形成漂浮陽(yáng)極泥的概率。此外，銅電解液的粘度與離子濃度的關(guān)系(公式(2))表明，減少Ni2+濃度可降低電解液的粘度[16]，有利于提高陽(yáng)極泥的沉降速率和電解液的清晰度。同理，F(xiàn)e2+和Pb2+濃度越低電解液清晰度越高，可改善陰極銅的表觀質(zhì)量。綜上所述，結(jié)合圖2和圖3，在循環(huán)流速為0.3 m/s的條件下，施加水平取向磁場(chǎng)可最大程度地促進(jìn)陰極析出速度，降低電解液中雜質(zhì)離子濃度和銅損失量，降低析副反應(yīng)，提高電解液的清晰度和陰極銅的表觀質(zhì)量。

洛倫茲力影響離子水合作用的理論模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]銅電解液中As、Sb、Bi雜質(zhì)凈化研究進(jìn)展[J]. 梁永宣,陳勝利,郭學(xué)益.  中國(guó)有色冶金. 2009(04)



本文編號(hào)：3308237