7万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计
专业：冶金工程
学生：
指导老师：
设计总说明
铜在国民经济生活中占据重要地位，广泛应用于各个领域。本设计为年产7万吨电解铜精炼车间工艺流程设计，主要阐述了铜的冶炼。包括工艺流程的选择与论证；按冶炼过程各阶段编制物料平衡表；铜电解精炼冶金计算，其包括：电解过程金属平衡和物料平衡，净液量的计算，硫酸耗量，电解槽热平衡及蒸汽消耗等；主要设备及辅助设备的计算与选择。并做了环保论述。
关键词：铜冶炼电解精炼设计
The Process design is Electric copper electrorefining copper
plant of 70000 tons per year
Major: Metallurgy Engineering
Name: Zhangwei
Instructor: Song yonghui
Design Description
Copper in the national economy and life plays an important role, is widely used in various fields. The device is for electrolyse copper of refinery which can produces ten thousand tons per year. mainly on copper smelting. At the same time, we did some other works, such as the balance of matte, the balance of quantity of heat, the balance of water, calculation and selection for the principal and auxiliary equipments. Detailed explanation for the parameters that must be controlled of purification system and explanation for environment protection have done.
Key words:copper smelting electrolytic refining design
目录
1 绪论 (6)
1.1铜的概况 (6)
1.1.1铜的性质 (6)
1.1.2铜的用途 (7)
1.1.3炼铜的原料 (9)
1.2铜的冶炼 (10)
1.2.1铜矿石的加工 (10)
1.2.2铜的冶炼工艺 (12)
1.3铜电解精炼的发展 (14)
1.4毕业设计的任务及目的 (14)
1.4.1毕业设计任务 (14)
1.4.2毕业设计目的 (15)
2 厂址选择 (16)
2.1概况 (16)
2.2厂址选择的理论依据 (16)
2.3潼关中金冶炼公司所在地的气象及其它资料 (18)
2.4本厂建设条件 (18)
3 铜电解精炼工艺流程的确定 (20)
3.1. 铜电解精炼的基本原理 (20)
3.1.1概述 (20)
3.1.2铜电解精炼的目的 (22)
3.1.3铜电解精炼中杂质的主要行为 (22)
3.2主要生产工艺的选择 (23)
4 主要技术经济指标的论证与选择 (25)
4.1主要技术条件 (25)
4.1.1电解液组成及温度 (25)
4.1.2电解液的循环 (26)
4.1.3 电解电流密度 (27)
4.1.4 同极中心距 (27)
4.1.5 添加剂 (27)
4.1.6电流效率 (28)
4.1.7阳极寿命和阴极周期 (28)
4.1.8槽电压 (28)
4.2主要经济指标 (29)
4.2.1铜电解回收率 (29)
4.2.2劳动生产率 (29)
4.2.3直流电能单位消耗 (29)
4.2.4蒸汽单位消耗 (30)
4.2.5硫酸单位消耗 (30)
4.2.6水单位消耗 (30)
4.2.7电流效率 (30)
4.2.8残极率 (30)
4.2.9槽电压 (31)
5 电解主要生产设备选型 (32)
5.1铜电解槽 (32)
5.1.1 槽体 (32)
5.1.2 隔膜架 (33)
5.1.3 阴阳极 (33)
5.1.4 种板 (34)
5.1.5 槽间导电板和导电棒 (40)
5.2 起重设备 (40)
5.2.1 平台吊车 (40)
5.2.2 桥式吊车 (40)
5.3 贮槽及泵的选择 (41)
5.3.1 阴阳极液贮槽及高位槽 (41)
5.3.2 电解液循环泵 (41)
6 铜电解精炼冶金计算 (43)
6.1铜电解精炼物料平衡计算 (43)
6.2.1热收入 (48)
6.2.2 热支出 (48)
7 净液量及进入电解液中主要元素量的计算 (52)
7.1电解液净液量计算 (52)
7.2硫酸盐生产物料平衡计算 (53)
7.2.1 硫酸铜生产物料计算 (53)
7.2.2母液脱铜物料计算 (55)
7.2.3 冷冻结晶粗硫酸镍物料计算 (56)
7.2.4 纯结晶硫酸镍物料计算 (58)
8 环保措施 (60)
8.1对厂房结构的特殊要求 (60)
8.2对厂房地面的特殊要求 (60)
8.3 环境保护 (60)
8.4节能 (61)
8.4 安全生产 (61)
8.5 消防 (62)
结束语 (63)
参考文献 (64)
专题：铜精炼发展的现状与展望 (65)
1 绪论
1.1铜的概况
铜是古代就已经知道的金属之一。一般认为人类知道的第一种金属是金，其次就是铜。铜在自然界储量非常丰富，并且加工方便。铜是人类用于生产的第一种金属，最初人们使用的只是存在于自然界中的天然单质铜，用石斧把它砍下来，便可以锤打成多种器物。随着生产的发展，只是使用天然铜制造的生产工具就不敷应用了，生产的发展促使人们找到了从铜矿中取得铜的方法。含铜的矿物比较多见，大多具有鲜艳而引人注目的颜色，例如：金黄色的黄铜矿
CuFeS
2，鲜绿色的孔雀石CuCO
3
Cu(OH)
2
，深蓝色的石青等，把这些矿石在空气中
焙烧后形成氧化铜CuO，再用碳还原，就得到金属铜。纯铜制成的器物太软，易弯曲。人们发现把锡掺到铜里去，可以制成铜锡合金──青铜。铜，COPPER，源自Cuprum，是以产铜闻名的塞浦路斯岛的古名，早为人类所熟知。它和金是仅有的两种带有除灰白黑以外颜色的金属。铜与金的合金，可制成各种饰物和器具。
1.1.1铜的性质
铜，原子序数29，原子量63.546，化学符号Cu。铜在古代即已发现，埃及在公元前5000年开始利用自然铜，公元前3500年会制青铜。铜在地壳中含量居第22位；自然界的铜矿有三种形式：自然铜、硫化矿、氧化矿。铜有两种天然稳定同位素：铜63和铜65。
（1）物理性质：铜是淡红色金属，质地坚韧、有延展性；热导率和电导率都很高；熔点1083.4°C，沸点2567°C，密度8.92g/cm3；无磁性；液态铜流动性好等。
铜的蒸汽压很小，在熔点温度下仅为9×106Pa。高温下，液体铜能溶解氢、氧、二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等气体。凝固时，溶解的气体又从铜中放出，造成铜铸件内带有气孔，影响铜的机械性能和电工性能
（2）化学性质：铜的化学性质不活泼，在干燥空气和水中无反应；与含有二氧化碳湿空气接触是表面逐渐形成绿色的铜锈；在空气中加热时表面形成黑色氧化铜；铜在常温下与卤族元素有反应；铜与盐酸和稀硫酸不反应，与氧化性强的硝酸或热浓硫酸有反应。
1.1.2铜的用途
铜主要用于电气工业中。铜具有耐腐蚀性，可用于电镀，作外镀层或作镀层衬底。例如，在钢镀铬前先镀薄层的铜。铜还用来作金属的包层，热压在钢或其他金属的表面上。铜的合金中，黄铜具有良好的机械性能和压力加工性能，可作各种零件和制品。青铜是一种古老的合金，广泛用作各种压力加工制品和异形铸件。白铜有良好的机械性能和耐腐蚀性能，广泛用于精密机械、化工机械、船舶制造等方面。
（1）电气工业的应用
※电力输送
电力输送中需要大量消耗高导电性的铜，主要用于动力申．线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器等。
我国在过去一段时间内，由于铜供不应求，考虑到铝的比重只有铜的30％，在希望减轻重量的架空高压输电线路中曾采取以铝代铜的措施。目前从环境保护考虑，空中输电线将转为铺设地下电缆。在这种情况下，铝与铜相比，存在导电性差和电缆尺寸较大的缺点，而相形见绌。
同样的原因，以节能高效的铜绕组变压器，取代铝绕组变压器，也是明智的选择。
※电机制造
在电机制造中，广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用铜部位是定子、转子和轴头等。在大型电机中，绕组要用水或氢气冷却，称为双水内冷或氢气冷却电机，这就需要大长度的中空导线。
电机是使用电能的大户，约占全部电能供应的60%。一台电机运转累计电费很高，一般在最初工作500小时内就达到电机本易的成本，一年内相当于成本的4～16倍，在整个工作寿命期间可以达到成本的200倍。电机效率的少量提高，不但可以节能；而且可以获得显著的经济效益。开发和应用高效电机，是当前世界上的一个热门课题。由于电机内部的能量消耗，主要来源于绕组的电阻损耗；因此，增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。近年来己率先开发出来的一些高效电机与传统电机相比，铜绕组的使用量增加25～100%。目前，美国能源部正在资助一个开发项目，拟采用铸入铜的技术生产电机转子。
电子工业是新兴产业，在它蒸蒸日上的发展过程中，不断开发出钢的新产品和新的应用领域。目前它的应用己从电真空器件和印刷电路，发展到微电子和半导体集成电路中。
※电真空器件
电真空器件主要是高频和超高频发射管、波导管、磁控管等，它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。
※集成电路
微电子技术的核心是集成电路。集成电路是指以半导体晶体材料为基片（芯片），采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化电路。这种微电路在结构上比最紧凑的分立元件电路在尺寸和重量上小成千上万倍。它的出现引起了计算机的巨大变革，成为现代信息技术的基础，IBM（国际商业机器公司），己采用钢代替硅芯片中的铝作互连线，取得了突破性进展。这种用铜的新型微芯片，可以获得30%的效能增益，电路的线尺寸可以减小到0.12微米，可使在单个芯片上集成的晶体管数目达到200万个。这就为古老的金属铜，在半导体集成电路这个最新技术领域中的应用，开创了新局面。
铜合金价格低廉，有高的强度、导电性和导热性，加工性能、针焊性和耐蚀性优良，通过合金化能在很大范围内控制其性能，能够较好地满足引线框架的性能要求，己成为引线框架的一个重要材料。它是目前钢在微电子器件中用量最多的一种材料。
(3)能源及石化工业的应用
※能源工业
火力及原子能发电都要依靠蒸气作功。蒸气的回路如下：
锅炉发生蒸气- 蒸气推动汽轮机作功-作功后的蒸汽送至冷凝器-冷却成水-回到锅炉重新变成蒸汽。
其间主冷凝器由管板和冷凝管组成。由于铜导热性好并能抗水的腐蚀，所以它们均使用锅黄铜、铝黄铜或白铜制造。根据资料介绍，每万千瓦装机容量需要5吨冷凝管。一个60万千瓦的发电厂就需要3 00吨冷凝管材。
太阳能的利用也要使用许多铜管。例如：英国伦敦附近某旅馆的一个
太阳能加热器中含有784磅（356㎏）铜管。
※石化工业
铜和许多铜合金，在水溶液、盐酸等非氧化性酸、有机酸（如：醋酸、柠檬酸、脂肪酸、乳酸、草酸等）、除氨以外的各种碱及非氧化性的有机化合物（如：油类、酚、醇等）中，均有良好的耐蚀性；因而，在石化工业中大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门等器件。还利用它的导热性，制造各种蒸发器、热交换器和冷凝器。由于铜的塑性很好，特别适合于制造现代化工工业中结构错综复杂、铜管交叉编制的热交换器。此外在石油精炼工厂中都使用青铜生产工具；原回是冲击时不迸出火花，可以防止火灾发生。
（4）机械和冶金工业中的应用
※机械工程
几乎在所有的机器中都可以找到铜制品部件。除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用钢以外，种类繁多用黄铜和青铜制造的传动件和固定件，如齿轮、蜗轮、蜗杆、联结件、紧固件、扭拧件、螺钉、螺母等，比比皆是。几乎在所有作机械相对运动的部件之间，都要使用减磨铜合金制作的轴承或轴套，特别是万吨级的大型挤压机、锻压机的缸套、滑板几乎都用青铜制成，铸件重量可达数吨。许多弹性元件，几乎都选用硅青铜和锡青铜作为材料。焊接工具、压铸模具等更离不开铜合金，如此等等。
在许多高强度铝合金中都含有铜。通过淬火一时效热处理，在合金中析出弥散分布的细小颗粒，而显著提高其强度，称为时效硬化铝合金。其中著名的有杜拉铝或称硬铝，它是一种含铜、锰、镁的铝合金，是制造飞机和火箭的重要结构材料。
以上阐述了铜在目前几个重要领域的应用，另外铜对于交通工业中的应用、建筑和艺术用铜、高科技上的应用也很重要。
1.1.3炼铜的原料
铜在地壳的含量不大，仅为0.01%，但铜常成为分布较广而富集的矿床而利于开采和利用。目前已知的含铜矿物超过240种，可是到目前为止，能作为工业开采的铜矿仅有十多种。铜矿分自然铜、硫化铜和氧化铜矿三大类。自然
铜矿在自然界分布较少，意义不大。硫化铜矿分布最广，应用较多，最具意义。目前世界上铜产量的90%左右来自硫化矿。在我国矿床中，氧化铜矿业常发现。
硫化铜矿中分布最广泛的是黄铜矿，其次是斑铜矿、辉铜矿和蓝铜。氧化铜矿中以孔雀石分布最广。其次是蓝铜矿。
铜矿石中除了含铜矿物外，还伴生其他金属矿物和脉石矿物。如硫化铜矿中常含有黄铁矿、磁黄铁矿，还有闪锌矿、方铅矿等。氧化矿中也会含有褐铁矿、赤铁矿、菱铁矿和其他金属矿物。
铜矿石中的脉石矿物最普遍的是石英，其次是方解石、长石、云母等。这些脉石矿物对火法炼铜的造渣过程以及对湿法炼铜的溶剂选择影响很大。根据脉石矿物的特征，有时将矿石分为酸性矿石（含二氧化硅高）和碱性矿石（含氧化钙、氧化镁等高）。
除了主要矿物外，铜矿中还含有少量其他金属，如铅、锌、镍、铁、砷、锑、铋等，并含有金银等贵金属和稀有金属，他们在冶炼过程中分别进入不同的产品中，所以炼铜工厂通常设有综合回收这些金属的车间。进入冶炼厂的铜矿都为浮选产出的铜精矿，品位10~35%Cu。硫化铜精矿是炼铜的主要原料。有时也处理自然铜精矿，但很次要。氧化矿与硫化矿一起处理。未经选矿的氧化矿可直接用湿法火离析法的方法处理。
我国铜资源分布很广，几乎遍及全国各地。一般来说，我国硫化矿的品味较低，矿石性质也比较复杂，原生矿与次生矿交错混杂，并有大量多金属伴生，处理也就较复杂，且须特别重视综合回收问题。
1.2铜的冶炼
从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品。
1.2.1铜矿石的加工
工业上使用的铜有电解铜（含铜99.9％～99.95％）和精铜（含铜99.0％～99.7％）两种。前者用于电器工业上，用于制造特种合金、金属丝及电线。后者用于制造其他合金、铜管、铜板、轴等。
a.铜矿石的分类及属性
炼铜的原料是铜矿石。铜矿石可分为三类：
（1）硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
（2）氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、蓝铜矿
[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。
（3）自然铜。铜矿石中铜的含量在1％左右（0.5％～3％）的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8％～35％）的精矿砂。
b.铜矿石的冶炼过程
从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入“密闭”鼓风炉中，在1000℃左右进行熔炼。于是矿石中一部分硫成为SO2（用于制硫酸），大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去：
2CuFeS2＋O2=Cu2S＋2FeS＋SO2↑
一部分铁的硫化物转变为氧化物：
2FeS＋3O2=2FeO＋2SO2↑
Cu2S跟剩余的FeS等便熔融在一起而形成“冰铜”（主要由Cu2S和FeS 互相溶解形成的，它的含铜率在20％～50％之间，含硫率在23％～27％之间），FeO跟SiO2形成熔渣：
FeO＋SiO2=FeSiO3
熔渣浮在熔融冰铜的上面，容易分离，借以除去一部分杂质。然后把冰铜移入转炉中，加入熔剂（石英砂）后鼓入空气进行吹炼（1100～1300℃）。由于铁比铜对氧有较大的亲和力，而铜比铁对硫有较大的亲和力，因此冰铜中的FeS先转变为FeO，跟熔剂结合成渣，而后Cu2S才转变为Cu2O，Cu2O跟Cu2S反应生成粗铜（含铜量约为98.5％）。
2Cu2S＋3O2=2Cu2O＋2SO2↑
2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑
再把粗铜移入反射炉，加入熔剂（石英砂），通入空气，使粗铜中的杂质氧化，跟熔剂形成炉渣而除去。在杂质除到一定程度后，再喷入重油，由重油燃烧产生的一氧化碳等还原性气体使氧化亚铜在高温下还原为铜。得到的精铜约含铜99.7％。
1.2.2铜的冶炼工艺
铜冶金技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
a.火法炼铜
火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95％，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。火法生产过程如图1.1。
图1.1 火法生产过程
除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废
工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）; 含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。
b.湿法炼铜
一般适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。湿法冶炼过程如图1.2。
图1.2 湿法冶炼过程
c.火法和湿法两种工艺的特点
比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下特点：
（1）湿法的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是火法的有益补充。
（3）火法的成本要比湿法高。
可见，湿法冶炼技术具有相当大的优越性，但其适用范围却有局限性，并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良，这几年已经有越来越多的国家，包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等，将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广，降低了铜的生产成本，提高了铜矿产能，短期内增加了社会资源供给，造成社会总供给的相对过剩，对价格有拉动作用。
1.3铜电解精炼的发展
目前，铜主要用在电气工业上，要求铜具有较高的导电性及良好的加工性能，以便制成各种规格的电气材料；火法精炼产出的阳极铜一般含铜99.2~99.7%和杂质0.3~0.8%。这些杂质包括O、S；碱金属As、Sb、Bi、Fe、Zn、Ni、Co、Pb、Sn；贵金属Au、Ag、及铂族金属及稀散金属Se、Te。其中O、S、As、Sb、Pb、Bi的存在都会显著降低阴极铜的质量；而Au、Ag、Pt、Ni、Co、Se、Te 等都是经济价值很高的金属，应该加以综合回收。因此，火法精炼产出的精铜还要进行电解精炼，以进一步脱除杂质，并提高铜的纯度至99.99%。
通过一百多年的发展，铜电解精炼形成了传统法电解、永久不锈钢阴极法电解和周期反向电流电解三大类精炼方法。传统法电解又包括小极板短周期常规电解和大极板长周期常规电解两大类。永久不锈钢阴极法又分为艾萨(ISA)电解法、KIDD法、OT法三种。
随着国内外铜冶炼技术水平的提高，生产能力的增大，铜电解也朝着大型化、机械化、自动化方向发展。小极板短周期常规电解工艺在激烈的市场竞争处于不利位置，己逐步被淘汰；周期反向电流电解技术因有效电流效率低、电耗高等原因，从上世纪90年代以后，没有得到进一步的发展。进入二十世纪八十年代以来，大极板长周期常规电解和永久不锈钢阴极电解得到了迅速发展。
1.4毕业设计的任务及目的
1.4.1毕业设计任务
此次设计是依据2009年6月20日西安建筑科技大学下达的《毕业设计任务书》，以及相关设计要求而进行的。
1、查阅有关铜电解精炼技术等方面的文献，写出文献综述；说明设计的任务和目的，铜在国民经济建设及有色金属工业的发展概况。
日360天。
3、工艺计算及主要设备设计计算。
包括工艺流程的选择与论证；按冶炼过程各阶段编制物料平衡表，铜电解精炼冶金计算包括：电解过程金属平衡和物料平衡，净液量的计算，硫酸耗量，电解槽热平衡及蒸汽消耗等；主要设备及辅助设备的计算与选择。
4、绘制工艺流程图及主要设备简图。
5、撰写本科毕业论文。
1.4.2毕业设计目的
生产规模：
本设计为年产7万吨的电铜铜电解精炼车间，年工作日360天。
产品方案：
电解铜产品按GB/6516-1997标准中规定的一号电解铜的要求设计。
2 厂址选择
2.1概况
潼关中金冶炼有限责任公司(以下简称潼关冶炼公司)是中金黄金股份有限公司的控股子公司, 成立于2003年9月16日。由中金股份有限公司与潼关县国有资产经营管理公司、潼关县小口金矿三家共同发起组建。当时注册资金1000万元，其中中金黄金股份有限公司占60%股份，潼关县国有资产经营管理公司占30%股份，潼关县小口金矿占10%股份。2005年6月份召开董事会，对公司资产进行重组，中金黄金股份有限公司占有90%股份，潼关县国有资产管理局占7.5%股份，小口金矿占2.5%股份。潼关冶炼公司拥有独立法人地位,企业注册资金4000万元,占地面积83亩,建筑面积4185m2现有在册员工320人。
潼关中金冶炼有限责任公司（以下简称潼关冶炼公司）位于秦、豫、晋三省交界的潼关县境内。有陇海铁路、西潼高速公路及310国道经过。距潼关火车站2公里，距潼关县城1.5公里，距西潼高速公路10公里，距西安144公里，交通十分便利。
潼关冶炼公司是专业黄金冶炼厂，主要从事金、银、铜、铅、硫的选冶及副产品销售。现有一个氰化厂，采用直接氰化浮选法处理金精矿，综合回收金、银、铜、铅，目前日处理金精矿50吨。主要产品：合质金、合质银、铅精粉、铜精粉、硫精粉。
潼关冶炼公司发展规划：计划将分两期建设日处理量200吨、年产黄金3500千克的中型冶炼厂。
潼关冶炼公司成立后，在中金黄金股份有限公司的强力支持下，发挥自身优势，大搞技术改造，加速科技进步，进军硫酸、难选冶矿加工冶炼等领域，向现代化的中型黄金冶炼厂迈进，焕发出勃勃生机。
2.2厂址选择的理论依据
厂址选择要根据国民经济建设计划和工业布局的要求进行。厂址选择适当与否，对企业的建设速度、建厂投资、生产发展、经济效益、环境保护及工农关系等会带来重大影响。
厂址选择的一般原则是：应符合工业布局及区域性总体规划和城市建设规
足和产品销售便利的地方，有较好的交通运输条件；要注意节约用地，尽量不占或少占农田，留有发展余地；要有适当的自然地形和适宜的工程地质、水文、地震等级条件及较好的协作条件等。
在进行厂址选择时，应根据有色生产的特点，应充分论证以下几个问题：
(1)工业布局问题
建设一座有色冶金厂，对全国的工业布局、一个区或一个城市的合理发展、各个工业区之间的经济协调以及农业发展等起着重要的作用，应根据工业布局“大分散，小集中、多搞小城镇”的方针，按“工农结合，城乡结合，有利生产，方便生活”的原则，进行厂址选择和居住区规划，使之符合工业布局总体规划及城市建设规划的要求。
(2)原材料供应及交通运输条件
有色金属冶炼是连续性的，物料吞吐量一般很大。因此在进行厂址选择时必须充分考虑交通运输问题。为了减少运输费用，在保证良好的运输条件下，进行厂址尽可能接近原材料基地和销售市场。
(3)供水、供电条件
有色冶炼厂一般是大量用水和耗电多的企业。因此希望厂址附近有充分的水源和电源。以供电为例，厂址距离电源每增加一公里，就需增加外部高压输电线投资3~4万元，这不仅大大增加投资，而且影响建设进展，所以冶金企业尽可能的选择在供电网经济供电半径之内是至关重要的。
(4)环境保护和节约用地问题
有色冶金生产特点之一是无一例外地产出大量造成环境污染的“三废”物质，除必须有完善的“三废”治理工程设计外，在选择厂址时，必须尽量考虑在主导风向和主要水流的下游位置，安排好“三废”处理场地和废渣堆放场地，要有良好的自然通风条件，并应考虑厂址附近居民点、城市发展规划、农木渔业及旅游胜地、自然资源保护区等问题。
(5)厂址的工程地质及水文地质条件
冶炼厂的土建投资是相当大的，厂址地震等级的不同会对建筑结构以及基础工程的投资带来很大影响，所以厂址不能选在发震断层地区和基本烈度为9级以上的地震区。
于基础地面0.5m，厂址最低洼处要高于历年最高洪水位0.5m以上；不能选在厚度较大的III级自重湿陷性黄土地区和有泥石流或滑坡等危害的山区，厂址底下不宜又有用矿物矿藏或以开采的矿坑和溶洞等。
(6)厂址的协作条件
冶炼厂一般是机械化自动化水平比较高的现代化企业，为保证企业生产顺利进行，必须有充足的设备及备品备件供应，要有强有力的机械加工和维修能力。若厂址附近具备这些条件，便可发挥专业协作的优越性，减少辅助设施投资和降低生产成本。工厂在建设过程中的施工条件诸如砖瓦、砂石、石灰、水泥、木材等能否就地取材，施工力量和施工场地是否具备等，都对建设进度起着一定的作用。在厂址选择时，应充分考虑厂址附近是否具备这些条件，那种片面强调“小而全”不重视专业化协作的做法是不恰当的，甚至是错误的。
2.3潼关中金冶炼公司所在地的气象及其它资料
年最高温度：30.1℃；
年最低温度：-20.0℃；
年平均最高气温：12.5℃；
年平均最低气温：-1.0℃；
极端最高气温：39.1℃；
极端最低气温：-21.7℃；
年平均气压802.3mbar
全年平均降雨量：160.0mm；
当地海拔高度约1530mm
主导风向：西北；
年平均风速：7.9m/s；
年最大风速：18m/s；
基本风压：0.55kN/m2；
土壤冻结深度：0.87m。
地震烈度：按地震烈度7度设防
2.4本厂建设条件
本设计选址于潼关中金冶炼有限责任公司厂区，公司位于位于秦、豫、晋三省交界的潼关县境内。有陇海铁路、西潼高速公路及310国道经过。距潼关
里，交通十分便利。经过四十多年的建设已形成了一定规模的工业城市，具备良好的协作条件。拟建场地位置在选冶化厂区一块空地处，交通运输方便、顺畅，有利于电解系统及与厂区其它系统、车间联系和生产协作，同时能有效利用外部供水、供电、供汽等现有公用设施，便于管理等优点。
(1) 资源条件：潼关中金冶炼有限责任公司附近有丰富的矿产资源。近年来的地质勘探成果表明矿产的深部、边部及外围具有良好的找矿前景。潼关矿石还伴生有钴、铂、钯、金、银、锇、铱、钌、铑、硒、碲、硫、铬、铁、镓、铟、锗、铊、镉等元素，其中可供回收利用的有价元素有14种。矿床之大、矿体之集中、可供利用金属之多，在国内外都是罕见的。
(2)潼关附近有丰富的水源、本地和周边地区丰富的煤炭、石油，为建厂创造了良好条件。
(3)工厂在建设施工所需的砖瓦、砂石、石灰、水泥、木材等可就地取材能完全满足建设和生产的需要。
(4)本项目所需的主辅材料有硫酸,盐酸等基本上可由公司内部或就近地区解决。
(5) 热源及电源
所需的电力和蒸汽，由公司动力厂提供,可直接就近对接于具有富余量的供应源,无须构建新的辅助厂房。
(6)水源
厂区用水由公司动力厂供水车间提供，循环水，生活用水，消防水三个系统管网完备,本项目给排水可直接与主网连接。
(7)运输
厂区运输采用叉车,汽车，厂外运输可利用已有的铁路运输。
金昌地区气候环境适宜,建设基础条件较好,土地和劳动力资源丰富。综合上述各方面因素，厂址选择具有合理性。
3 铜电解精炼工艺流程的确定
近年来，以硫酸加压浸出、氯浸和羰基法为代表的铜湿法精炼工艺得到了迅速发展，但这些工艺同样存在工艺不稳定、设备防腐要求高以及电积铜外观物理质量不佳的缺点，鉴于潼关中金冶炼公司对于铜的精炼多年来积累的经验以及毕业设计任务的要求，本设计采用电铜的电解精炼工艺。现对其内容作以详细介绍：
3.1.铜电解精炼的基本原理
3.1.1概述
经火法精炼后所得的精铜，仍含有一定数量的杂质，使铜的可锻性、强度及导电性变坏。因此，必须进一步电解精炼除去有害杂质，同时综合回收其中的贵金属和有价元素。
近十年来，我国铜电解精炼操作技术有很大改进，操作电流密度大幅度提高，使生产得到强化。进行了周期反向电流电解实验，操作电流密度达到400A∕㎡，铜电解精炼技术有了很大的发展。出现了周期反向电流（PRC）电解，永久性不锈钢阴极（ISA法）电解等新工艺。极板作业机组、多功能专用吊车、短路自动检测装置、大型可控制造整流器等设备。铜电解精炼生产向大型化、高效率、低能耗的目标发展。电解精炼流程如图3.1：
使用电化学噪声测量检测坏铜电解精炼条件 B.VEILLEUX-1,https://www.doczj.com/doc/0919047112.html,FRONT-1,E.GHALI-1and P.R.ROBERGE-2 1-采矿，冶金和材料工程，Ste-Foy，加拿大魁北克拉瓦尔大学 2-化学和化学工程系，加拿大皇家军事学院，加拿大安大略省的金斯顿 收到2001年7月1日,接受2002年6月12日修订的形式 关键词：添加剂、氯化铜电解精炼、电化学噪声测量(EN)、频域变换、明胶、胶水、峰度、偏态统计分析、硫脲 摘要：使用添加剂硫脲、明胶和氯化铜电解精炼过程中可促进流利的沉淀。然而,当他们的比率或浓度是不够时，添加剂也可以促进结疤的形成。进行一个的初步调查确定电化学噪声(EN)测量是否可以用来监视和检测效率低下的铜电解精炼条件不当比率或浓度添加剂。电化学噪声(EN)测量在实验室模拟工业条件下进行。进行恒电流实验使用了含有不同浓度的添加剂的合成电解质。A316LL阴极和工业铜阳极也被应用了。对三种不同的数据采集频率的影响也进行了调查。使用统计分析和频域转换来研究电化学噪声(EN)信号作为潜在的时间记录系列。不同的计算参数给所有条件研究了相似的结果，除非添加剂在电解液导致结疤形成。数据结果还显示,数据获取频率必须至少10赫兹频率去检测比例不适宜或浓度不好的添加剂。 一、简介 在工业铜电解精炼，添加剂如硫代脲（TU），明胶（G）和氯（Cl）被添加到电解浴维持阴极质量和促进平稳阴极沉淀[1,2]。这些添加剂主要起抑制剂的作用，吸附在阴极表面，他们参加电化学结晶过程[3,4]。虽然在电解过程中的机制尚未完全了解[3]，但是对于阴极沉淀的需求显然被建立了。但是，当他们的比例或浓度不足[5,6]，这些添加剂也有利于结疤形成时。了解电解浴中每个单独的添加剂的活性浓度，因此裂解浴是非常重要的，以确保更好地控制电化学结晶过程和阴极的质量。不幸的是，这个工作非常的难，因为不同的有价值的技术很灵敏和耗时的。更何况，结果可能会由于不同的技术工作而显著不同[8]。
1.2.3 电解原理的应用——电解精炼铜、电镀 课型：新授课主备人：李琴审核人：万社娟韩守霞 学习目标： 学会运用电解的原理分析铜的电解精炼；通过学习电镀的内容，了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。 重点难点： 铜的电解精炼和电镀的原理 旧知链接： 1.离子放电顺序: 常见阳离子放电顺序为： 常见阴离子放电顺序为： 2. 写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式：①CuCl2②H2SO4③ CuSO4 ①阳极： 阴极： ②阳极： 阴极： ③阳极： 阴极： 预习检测： 1、铜的电解精炼：粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属，下图为电解法精炼铜的装置。 其中阳极为，阴极为，电解质溶液为。（并标在图上） 阳极发生的主要反应为： （杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应：由于Pt、Ag、Au的金属性比Cu弱且量又少，这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到阳极泥）。 阴极的反应为
分析电解精炼过程中电解质溶液的变化： 总结： 阳极： 电解精炼装置的构成阴极： 电解质溶液： 2、电镀 阅读教材，设计试验，在铁制品上镀铜（教材第17页“活动·探究）。 要求：画出电镀铜的实验装置图，指出电极材料和电解质溶液，写出电极反应式。 总结: (1)电镀： 阳极： (2)电镀池的构成阴极： 电镀液： 交流·研讨： 1．下列叙述中不正确的是（） A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应 B．不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现 C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D．电解饱和食盐水时，阳极得到氢氧化钠溶液和氢气 2．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）( ) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－→Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 3、下列关于铜电极的叙述正确的是( ) A、铜锌原电池中铜是负极 B、用电解法精炼铜时纯铜作阳极 C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 4、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联 , 在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
电解精炼铜 高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆ 典例在线 金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是 A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 【参考答案】D 【试题解析】本题为“电解精炼铜”的迁移应用，A项，阳极应发生氧化反应。C项，溶液中的阳离子主要为Ni2＋，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn －2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。解题必备 1．电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在阴极上析出。 2．装置 学霸推荐 1．下列描述中，不符合生产实际的是 A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 2．某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。 根据要求回答相关问题： （1）通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为____________________。 （2）石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。 （3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 ________(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为 ________________________________________________。 3．冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。 (几种金属的相对原子质量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。) 请完成下列问题： （1）一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式________________________________________________。 （2）如果转移0.020 mol e－，下列说法中一定正确的是________。 ①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g ③电解质溶液的质量保持不变④电解质溶液的温度保持不变 4．如图所示，U形管内盛有100 mL 的溶液，按要求回答下列问题：
流程溶液回收电解精炼铜工艺方案 工艺背景 根据国土资源部呼和浩特矿产资源监督检测中心出具的检测报 告指出：内蒙古太平矿业有限公司的约300万吨堆浸喷淋提金过程中的流程循环水所含铜、镍等重金属离子超标，达到排放标准的数十至数百倍。其中铜离子严重超标，急需一种有效的处理办法。 现江苏大学已为我公司初步研制出添加特殊药剂的阳离子交换 树脂，该研发产品对于循环水中铜、铁、镍金属离子有良好的吸附效果。其中铜离子的浓度从200mg/L以上降低至1mg/L左右，吸附率超过99%。经过改进后的处理过程所需时间短，且可以利用现有的设备进行工程搭建，降低了成本投入。除此之外，对于去除后的铜等金属可以进行浓缩电解回收，创造新的经济效益。 流程溶液回收铜工艺方案 采用江苏大学研制添加特殊药剂的阳离子交换树脂，进购8吨，均匀添加至选冶厂一车间PC、CC吸附槽尾槽中，进行杂质离子吸附，在吸附一定时间达到饱和后，用提炭器提至解吸柱中，采用常温常压解吸电解，解吸液为饱和氯化钠溶液，当解吸液进入电解槽后，按照一定电流密度及极间距进行电解，将铜电解至阴极纯铜板上，当阴极板达到要求重量后取下销售，工艺流程图及设备形象联系图如下：
铜回收工艺流程图 1、基建 采用选冶厂二车间闲置储炭罐及塑料罐，安装在选冶厂一车间7区北侧，根据需要进行基础及平台建设，并合理布置管路，厂房布置图及设备形象联系图如下。
铜回收工艺厂房布置图.
铜回收工艺设备形象联系图.
2、吸附阶段 将基建等工作完成后，开始进入生产阶段，将CC、PC吸附槽6号槽用来装离子交换树脂，为了有效拦截树脂不溢出吸附槽，根据离子交换树脂粒度筛分结果，6号槽隔炭筛采用80目筛网，可以100%拦截树脂。为保证炭粉能全部通过6号吸附槽，5号吸附槽隔炭筛采用100目筛网。 3、解吸电解阶段 待树脂吸附饱和后，采用空气提炭器将树脂提至解吸柱中，满 罐后，进行解吸，开启解吸泵，此时进行解吸，电解槽不通电，待解吸液浓度达到电解要求后，电解槽通电，同时进行解吸电解，根据试验得出合理解吸液流量，当解吸完成后，将树脂用高压水流返回吸附槽。 溶液中的Zn、Fe、Ni呈离子状态溶于电解液中，As、Sb、Bi可在阴极放电析出，可以附着在阴极上，也可以造成管道堵塞，其中，Sb比As进入阴极的量多。如果含铅的话，阳极板上也有可能附着PbO2，电解液中Cu2+的浓度如果不足，易使杂质在阴极析出；如果过高，会增大电解液电阻和在阴极表面形成CuSO4·5H2O。镍的电解电流一般控制在180-300 A/m2，与电解铜电解电流相近，阴极板上有可能混有杂质镍。 设备运行参数 1、同名极距：80mm； 2、电解槽阳极板（不锈钢板）10片，阴极板（铜网）11片；
定义： 微电解是指低压直流状态下的电解，可以有效除去水中的钙、镁离子从而降低水的硬度，同时电解产生可灭菌消毒的活性氢氧自由基和活性氯，且电极表面的吸附作用也能杀死细菌。 在难降解工业废水的处理技术中，微电解技术正日益受到重视，并已在工程实际中。 [1] 废水的铁内电解法的原理非常简单,就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阴极,电位高的碳做阳极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。对内电解反应器的出水调节PH值到9左右，由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。为了增加电位差，促进铁离子的释放,在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。 如果要让铁碳床有分解有机大分子能力,一般需要加入过氧化氢,酸性废水与铁反应生成亚铁离子,亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成羟基自由基具有极强的氧化性能，将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。同样，反应要在酸性的条件下才能进行。根据工程试验，铁碳床微电解刚开始的效果很理想,特别是处理酸性的有机废水。传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。
Total 107铜业工程总第107期No．12011 COPPER ENGINEERING 2011年第1期 铜电解精炼过程中的节能措施与实践 别良伟 （金川集团有限公司精炼厂，甘肃金昌737100） 摘 要：本文结合生产实践，针对铜电解精炼过程中电消耗和蒸汽消耗的问题进行了分析，研究了电解液温 度、 电解液成分、电流密度、添加剂、阴阳极周期和极间短路对电消耗的影响，同时研究了电解液温度、阴极铜烫洗、换热器热效率和气候因素蒸汽消耗的影响，通过严格控制相关电解工艺技术条件等措施，达到了铜电解精炼过程中节能降耗的目的，这对传统铜电解技术水平的提升具有重要的实际意义。 关键词：铜电解精炼；电解液；电消耗；蒸汽消耗中图分类号：TF811 文献标识码：B 文章编号：1009－3842（2011）01－0043－03 收稿日期：2010－11－19 作者简介：别良伟（1981－），男，汉族，河南南阳人，工学硕士，冶金工程师，主要从事铜电解生产技术管理工作， E －mail ：bie －liangwei@163．com Energy Saving Measures and Practice in Copper Electrolytic Refining Process BIE Liang －wei （Refinery of Jinchuan Group Limited ，Jinchang ，Gansu ，China 737100） Abstract ：Combining with the production practice ，the causes for the issues of electricity consumption and steam consumption in copper electrolytic refining process are analyzed in this article．The effects of electrolytic temperature ，electrolytic composition ，current density ，additives ，anode and cathode cycle and short circuit to electricity consumption are investigated in this article．At the same time ，the factors including temperature of the electrolytic solution ，cathode hot wash ，thermal efficiency of heat exchanger and climate which impacting steam consumption are also studied in this article．The purpose of energy saving can be achieved by controlling related electrolysis processing technology condition．It also had vital practical significance meaning for improving traditional copper electrolysis technology level． Key words ：copper electrolytic refining ；electrolyte ；electricity consumption ；steam consumption 1前言 在铜电解精炼过程中电消耗和蒸汽消耗是主要的能源消耗，因此，做好电消耗与蒸汽消耗的节能降 耗工作是降低电解铜的综合成本， 提高产品的市场竞争力的关键所在。2010年国内某公司阴极铜产品的生产规模为400kt /a ，其中小极板电解系统处理自产料铜阳极板能力为60kt /a ，产出48kt /a 标准阴极铜；大极板电解系统处理矿铜阳极板能力为440kt /a ，产出350kt /a 高纯阴极铜。小极板和大极板电解系统工艺均采用传统法电解工艺技术，铜电解的能耗主要是指电消耗和蒸汽消耗，这两项之和约占总能耗的99．0% 99．5%以上，可见铜电解精炼过程中节能的关键是节电和节汽。 2010年，国内某公司大板电解系统处理外购料中电耗指标为440 460kW ·h /t ·Cu ，蒸汽消耗指标为1．7 1．9t /t．Cu ，为了降低阴极铜的生产成本 和车间加工费，优化和提高铜电解精炼过程中的主 要技术经济指标，从而达到节能降耗的目的。本文针对铜电解精炼过程中电消耗和蒸汽消耗耗的问题进行了分析，并采取了相应的措施进行控制和解决。 2影响电单耗的主要因素 ［1－2］ 铜电解车间电耗有两种，一种是直流电单耗，一种是交流电单耗，它是电解铜生产的关键指标，它综合反映了电解铜生产的技术水平和经济效果。交流电单耗是指单位产品阴极铜所消耗的交流电量。交流电电耗量包括高压和低压交流电的全部消耗量，一般包含机电设备用电，生活生产用电等。影响交流电单耗的因素主要有用电设备的电能利用率；用电设备的选择配置及合理使用；用电的管理等方面。直流电单耗是指单位产品阴极铜所消耗的直流电量。直流电消耗量包括生产槽、种板槽、脱铜槽、 3 4
几种微电解技术介绍 一、微电解作用原理 微电解法，又称内电解法、铁还原法、铁炭法、零价铁法等。该方法处理废水的原理是：利用铁屑中的铁和碳组分构成微小原电池的正极和负极，以充入的废水为电解质溶液，发生氧化-还原反应，形成原电池。新生态的电极产物活性极高，能与废水中的有机污染物发生氧化还原反应，使其结构、形态发生变化，完成难处理到易处理、由有色到无色的转变。 还原作用 铁屑内电解法处理废水过程中，发生如下反应： 阳极（Fe）:Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V 阴极（C）：在酸性条件下： 2H++2e→H2↑E0（H+/H2）=0.0V 在碱性或中性条件下： O2+2H2O+4e→4OH- E0（O2/OH-）=+0.4V 电极反应生成的产物具有很高的化学还原活性。在偏酸性废水中，电极反应产生的新生态H能与废水中的有机物和无机物组分发生氧化还原反应，能使废水中的发色基团破坏甚至使高分子断链，从而达到脱色的目的。 同时，铁是活泼金属，在酸性条件下可把某些硝基化合物还原成可生物降解的胺基合物，提高BOD5/COD比值，即增强可生化性。反应式如下： R—NO2+2Fe+4H+ R—NH2+2H2O+2Fe2+ 电解生成的铁离子、亚铁离子经水解、聚合而形成的氢氧化铁、氢氧化亚铁聚合体，以胶体形式存在，具有沉淀、絮凝和吸附作用，与污染物一起絮凝产生沉淀，可以去除废水中的有机物。同时在原电池周围的电场作用下，废水中带电胶粒和杂质通过静电引力和表面能的作用附集、凝聚，也可以使废水得到净化。总之，铁炭内电解法处理废水是絮凝、吸附、架桥、卷扫、电沉积、电化学还原等综合效应的结果。 庆化公司综合污水处理项目拟采用微电解技术对硫酸浓缩过程中产生的含硝基化合物废水进行预处理，提高废水的可生化性，再利用生化技术、活性炭吸附技术达标排放。
铜电解精炼冶金计算 1、物料平衡计算 计算条件：产量为100000t电解铜/a，年工作日为355天。 火法精炼后阳极成分见表7-1。 表7-1 阳极成分 元素Cu Ni As Sb Ag Fe Bi Te Se+S O Au Pb 99.0 0.08 0.2 0.126 0.06 0.002 0.025 0.01 0.002 0.10 0.025 0.1 含 量% 电回收率：99.0%；残极率：15%。 铜电解过程元素分配%) / (W： 表7-2 铜电解过程元素分配%) (W / 元素进入电解液进入阳极泥进入电解铜 Cu 1.75 0.15 98.10 Ni 81.00 18.70 0.20 As 63.40 36.30 0.3 Sb 17 78 5 Ag —95 2 Bi 18 82.5 1.5 Se+—94 6 Te S —96 4 O —97 3 Au —98.5 1.5 Pb —93 7 Fe 74 53 21 假设以溶解100kg的阳极铜平衡进行计算 1.1阴极铜产量和电铜品味计算
Cu：99.0×98.1%=97.119kg Ni：0.08×0.2%=0.00016kg As：0.2×0.3%=0.0006kg Sb：0.126×5%=0.0063kg Ag：0.06×5%=0.003kg Bi：0.025×1.5%=0.000375kg Se+Te：0.01×6%=0.0006kg Fe：0.002×21%=0.00042kg S：0.002×4%=0.00008kg O：0.1×3%=0.003kg Au：0.025×1.5%=0.000375kg Pb：0.1×7%%=0.007kg 合计：97.141kg 电铜品位：97.119÷97.141=99.98% 1.2阳极泥率和成份计算 Cu：99×0.15%=0.1485kg Ni：0.08×18.7%=0.1496kg As：0.2×36.3%=0.0726kg Sb：0.126×78%=0.09828kg Ag：0.06×95%=0.057kg Se+Te：0.01×94%=0.0094kg S：0.002×96%=0.00193kg O：0.1×97%=0.097kg Au：0.025×98.5%=0.024625kg Pb：0.1×93%=0.093kg Fe:0.002×3%=0.00006kg
1.4.1铁炭微电解技术概述 微电解技术，又称内电解、铁还原、铁炭法·零价铁法、铁屑过滤法等技术，是被广泛研究与应用的一项废水处理技术。 1.4.2铁炭微电解作用机理 (l)氧化还原反应 铁是活泼金属，在偏酸性水溶液中能够发生如下反应: Fe+2H+→Fe2++H2↑ 当水中存在氧化剂时Fe2+可进一步被氧化为Fe3+。从铁的电极电位可以知道，在金属活动顺序表中排在铁后面的金属有可能被铁置换出来而沉积在铁的表面上。同样，其他氧化性较强的离子或化合物也会被铁或亚铁离子还原成毒性较小的还原态。铁的还原能力也可使某些有机物被还原成还原态物质:硝基苯可被活性金属还原成胺基就是其中一例，还原后的胺基有机物颜色较淡，且易被微生物氧化分解，使废水中的色度得以降低，可生化性提高为进一步的生化处理创造了条件。 (2)原电池反应 铸铁是铁和碳的合金，即由纯铁和碳化铁(Fe3C)及一些杂质组成，碳化铁为极小的颗粒，分散在铁内，且碳化铁的腐蚀趋势低。因此，当铸铁屑浸入水中时就构成了成千上万个细小的微电池，纯铁为阳极，碳化铁及杂质则成为阴极，发生电极反应，这就是微观原电池。当体系中有活性炭等宏观阴极材料存在时，又可以组成宏观原电池。这样，铁屑在受到微原电池腐蚀的同时又受到大
原电池的腐蚀，因而能加速电极反应。其基本电极反应如下: 阳极反应: Fe-2e-→Fe2+ E(Fe2+/Fe)=-0.44 V 阴极反应: 2H++2e-→2[H]→H2 E O(H+/H 2)=0.ooV 当有O2存在时: 02+4H++4e→2H2 O(酸性溶液)(1.4) E O(O2)=1.23V 02+2H2 O+4e→4OH-(碱性及中性溶液)(1.5) E0(O2/OH-)= 0.40V 当然，阴极过程也可以是有机物的还原。由上述电极反应的电极电位可知，在酸性充氧情况下电极反应的E0最大，反应(l.4)进行的最快，该反应不断消耗废水中的H+而使其pH上升，因此，反应的pH低、酸度大时，氧的电极电位提高，微电池的电位差加大，促进了电极反应的进行。从这理论上解释了酸性废水微电解反应效果较好的原因。由于Fe2+的不断生成能有效的克服阳极的极化作用，从而促进铁的电化学腐蚀，使大量的Fe2+进入溶液，具有较高的化学还原活性。在酸性溶液中，电极反应所产生的新生态[H]，能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，破坏发色和助色基团，达到脱色目的;同时铁是活泼金属，它的还原能力可使某些氧化基
第40卷第10期 辽 宁 化 工 Vol.40，No. 10 2011年10月 Liaoning Chemical Industry October，2011 基金项目：中石化科技开发项目资助，合同编号G1715-2010-ZS0002* 收稿日期： 2011-05-15 微电解技术在工业废水处理中的应用 杨瑞洪，刘亚凯 （1. 扬州工业职业技术学院 化学工程系, 江苏 扬州 225127; 2. 常州大学 环境与安全工程学院, 江苏 常州 213164） 摘 要：工业废水的处理一直是水处理领域的重点，微电解技术以工艺简单、成本低廉、应用范围广等优点受到越来越多的学者青睐。文章简述了微电解技术的原理，综述了该技术以及该技术与其他技术耦合联用在工业废水处理中的应用及研究进展。最后分析了微电解技术应用及研究中有待解决的问题，并展望了该技术的发展趋势。 关 键 词：工业废水；微电解技术；耦合联用 中图分类号：X 703 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2011）10-1044-05 随着我国经济的高速发展，工业废水的排放量日益增加，占总污染水量的70%以上，对环境的危害日益严重。工业废水的特点是水质和水量因生产工艺和生产方式的不同而差别很大，成分复杂，可生化性差，COD、盐分和有毒物含量高，污染物的存在形态在不同的废水中各不相同等。 工业废水中的污染物质是多种多样的，一种废水往往要采用多种方法组合成的处理工艺系统，才能达到预期要求的处理效果。传统的预处理方法如物理法，化学法，物化法，生物法存在工艺复杂，处理费用高，操作困难，不易控制等问题。国内外学者对工业废水的处理技术进行了大量深入的研究，微电解技术以使用范围广、工艺简单、处理效果好、成本低廉及不会产生二次污染等特点受到越来越多的研究人员的青睐，尤其对于高盐度，高COD 以及色度较高的废水的处理较其他工艺具有更加明显的优势。微电解技术及其组合工艺能提高废水的可生化性，改善废水的水质，减轻后续处理工艺负担及可应用于不同类型的废水等优势越来越多的被应用于工业废水的处理中。 1 微电解技术原理 微电解技术是利用金属腐蚀原理，将具有电极电位差的金属与金属（或非金属）在传导性较好的废水中接触，形成原电池效应或发生电解反应来处理废水的工艺，又称内电解、铁屑过滤法、零价铁法等 [1-2] 。其电解材料一般采用铸铁屑与惰性碳(如石 墨、焦炭、活性炭、煤)等，也有也有采用铝-炭、 铁-铜等其他组合来加强处理效果。苏联学者于20世纪70年代初首次将其应用于处理印染废水，随后在世界范围内引起了广泛的关注 [3-6] 。该法于20世 纪80年代引入我国，目前已成功地应用于染料、印染、重金属、农药、制药、油分等废水的预处理，是水处理领域里的非常热门的课题。本文简单介绍了微电解的机理，总结国内外学者的研究成果，综述了微电解法在工业废水处理中的应用及研究进展，并就今后的研究课题进行了探讨。 微电解法处理废水过程中涉及的作用机理因废水的性质不同亦不同。一般可概括为以下几个方面： （1）氧化还原作用：铁碳微电解是基于电化学中的电池反应，当将铁和碳浸入电解质溶液中时，阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物的发色基团—NO 2、—NO 还原成—NH 2,胺基类有机物的可生化性明显高于硝基类有机物；同样其也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-) 的双键打开，破坏发色基团而除去色度，将部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性[7] ；阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机废水的色度，提高了废水的可生化性[8] 。 （2）铁离子的絮凝沉淀作用：微电解反应体系中产生大量二价和三价铁离子，特别是二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，在有氧或碱性条件下可形成氢氧化物，Fe(OH)3水解产生的Fe(OH)2+ 、
废水处理之铁碳微电解技术解析 1、铁碳微电解法概述 铁屑（较多使用铸铁屑）为铁-碳合金，当浸没在废水溶液中时，就构成一个完整的微电池回路，形成一种内部电解反应，这就是微电解。而在铸铁屑中再加入惰性碳（如石墨、焦炭、活性炭、煤等）颗粒时，铁屑与炭粒接触，形成的大原电池即为铁碳微电解法。 2、技术原理 铁碳微电解技术主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。 铁碳微电解工艺的电解材料一般采用铸铁屑和活性炭或者焦炭，当材料浸没在工业废水（例如焦化废水、电镀废水）中时，发生内部和外部两方面的电解反应。一方面铸铁中含有微量的碳化铁，碳化铁和纯铁存在明显的氧化还原电势差，这样在铸铁屑内部就形成了许多细微的原电池，纯铁作为原电池的阳极，碳化铁作为原电池的阴极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，使铁变为二价铁离子进入溶液。此外，铸铁屑和其周围的炭粉又形成了较大的原电池，因此在利用微电解进行废水处理的过程实际上是内部和外部双重电解的过程，或者称之为存在微观和宏观的原电池反应。另外，为了增加电位差，促进铁离子的释放，也可在铁碳微电解填料中加入一定比例催化剂。 发生电化学反应过程如下： 阳极（Fe）：Fe-2e→Fe2+E（Fe/Fe2+）=0.44V 阴极（C）：2H++2e→H2E（H+/H2）=0.00V 反应中，产生了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。 若有曝气，还会发生下面的反应： O2+4H++4e→2H2OE（O2）=1.23V O2+2H2O+4e→4OH-E（O2/OH-）=0.41V Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+
铜的电解精炼 铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，（现在普遍的工艺）用永久性不锈钢阴极作为阴极片，相间的放入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作为电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜会失去两个电子生成-2价铜离子，而贵金属和某些金属不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽低。溶液中的-2价铜离子会在阴极上优先析出，而其他电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留在电解液中，待电解液定期净化时除去。这样，得到的铜纯度很高，称电铜。 简单说一下电解精炼的工艺：电解液由循环槽经电解液循环泵泵至板式换热器，加热至65℃左右以稳定的流量供到各个电解槽。电解槽供液采用底部给液（也有的采用侧面给液）、两端溢流出液的方式，槽两端溢流出的电解液汇总后返回循环槽。为保证电解液的洁净度，配备了专用的LAROX净化过滤机，循环系统每天抽取电解液循环量的约25%进行净化过滤。根据电解液中杂质的情况，每天抽取部分电解液进行脱铜、脱杂处理，保证电解液中铜、酸及杂质浓度不超过极限值。为保证电解液成分，调节阴极铜的物理性能，需在电解液中加入硫酸、添加剂。现在普遍采用的是永久性不锈钢阴极电解技术。它的主要优点：1、高电流密度2、极间距小3、残极率低4、阴极周期短5、蒸汽耗量低、6、机械化程度高，适用于大规模生产。 1、电解液 铜离子从阳极转移到阴极的载体。如果说阳极、阴极是铜电解过程的两个支柱，电解液则是铜电解过程中铜离子迁移的载体。组成：C U SO4、H2SO4、H2O、添加剂（盐酸、有机化合物）。 1）H2SO4一般波动于100—220g/L，电流密度在300A/m2、电解液温度在60~65℃时要把H2SO4控制在180g/L。 电解液的物理性质——影响比电导的因素：H2SO4>电解液温度>杂质>C U2+ 酸度越大，电解液的导电性越好。但是H2SO4不能无限地升高，硫酸升高时，硫酸铜的溶解度会降低，甚至析出沉淀（C U SO4·5H2O）。 2）电解液中C U2+的稳定性很重要。C U2+浓度不得小于35g/L，否则杂质A S、S b、B i可能在阴极析出，C U2+浓度升高时，电阻、槽电压、电能消耗都会升高，严重时会有 硫酸铜析出。要控制C U2+在45—48g/l范围内。C U2+大幅度波动会使阴极铜质量失
微电解水介绍 上一条新闻南网党组学习贯彻中央精神下一条新闻怎样计算导铜线的负载能力 enterlsb转载|栏目：技术交流| 2008-10-27 22:25:42.477 | 阅读13 次 一、什么是微电解超级能量活水素 微电解超级能量活水素是将采用俄罗斯航天技术制成的纳米材料与日本高能生化陶瓷及含有钙、锶、硒、锰、镁、铜、锂、锗等多种微量元素的火山岩矿石，特种稀土材料在高温状态下融合而成。它具备有卓越的光、电、磁、力、热吸收及催化敏感性，其能量高于一般稀土材料数千倍。将这种特殊的具超级能量的复合材料根据需要可以制成饮水机、加热壶；最方便的是便于携带的只有几厘米大小的圆饼或圆球。在与水接触的瞬间，可形成数万对电极，即对水产生电分解作用，使水中氢离子形成氢气逸出水面，并产生氢氧根负离子，使水变成弱碱性，pH值在7.4~11之间,具有极好的中和体内酸毒的能力;由于活性氢的产生，使水形成了高达-400mv的负电位，具有极强的还原性；同时由于微电解、远红外及磁场的作用，使大分子团水的分子链断裂，水分子的结构重新排列组合，形成充满活力的小分子团的六环水。这种状态的水分子排列整齐、内聚力强，分子间的吸附力小，表面张力小,是最接近人体细胞的水。它释放出的矿物质和多种微量元素具有抗衰老、防止动脉硬化和高血压等功效。超级能量活水素的作用使普通自来水变成了弱碱性,负电位,小分子团的生命水。使退化的、没有功能的大分子团的自来水变成了生理功能强，溶解力、渗透力、扩散力、代谢力、乳化力、洗净力强的能量水。 二、为什么微电解超级能量活水素能造出优质的电解还原水 1.电解水质 微电解超级能量活水素与水接触时，瞬间会对水放电，使水发生电解，继续不断产生具有界面活性物质的负离子，使水中氢离子形成氢气逸出水面，并产生氢氧根负离子，使水变成弱碱性，pH值在7.4～11之间，弱碱性的水能中和人体内的酸毒；由于活性氢的产生，使水形成了高达-400mv左右的负电位，具有极强的还原性；能清除人体内多余的自由基。2.活化水效应 自来水的分子是由11～13个水分子缔合而成、动态平衡的大分子团水(受污染水约30～3 6个，成为失去活力的衰老水)。微电解超级能量活水素产生的电磁波，能将大分子团水裂
浅析微电解 摘要：本文首先阐述了铅锌废水来源及危害，然后分别分析了铁碳微电解和电絮凝气浮这两种废水处理技术的技术原理和优缺点，最后指出了微电解—电絮凝耦合技术的可行性和最佳工艺条件。abstract：this paper describes the lead and zinc wastewater sources and hazards, and then analyzes the technical principles and the advantages and disadvantages of iron-carbon micro electrolysis and electrical flocculation flotation wastewater treatment technologies, and concluded the feasibility and optimum conditions of the micro the electrolysis - electroflocculation coupling technology. keywords: micro-electrolysis; electroflocculation; coupling; lead and zinc; refining wastewater. 关键词：微电解；电絮凝；耦合；铅锌；冶炼废水 中图分类号：tf803.27 文献标识码：a 文章编号： 近年来，重金属污染事件频频发生，国家对含重金属废水整治给予了高度重视。铅锌冶炼工业是我国重金属污染物排放的有色金属行业中的污染物排放的主要大户之一。铅锌冶炼废水水质复杂，对环境污染重，其主要污染物包括重金属离子(铅、锌、镉、铬、钴、镍、铜等)、砷、酸、氟化物、氯化物等。目前国内外对该类废水的处理技术主要有中和法、硫化法、铁氧体法等，其中石灰中和法因其处理成本低、流程简单而被广泛使用，但该处理方法产渣量大、
微电解填料 在难降解工业废水的处理技术中，微电解技术正日益受到重视，并已在工程实际中。 [1] 废水的铁内电解法的原理非常简单,就是利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池。这些细微电池是以电位低的铁成为阳极而腐蚀,电位高的碳做阴极,在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液。对内电解反应器的出水调节PH值到9左右，由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物(也叫铁泥)而去除。 如果要让铁碳床有分解有机大分子能力,一般需要加入过氧化氢,酸性废水与铁反应生成亚铁离子,亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成羟基自由基具有极强的氧化性能，将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。同样，反应要在酸性的条件下才能进行。根据工程试验，铁碳床微电解刚开始的效果很理想,特别是处理酸性的有机废水。传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。 新型催化活性微电解填料有具有高电位差的金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术冶炼生产而成，具有铁炭一体化、熔合催化剂、微孔架构式合金结构、比表面积大、比重轻、活性强、电流密度大、作用水效率高等特点。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定，可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。 新型填料技术特点： (1)阴阳极及催化剂通过高温冶炼形成铁炭一体化，保证“原电池”效应持 续作用。不会像铁炭物理混合组配那样容易出现阴阳极分离，影响原电池反应。 (2)填料通过高温冶炼形成架构式微孔合金结构，比表面积大，活性强，不 钝化、不板结，阴阳极针对不同废水进行配比，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果，反应速率快，一般工业废水只需要30-60分钟，长期运行稳定有效。
微电解工艺 微电解法是利用金属腐蚀的原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。该法具有适用范围处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源，具有以废治废的意义，使得该工艺技术自诞生开始，即在美、苏、日等国家引起广泛重视，已有很多的专利，并取得了一些实用性的成果。该工艺是在20世纪70年代应用到废水治理中的，而我国从20世纪80年代开始在这一领域的研究也已有不少文献报导。特别是近几年来，进展较快，在印染废水，电镀废水，石油化工以及含砷含氰废水的治理方面相继有研究报导，有的已投入实际运行。 基本原理 微电解反应器内的填料主要有两种：一种为单纯的铁刨花；另一种为铸铁屑与惰性碳颗粒（如石墨、活性炭、焦炭等）的混合填充体。两种填料均具有微电解反应所需的基本元素：Fe和C。低电位的Fe与高电位的C在废水中产生电位差，具有一定导电性的废水充当电解质，形成无数的原电池，产生电极反应和由此所引起的一系列作用，改变废水中污染物的性质，从而达到废水处理的目的。 ①电极反应 阳极（Fe）： Fe －2e → Fe2+ E（Fe / Fe2+）＝0.44V 阴极（C）： 2H＋＋2e → H 2 E(H＋/ H 2 )＝0.00V 当有氧存在时，阴极反应如下： O 2 ＋4H＋＋4e → 2H 2 O E (O 2 )＝1.23V O 2＋ 2H 2 O ＋4e → 4OH－ E（O 2 /OH－）＝0.41V 由上述反应的标准电极电位E0可知，酸性充氧条件下电极反应的E0最大，有 O 2 存在的情况下电极反应进行的最快，该反应不断消耗废水中的H+，使得ph值上升。因此，ph值低、酸度大时，氧的电极电位提高，微电池的电位差加大，促进了电极反应的进行。从理论上解释了酸性废水微电解反应效果好的原因。 ②氧化还原反应 铁的还原作用 铁是活泼金属，在酸性条件下可使一些重金属离子和有机物还原为还原态：（1）将汞离子还原为单质汞 （2）将六价铬还原为三价铬 （3）将偶氮型染料的发色基还原 （4）将硝基还原为胺基 铁的还原作用使废水中重金属离子转变为单质或沉淀物而被除去，使一些大分子染料降解为小分子无色物质，具有脱色作用，同时提高了废水的可生化性。 氢的氧化还原作用 电极反应中得到的新生态氢具有较大的活性。能与废水中许多组分发生氧化还原作用，破坏发色、助色基团的结构，使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化合物还原为胺基化合物，达到脱色的目的。一般地[H]是在Fe2+的共同作用下将偶氮键打断、将硝基还原为胺基。 ③电化学附集 在铁与碳化铁或其他杂质之间形成一个小的原电池，将在其周围产生一个电场，许多废水中存在着稳定的胶体如印染废水，当这些胶粒处于电场下时将产生电泳
微电解法 技术概述： 微电解法是利用金属腐蚀原理，形成原电池对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。该法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等优点，并使用废铁屑为原料，也不需要消耗电力资源，使得该工艺技术自诞生开始，即在美、苏、日等国家引起广泛重视，已有很多的专利，并取得了实用性的成果。该工艺是20世纪70年代应用到废水治理中的，而我国从20世纪80年代开始这一领域的研究，也已有不少文献报道。特别是近几年来，进展较快，在印染、造纸、电镀、石油化工废水以及含砷、含氰废水治理方面相继有运行报道。 微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H] 、Fe2 + 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2 + 进一步氧化成Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、
氧化- 还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。 传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。 铁碳微电解填料是目前处理印染、电镀、造纸、医药、硝基苯、苯胺、有机硅、印刷线路板、焦化、畜牧、双氧水化工、石油化工、橡胶助剂化工以及含苯环化工废水的一种理想工艺。 但是传统的微电解填料（铁屑+碳粒）有板结缺陷。 由我公司研发的铁碳微电解填料，突破了传统填料板结钝化的瓶颈，使得铁碳微电解技术被冰封之后重新得以推广。 铁碳微电解填料通过13000摄氏度的严格控温技术将铁及金属催化剂与炭包容在一起形成架构式铁炭结构。 ①此结构铁与炭永远是一体，不会像铁炭组配组合容易出现铁与炭分