Influența unor Parametrii Tehnologici Asupra Consumului Specific de Energie la Depunerea Electrochimică a Cuprului

Scopul lucrării constă în determinarea influenţei densităţii de curent asupra randamentului de curent şi a consumului specific de energie pentru procesul de depunere electrochimică a cuprului.

Introducere

Prin dizolvarea electrochimică a anodului de cupru impur, impurităţile mai electronegative trec in soluţie sub forma ionică; unele dintre acestea (zinc, fier,cobalt, nichel), caracterizate de potenţiale mult mai electronegative decât potenţialul cuprului, nu pot fi incluse în depunerea catodică chiar dacă se acumulează în soluţie concentraţii foarte mari. Prezenţa acestor impurităţi în soluţie, pe măsura acumulării lor, reduce solubilitatea sulfatului de cupru, modifică structura stratului dublu electric împiedicând transferul ionilor de cupru sau determinând reacţii de oxido-reducere nedorite.

Impurităţile caracterizate de potenţiale puţin mai electronegative decât potenţialul cuprului (arsen, stibiu, bismut) vor trece in soluţie in procesul polarizării anodice.

Impurităţile electropozitive ajung în nămolul anodic sub forma atomică; pe măsura dizolvării granulelor de cupru care înconjoară cristaliţii metalelor electropozitive, acestea se desprind din masa anodului, căzând la fundul electrolizorului. Una dintre particularităţile procesului de rafinare o constituie diferenţa între cantitatea de cupru dizolvată şi cea depusă la catod; excesul de cupru se găseşte atât in soluţie, sub forma ionică, cât şi în nămolul anodic.

Reacţiile care au loc la electrozi sunt următoarele:

-la catod: Cu2+ + 2e → Cu

-la anod: Cu - 2e → Cu2+

În soluţia de sulfat de cupru, în prezenţa cuprului metalic se stabileşte echilibrul:

CuSO4 + Cu f Cu2SO4

Una dintre reacţiile secundare o constituie dizolvarea chimică a cuprului în medii acide în prezenţa oxigenului:

Aparatura si modul de lucru

Celula de electroliză este formată dintr-un vas de sticlă (1) care conţine soluţia de electrolit (CuSO4-125 g/l + H2SO4 -50 g/l + alcool etilic-50 g/l) şi în care sunt imersaţi electrozii (doi anozi de cupru scurtcircuitaţi şi un catod de cupru plasat echidistant faţă de anozi). Anozii celulei (2) sunt fixaţi rigid şi paralel într-un capac iar catodul (3), după o curăţire prealabilă, se fixează între cei doi anozi. Curăţirea catodului se realizează prin frecare cu hârtie de şmirghel, degresare cu Na2CO3, spălare cu apă de robinet, apoi cu apă distilată şi uscare cu hârtie de filtru şi apoi în etuvă. Schema instalaţiei de lucru este prezentată în figură.