用磁場的協(xié)同作用改善Cu²⁺的擴散性能和強化銅電解的自凈化過程,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,進行不同流速下強磁場磁化銅電解液的實驗,研究了洛倫茲力和磁場梯度力對Cu²⁺擴散性能、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和水平取向磁場強化銅電解的機理。結(jié)果表明:磁場能強化對流、減弱氫鍵締合程度、降低離子水合作用、提高體系能量、促進Cu²⁺擴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陰極銅表觀質(zhì)量;但是,磁場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)致磁場的協(xié)同作用失效。在磁化銅電解過程中,存在一個提高陰極銅質(zhì)量的最佳循環(huán)流速。 

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

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

試驗裝置示意圖

圖3給出了施加不同取向磁場雜質(zhì)離子濃度隨循環(huán)流速變化的趨勢。如圖3所示，施加磁場后雜質(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流速對雜質(zhì)離子濃度的影響不同。施加垂直取向磁場時，As5+濃度隨著流速增加呈減小的趨勢，而Sb3+和Bi3+濃度則較為復(fù)雜，流速為0.6 m/s時出現(xiàn)極小值。施加水平取向磁場時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程中形成漂浮陽極泥的概率。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，施加水平取向磁場可最大程度地促進陰極析出速度，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)凈化研究進展[J]. 梁永宣,陳勝利,郭學(xué)益.  中國有色冶金. 2009(04)



本文編號：3308237