[发明专利]用于工业铜电解精炼的方法

权利要求书

1.一种工业铜电解精炼方法，包括：在18℃至65℃的温度下，将至少一个待精炼的铜材料的阳极布置成与工业铜精炼电解液接触；将至少一个阴极布置成与所述电解液接触；将所述阳极和阴极电连接至电源，并在电势受控条件下运行所述电源，以使在施加所述条件的至少一部分的过程中，相对于所述阳极的所述铜材料计，所述阴极的电势为-0.30V至-0.55V并且在所述阴极上的电流密度至少为300A/m²，从而使得电解精炼铜的致密平滑层沉积在所述阴极上达到至少1分钟的时期，

其中所述条件包括电势恒定脉冲电解(PPE)条件，其中，施加在3至300范围内的多个阴极脉冲，相对于所述阳极的所述铜材料计，每个阴极脉冲均具有-0.30V至-0.55V范围内的恒定的电势，并且每个阴极脉冲均具有介于5秒和18000秒之间的持续时间，其中通过断路中断将所述脉冲按时间间隔开，每个断路中断均具有0.1秒至100秒范围内的持续时间。

2.一种工业铜电解精炼方法，包括：在18℃至65℃的温度下，将至少一个待精炼的铜材料的阳极布置成与工业铜精炼电解液接触；将至少一个阴极布置成与所述电解液接触；将所述阳极和阴极电连接至电源，并在电势受控条件下运行所述电源，以使在施加所述条件的至少一部分的过程中，相对于所述阳极的所述铜材料计，所述阴极的电势为-0.30V至-0.55V并且在所述阴极上的电流密度至少为300A/m²，从而使得电解精炼铜的致密平滑层沉积在所述阴极上达到至少1分钟的时期，

其中所述条件包括周期性电势反转(PPR)条件，其中相对于铜材料阳极计，施加电势在-0.30V至-0.55V范围内的阴极脉冲，施加的持续时间在5秒至18000秒的范围内，所述阴极脉冲之后，相对于所述铜材料阳极计，施加+0.05V至+0.60V范围内的阳极脉冲，由此所述阳极脉冲的持续时间比所述阴极脉冲的持续时间缩短至少50％，并且其中将由所述阴极脉冲和阳极脉冲形成的序列重复3次至30次。

3.一种工业铜电解精炼方法，包括：在18℃至65℃的温度下，将至少一个待精炼的铜材料的阳极布置成与工业铜精炼电解液接触；将至少一个阴极布置成与所述电解液接触；将所述阳极和阴极电连接至电源，并在电势受控条件下运行所述电源，以使在施加所述条件的至少一部分的过程中，相对于所述阳极的所述铜材料计，所述阴极的电势为-0.30V至-0.55V并且在所述阴极上的电流密度至少为300A/m²，从而使得电解精炼铜的致密平滑层沉积在所述阴极上达到至少1分钟的时期，

其中所述条件包括周期性电势反转(PPR)条件，其中相对于铜材料阳极计，施加电势在-0.30V至-0.55V范围内的阴极脉冲，施加的持续时间在5秒至18000秒的范围内，所述阴极脉冲之后，相对于所述铜材料阳极计，施加+0.05V至+0.60V范围内的阳极脉冲，由此所述阳极脉冲的持续时间比所述阴极脉冲的持续时间短，并且其中在所述阴极脉冲和阳极脉冲之间施加一段时间的断路条件，并将由所述阴极脉冲和阳极脉冲形成的序列重复3次至30次。

4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述电势反转时，在所述序列过程中将所述断路条件施加两次。

5.根据前述权利要求1或2或3中任一项所述的方法，其中所述至少一个阳极和至少一个阴极被布置成至少一对电极，并且其中成对的阴极和阳极之间的距离为5cm或更小。

6.根据前述权利要求1或2或3中任一项所述的方法，其中所述方法的电流效率为95％以上。

7.根据前述权利要求1或2或3中任一项所述的方法，其中使用了包含90g/dm³至200g/dm³的H₂SO₄以及1g/dm³至50g/dm³的Cu的电解质。

8.根据前述权利要求1或2或3中任一项所述的方法，其中所述方法是在18℃至65℃的温度下实施的。