[发明专利]一种制备高纯铜的方法及装置

权利要求书

1.一种高纯铜的制备方法，其特征在于其制备过程依次包括：

（1）配制硝酸铜溶液作为初始电解液；

硝酸铜初始电解液由6N级铜和符合GB/T626-2006优级纯硝酸反应制得，所用的水均为电阻率为18.25 MΩ•cm超纯水，配制的硝酸铜溶液中，铜离子浓度为40-200 g/L，pH值为0.5-1.5；

（2）将配制的硝酸铜溶液装入电解槽中；

（3）用4N级铜作为阳极，不锈钢板或钛板作阴极；

阳极板为4N级铜，阴极为不锈钢板或钛板，电解槽内同名极板间距为5-30cm ；

启动电解循环，进行直流电解，在阴极板上获得6N高纯铜，

向电解液中加入双氧水防止氮氧化物对阴极铜质量的影响，加入盐酸溶液避免银在阴极析出；

电流密度为100-200 A/m²，避免过高的电流密度造成溶液中NO₃^-放电，使电解环境恶化；

每日抽出适量电解液，并补充超纯水和优级纯硝酸，以保证电解液中铜离子浓度和pH值恒定，每日抽取电解液的量由铜离子浓度变化量计算得到；

电解槽中的电解液循环方式为上进下出平行流循环，保证电解槽内离子浓度和温度的均匀分布，保证阳极泥良好沉降；

所述电解过程中，电解温度为20-30 ℃恒温电解；

所述的加入双氧水的量为0.5-0.8 mL/L；盐酸加入量为100-500mL/t-Cu；

在电解过程中双氧水的加入周期为2-7天，加入双氧水的电解液在使用前需静置1-6 h，使过量的双氧水分解消失，避免其在电解时对阴极铜质量产生影响，盐酸的加入周期为2 h。

2.根据权利要求1所述的高纯铜的制备方法，其特征在于，配制的硝酸铜溶液中，优选铜离子浓度为50-100 g/L；优选电流密度为100-150 A/m²。

3.权利要求1所述的高纯铜的制备方法的装置，包括有电解槽和导电排，电解槽包括进液口、U型进液管、隔水板和出液口，导电排包括绝缘边、阳极导电排和阴极导电排，电解槽内设置有阴极板和阳极板，电解槽的槽边上设置有导电排，其特征在于，所述电解槽为上进下出平行流循环电解槽， U型进液管的两端与电解槽的槽体焊接在一起，在U型进液管内侧平行分布多个小孔，电解液由进液口流入U型进液管，向电解槽内阴阳极板间输送电解液，整个进液系统位于电解液面上方，进入槽中的电解液由隔水板从下方导出，从出液口流到槽外，完成循环；

所述导电排是由绝缘材料制成的整体，包括左、中、右三部分，每部分都间隔设有凹槽，其中导电排的左、右两部分凹槽底部铺设有铜板，即为阳极导电排，阳极板的阳极耳放在阳极导电排中与铜板相接触；导电排的中间部分凹槽底部铺设有铜棒，即为阴极导电排，阴极板放入阴极导电排中与铜棒相接触；所述阴极板和阳极板与导电排之间以双触点的形式接触，即阴极板和阳极板两端都通电，避免电解过程中由于一端接触不好而造成槽电压升高的现象。