[发明专利]一种脉冲电沉积制备铜砷合金的方法

说明书

本发明公开了一种脉冲电沉积制备铜砷合金的方法，以铜电解液为原料，通过脉冲电沉积工艺制备铜砷合金，铜砷合金表面的晶体生长和扩散时间充足，形成的合金表面更光滑，内部结构更致密，表面无明显的气泡或凸起，铜砷合金的耐腐蚀性能等明显提升。

技术领域

本发明属于铜砷合金制备技术领域，具体涉及一种脉冲电沉积制备铜砷合金的方法。

背景技术

我国是砷资源的储备大国，我国的砷储量是全球的70％，且我国约80％的砷资源都以伴生的方式都集中在铜矿中，在铜冶炼过程中砷以及其他杂质往往大量富集到铜电解液中，为了维持整个冶炼系统的物质平衡，需要对铜电解液进行净化，目前国内外主流的净化铜电解液的方式是旋流电积法。采用旋流电积法去除铜电解液中的砷锑铋等杂质后，砷主要存在于黑铜泥中。黑铜泥是危险固体废物，只能进行填埋处理。但黑铜泥中存在部分的Cu-As合金相，但该合金相结构不稳定，组织无定形，并且黑铜泥中铜砷含量较高但纯度低，并不能合成铜砷合金材料。

CN110453246A公开了一种从铜电解液中原位合成铜砷合金的方法，向铜电解液加入EDTMPA，降低铜的沉积电位，使铜和砷共同沉积，合成铜砷合金。该方法得到的铜砷合金纯度较高，但合金结构和性能还有待于进一步优化。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种脉冲电沉积制备铜砷合金的方法，该方法以铜电解液为原料，通过脉冲电沉积工艺，得到的铜砷合金内部结构更致密，合金表面更光滑，合金性能更优异。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种脉冲电沉积制备铜砷合金的方法，以铜电解液为原料，通过脉冲电沉积工艺制备铜砷合金。

作为优选，所述铜电解液中铜离子浓度为6～8g/L，砷离子浓度为2～3g/L，氢离子浓度为60～80g/L。

作为优选，所述铜电解液先进行预处理，其预处理工艺为：将铜电解液通过溶剂萃取法或化学沉淀法处理后，去除铜电解液中的锑、铋。

作为优选，所述脉冲电沉积工艺中，参比电极为硫酸亚汞电极，工作电极为导电碳布，辅助电极为铂电极。

作为优选，所述脉冲电沉积工艺中，电流密度为0.015A/cm²。

作为优选，所述脉冲电沉积工艺中，脉冲频率为20hz～5000hz。

作为优选，所述脉冲电沉积工艺中，占空比为50％～80％。

作为优选，所述脉冲电沉积工艺中，沉积时间不低于60min。

本发明的优势在于：

本发明的脉冲电沉积制备铜砷合金的方法，以铜电解液为原料，通过脉冲电沉积工艺制备铜砷合金，铜砷合金表面的晶体生长和扩散时间充足，形成的合金表面更光滑，内部结构更致密，表面无明显的气泡或凸起，合金的耐腐蚀性能等明显提升。

附图说明

图1是实施例1中铜砷合金的XRD图；

图2是实施例1中铜砷合金的Tafel极化曲线图；

图3是实施例1中铜砷合金的SEM图；

图4是实施例2中铜砷合金的XRD图；

图5是实施例2中铜砷合金的Tafel极化曲线图；

图6是实施例2中铜砷合金的SEM图；

图7是实施例3中铜砷合金的XRD图；

图8是实施例3中铜砷合金的Tafel极化曲线图；

图9是实施例3中铜砷合金的循环伏安曲线图；