旋流電解銅工作原理

所有的電解技術(shù)均建立在電化學(xué)基礎(chǔ)理論之上，旋流電解技術(shù)也不例外。傳統(tǒng)的電解技術(shù)是將陰陽極放置在緩慢流動(dòng)或停滯的槽體內(nèi)，在電場(chǎng)的作用下，陰離子向陽極定向移動(dòng)，陽離子向陰極定向移動(dòng)，通過控制一定的技術(shù)條件，欲獲得的金屬陽離子在陰極得到電子沉積析出，從而得到電解產(chǎn)品。

陰極反應(yīng)：

金屬離子在陰極得到電子形成金屬

Me⁺_(aq)+e^- →Me_(S)

陽極反應(yīng)：

陰極得到的電子需要通過陽極失去電子來平衡。陽極有幾個(gè)可能的反應(yīng)，最主要的反應(yīng)是溶液中的水氧化產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)如下：

2H₂O → O_2(g)+4H⁺+4e^-

當(dāng)電解液中的金屬濃度降低時(shí)，很難保證金屬在陰極還原而不發(fā)生其它反應(yīng)。在金屬濃度較低時(shí)最容易發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是氫氣的產(chǎn)生，如下：

2H⁺_(aq)+2e^- → H_2(g)

旋流電解技術(shù)是基于各金屬離子理論析出電位（E￠）的差異，即欲被提取的金屬只要與溶液體系中其他金屬離子有較大的電位差，則電位較正的金屬易于在陰極優(yōu)先析出，其關(guān)鍵是通過溶液告訴旋流來消除濃差極化等對(duì)電解的不利因素，避免了在傳統(tǒng)電解過程受多種因素（離子濃度、析出電位、濃差極化、超電位、pH值等）影響的限制，可以通過簡(jiǎn)單的技術(shù)條件生產(chǎn)出高質(zhì)量的金屬產(chǎn)品。

以硫酸銅溶液的電解（電積）過程為例，旋流電解裝置中發(fā)生的反應(yīng)如下：

直流電使得電子在陽極（正極）和陰極進(jìn)行轉(zhuǎn)移。陽極上進(jìn)行的反應(yīng)消耗電子（氧化反應(yīng)），陰極上的反應(yīng)是得到電子的反應(yīng)（還原反應(yīng)）。

2價(jià)銅離子在陰極表面被還原成金屬銅：

2Cu²⁺_(aq) + 4e^-®2Cu_(s) (1)

在陰極上得到的電子必須與在陽極上失掉的電子平衡。陽極上發(fā)生的反應(yīng)可能性有多種，最可能發(fā)生的水的析氧反應(yīng)。

2H₂O_(l)®O_2(g) + 4H⁺ + 4e^- (2)

把反應(yīng)1和反應(yīng)2進(jìn)行歸納，總反應(yīng)可以表述如下：

Cu²⁺_(aq) + H₂O_(l)®?O_{2 (g)} + 2H⁺ + Cu_(s) (3)

示意圖：

電流效率主要由除了銅在陰極還原的反應(yīng)之外的其它反應(yīng)來決定。理想狀態(tài)下，在陰極發(fā)生的反應(yīng)是銅離子在陰極還原形成銅金屬。如果這是唯一的一個(gè)陰極反應(yīng)的話，電流只是用于沉積銅離子，此時(shí)電流效率為100%

當(dāng)電解液中的銅濃度降低時(shí)，很難保證銅在陰極還原而不發(fā)生其它反應(yīng)。在銅濃度較低時(shí)最容易發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是氫氣的產(chǎn)生，如下：

2H⁺_(aq)+2e^- → H_2(g)

旋流電解裝置概述

旋流電解裝置是集工藝裝備、電氣設(shè)備與控制系統(tǒng)于一體的綜合系統(tǒng)。工藝過程是電解溶液通過溶液輸送泵從貯槽送到按設(shè)計(jì)排列與布局的旋流電解槽內(nèi)，溶液在裝置體系內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)，有價(jià)金屬離子通過選擇性電解的作用從電解溶液中分離出來并吸附至陰極板上。桶狀產(chǎn)品通過專用產(chǎn)品采集裝置進(jìn)行采集，粉體產(chǎn)品通過專用粉體采集系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行。桶狀產(chǎn)品進(jìn)一步通過后序配套的產(chǎn)品加工裝置制成板體產(chǎn)品。與之配套的能夠在高電流密度、高效率運(yùn)作的智能電源分配裝置系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)，采用冗余硬件系統(tǒng)和全數(shù)字軟件式高精度觸發(fā)調(diào)節(jié)控制器，雙工熱備用，抗諧波干擾、抗強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，與總控PLC系統(tǒng)通訊共同完成電解電流的智能控制。結(jié)合自動(dòng)控制系統(tǒng)專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中對(duì)流量、液位、溫度等的自主檢測(cè)，確保規(guī)模化生產(chǎn)中準(zhǔn)確性與可靠性操作。

旋流電解技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

a.應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，可用于多個(gè)行業(yè)；

b.廣泛的原料適應(yīng)性，同一裝置可處理多種金屬，可選擇性的對(duì)金屬進(jìn)行電解沉積；

c.靈活多樣，可根據(jù)客戶需求，針對(duì)性的進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)；

d.便攜式、模塊化組件，裝配方便，模塊化安裝，占地小，空間利用率高；

e.金屬回收、分享徹底，可進(jìn)行ppm級(jí)的金屬回收和分離；

f.很容易將您回收的溶液中的金屬離子降到1000ppm以下，將您需要回收的有價(jià)金屬制成板體或粉狀產(chǎn)品（> 99.96%）；

g.溶液閉路循環(huán)，有效的回收溶液里的酸，避免酸霧排放，安全環(huán)保；

h.較高的電流密度及電流效率

i.流程簡(jiǎn)化，大大降低您的運(yùn)營(yíng)成本，降低您的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；

j.與傳統(tǒng)電解技術(shù)相比，使用旋流電解技術(shù)至少可以提前18個(gè)月到36個(gè)月收回成本期；改善產(chǎn)品純度，提高盈利能力達(dá)到快速盈利，擁有更高資金回報(bào)率；