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(yáng)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(yáng)極定向移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極定向移動(dòng)，通過(guò)控制一定的技術(shù)條件，欲獲得的金屬陽(yáng)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(yáng)極反應(yīng)：

陰極得到的電子需要通過(guò)陽(yáng)極失去電子來(lái)平衡。陽(yáng)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(guò)溶液告訴旋流來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(yáng)極（正極）和陰極進(jìn)行轉(zhuǎn)移。陽(yáng)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(yáng)極上失掉的電子平衡。陽(yáng)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(lái)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(guò)程是電解溶液通過(guò)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(guò)選擇性電解的作用從電解溶液中分離出來(lái)并吸附至陰極板上。桶狀產(chǎn)品通過(guò)專(zhuān)用產(chǎn)品采集裝置進(jìn)行采集，粉體產(chǎn)品通過(guò)專(zhuān)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(guò)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(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)流量、液位、溫度等的自主檢測(cè)，確保規(guī)?；a(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；