过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (10): 1222-1229.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224041
李泓达, 汝娟坚*, 程明强
Hongda LI, Juanjian RU*, Mingqiang CHENG
摘要: 以摩尔比为1:2的氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂(ChCl-EG DES)为电解液,废白铜为阳极,钛片为阴极,在363 K和0.1~0.5 V槽电压下对废白铜进行电解分离,在阴极获得了高纯铜(Cu)。电化学测试表明,在ChCl-EG DES中金属铜溶解后以Cu(I)形式存在,0.5~2.5 mol/L CuCl浓度范围内Cu(I)的还原是一个准可逆过程。测试了Cu在低共熔溶剂中的动电位极化曲线,计算得出阳极溶解的表观活化能Ea仅为28.361 kJ/mol,表明Cu在ChCl-EG DES中的溶解过程受扩散控制。研究了杂质金属在溶解过程中的阳极极化曲线,结果表明,Sn最先被溶解进入到溶液中,而Ni和Fe的溶解电位均正于Cu,则以阳极泥的形式进行回收。电解实验发现,当槽电压升高时,直流电耗和电流效率均随之增加。当槽电压为0.5 V时,电化学回收废白铜的电流效率高达97.20%,直流电耗为216.94 kWh/t。在较高槽电压下(0.3~0.5 V),阴极铜的形貌为粒径30~50 μm的不规则块状,在0.4 V时获得的铜纯度高达99.95wt %。