2025年電解精煉工理論培訓考試試題(含答案)一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.電解精煉銅過程中，電解液的主要成分是（）A.硫酸亞鐵與硫酸銅溶液B.硫酸與硫酸銅溶液C.鹽酸與氯化銅溶液D.硝酸與硝酸銅溶液答案：B2.電解精煉時，陽極發(fā)生的主要反應是（）A.金屬離子還原析出B.金屬氧化溶解C.雜質(zhì)離子還原D.水的電解答案：B3.電解槽中，陰極電流密度的常用單位是（）A.A/m2B.A·hC.g/(A·h)D.V答案：A4.電解精煉中，陽極泥的主要成分不包括（）A.金、銀等貴金屬B.鉛、鉍等難溶金屬化合物C.銅離子D.硒、碲等非金屬元素答案：C5.電解液溫度升高時，下列說法錯誤的是（）A.溶液黏度降低B.離子遷移速度加快C.電流效率一定提高D.可能加劇雜質(zhì)溶解答案：C6.電解精煉中，控制電解液循環(huán)的主要目的是（）A.降低溶液溫度B.均勻溶液成分，減少濃差極化C.增加溶液體積D.減少陽極泥脫落答案：B7.電流效率的計算公式為（）A.（實際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量）×100%B.（理論產(chǎn)量/實際產(chǎn)量）×100%C.（電流強度/時間）×100%D.（電壓/電阻）×100%答案：A8.電解槽中，陰陽極的極距通?？刂圃冢ǎ〢.5-10mmB.20-40mmC.100-150mmD.200-300mm答案：B9.下列雜質(zhì)中，對電解精煉銅危害最大的是（）A.鎳（Ni）B.鐵（Fe）C.砷（As）D.銀（Ag）答案：C（砷易與銅形成砷化氫氣體，且影響陰極銅質(zhì)量）10.電解精煉中，添加骨膠的主要作用是（）A.提高溶液導電性B.抑制陰極枝晶生長，改善結(jié)晶C.降低溶液酸度D.促進陽極溶解答案：B11.電解槽槽電壓的組成不包括（）A.陽極極化電壓B.陰極極化電壓C.溶液歐姆電壓降D.變壓器損耗電壓答案：D12.電解精煉過程中，若電解液中硫酸濃度過低，可能導致（）A.陽極溶解過快B.陰極銅結(jié)晶粗糙C.溶液導電性增強D.電流效率顯著提高答案：B（硫酸濃度低會降低溶液導電性，導致陰極極化增大，結(jié)晶粗糙）13.陽極銅中硫含量過高時，電解過程中可能出現(xiàn)（）A.陽極泥量減少B.電解液酸度快速下降C.陽極表面形成鈍化膜D.陰極銅含硫超標答案：C（硫與銅形成硫化物附著在陽極表面，阻礙溶解）14.電解精煉中，陰極銅的致密性主要取決于（）A.電解液溫度B.電流密度與添加劑C.陽極銅成分D.循環(huán)流量答案：B15.下列關(guān)于電解槽絕緣的說法，錯誤的是（）A.槽體與地面需絕緣，防止漏電B.導電銅排與槽體間需絕緣C.絕緣材料應定期檢查，避免老化D.電解槽無需接地答案：D（電解槽需接地以確保安全）16.電解精煉停車時，正確的操作順序是（）A.先停電流，再停循環(huán)，最后取出陰極B.先停循環(huán)，再停電流，最后取出陰極C.先取出陰極，再停循環(huán)，最后停電流D.先停電流，再取出陰極，最后停循環(huán)答案：A17.電解液中銅離子濃度過低時，可能導致（）A.陰極析出氫氣B.陽極溶解加快C.溶液導電性增強D.電流效率提高答案：A（銅離子不足時，氫離子可能在陰極還原）18.電解精煉中，陽極泥率（陽極泥質(zhì)量/陽極質(zhì)量）通常為（）A.0.1%-0.5%B.1%-3%C.5%-10%D.15%-20%答案：B19.下列設備中，不屬于電解精煉系統(tǒng)的是（）A.整流機組B.陽極爐C.循環(huán)泵D.凈液槽答案：B（陽極爐屬于火法精煉設備）20.電解精煉中，控制陰極銅含氧量的關(guān)鍵是（）A.控制電解液溫度B.控制陽極銅含氧量C.增加循環(huán)流量D.提高電流密度答案：B（陽極銅中的氧在電解時進入電解液，影響陰極銅質(zhì)量）二、判斷題（每題1分，共10分）1.電解精煉的目的是將粗金屬提純?yōu)楦呒兌冉饘?，同時回收有價雜質(zhì)。（）答案：√2.電解過程中，陽極電流密度等于陰極電流密度。（）答案：√（同一電解槽中陰陽極面積相同，電流相等）3.電解液中添加鹽酸的主要作用是沉淀鉛離子，防止其進入陰極。（）答案：√（Pb2+與Cl?生成PbCl?沉淀）4.電流效率低于100%的主要原因是部分電流用于雜質(zhì)離子還原或析氫反應。（）答案：√5.電解槽槽電壓越高，電流效率一定越高。（）答案：×（電壓過高可能導致副反應加劇，電流效率下降）6.陽極泥的主要回收價值在于其中的銅含量。（）答案：×（主要價值是金、銀等貴金屬）7.電解液循環(huán)速度越快，越有利于電解過程，因此應盡可能提高循環(huán)量。（）答案：×（循環(huán)過快會增加能耗，且可能沖落陽極泥）8.陰極銅表面出現(xiàn)樹枝狀結(jié)晶（枝晶），主要是因為電流密度過低。（）答案：×（電流密度過高或添加劑不足時易出現(xiàn)枝晶）9.電解精煉停車時，若突然斷電，應立即關(guān)閉循環(huán)泵。（）答案：×（應保持循環(huán)，防止溶液成分不均導致陰極腐蝕）10.電解車間的酸霧主要來自電解液蒸發(fā)，可通過加強通風和添加抑霧劑控制。（）答案：√三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述電解精煉銅的基本原理。答案：電解精煉銅以粗銅為陽極，純銅薄片為陰極，硫酸銅和硫酸的混合溶液為電解液。通直流電后，陽極粗銅中的銅及電位比銅負的金屬（如鐵、鎳）溶解為離子進入電解液，電位比銅正的金屬（如金、銀）不溶解，形成陽極泥。電解液中的Cu2+在陰極獲得電子還原為純銅析出，而電位比銅負的金屬離子（如Fe2+、Ni2+）因析出電位高于銅，不會在陰極還原，從而實現(xiàn)銅的提純。2.列舉影響電流效率的主要因素，并說明如何提高電流效率。答案：主要因素：（1）雜質(zhì)離子濃度（如As、Sb、Bi等易形成“漂浮陽極泥”，導致短路）；（2）電流密度（過高易析氫，過低效率低）；（3）電解液溫度（過低黏度大，過高副反應多）；（4）添加劑（如骨膠、硫脲可改善結(jié)晶，減少枝晶短路）；（5）極距（過小易短路，過大電壓損失大）。提高措施：控制雜質(zhì)含量（通過凈液去除有害雜質(zhì)）；優(yōu)化電流密度（根據(jù)工藝要求調(diào)整）；穩(wěn)定電解液溫度（通常55-65℃）；合理添加添加劑；保持適當極距（25-35mm）；定期清理陰極表面枝晶，防止短路。3.電解液中硫酸的作用有哪些？濃度過高或過低會產(chǎn)生什么影響？答案：硫酸的作用：（1）提高溶液導電性（H+遷移速度快）；（2）抑制Cu2+水解，防止氫氧化銅沉淀；（3）降低陽極極化，促進粗銅溶解。濃度過高的影響：（1）增加溶液對設備的腐蝕性；（2）可能導致陰極銅表面出現(xiàn)“結(jié)粒”（硫酸過高時，Cu2+濃度相對降低，結(jié)晶粗糙）；（3）提高電解液黏度，影響離子遷移。濃度過低的影響：（1）溶液導電性下降，槽電壓升高，電耗增加；（2）Cu2+易水解生成沉淀，堵塞循環(huán)系統(tǒng)；（3）陰極極化增大，結(jié)晶粗糙，易出現(xiàn)枝晶。4.陽極泥的形成過程及主要處理步驟是什么？答案：形成過程：電解時，粗銅陽極中電位比銅正的金屬（如金、銀、鉑）和不溶性化合物（如PbSO4、SnO2）不溶解，與未完全溶解的銅顆粒、機械夾雜的雜質(zhì)一起沉積在陽極底部，形成陽極泥。處理步驟：（1）洗滌：用熱水或稀酸洗滌陽極泥，去除附著的電解液；（2）干燥：降低水分含量；（3）火法處理：通過熔煉（如加熔劑造渣）分離銅、鉛等賤金屬，富集貴金屬；（4）濕法處理：用王水溶解金、鉑，用硝酸溶解銀，通過置換或電解提取純金屬；（5）提純：對粗金、粗銀進行電解精煉，得到99.99%以上的產(chǎn)品。5.電解精煉過程中，若發(fā)現(xiàn)陰極銅表面出現(xiàn)“黑膜”，可能的原因及處理措施是什么？答案：可能原因：（1）電解液中雜質(zhì)（如砷、銻、鉍）含量過高，與銅形成脆性化合物附著在陰極表面；（2）電流密度過低，導致陰極極化不足，結(jié)晶疏松，吸附雜質(zhì)；（3）電解液溫度過低，離子遷移速度慢，局部Cu2+濃度不足，雜質(zhì)優(yōu)先吸附；（4）循環(huán)流量過小，溶液成分不均，局部區(qū)域雜質(zhì)富集。處理措施：（1）加強凈液操作（如電積法、置換法），降低雜質(zhì)濃度；（2）適當提高電流密度（在工藝允許范圍內(nèi)），增加陰極極化；（3）調(diào)整電解液溫度至工藝要求（如55-65℃）；（4）增大循環(huán)流量（通?？刂圃?.1-0.3m3/(h·槽)），均勻溶液成分；（5）檢查陽極質(zhì)量，更換雜質(zhì)含量超標的陽極。四、計算題（每題10分，共20分）1.某電解車間有100臺電解槽，每臺槽的陰極面積為2m2，電流密度為300A/m2，電解時間為24小時，電流效率為95%。已知銅的電化當量為1.185g/(A·h)，計算該車間24小時的陰極銅實際產(chǎn)量（單位：噸）。答案：（1）單槽電流I=電流密度×陰極面積=300A/m2×2m2=600A（2）總電流I總=單槽電流×槽數(shù)=600A×100=60000A（3）理論產(chǎn)量m理=電化當量×總電流×時間=1.185g/(A·h)×60000A×24h=1.185×60000×24g計算得：1.185×60000=71100；71100×24=1,706,400g=1706.4kg=1.7064噸（4）實際產(chǎn)量m實=理論產(chǎn)量×電流效率=1.7064噸×95%=1.621噸答：該車間24小時實際產(chǎn)量為1.621噸。2.某電解槽電解液體積為5m3，初始Cu2+濃度為45g/L，電解48小時后，測得Cu2+濃度為40g/L。若電流效率為96%，銅的電化當量為1.185g/(A·h)，計算該電解槽的平均電流（單位：A）。答案：（1）Cu2+減少量Δm=體積×（初始濃度-最終濃度）=5m3×(45g/L-40g/L)=5000L×5g/L=25,000g=25kg（2）理論消耗的銅量m理=Δm/電流效率=25kg/0.96≈26.0417kg=26,041.7g（3）根據(jù)法拉第定律，m理=電化當量×電流×時間電流I=m理/(電化當量×時間)=26,041.7g/(1.185g/(A·h)×48h)≈26,041.7/(56.88)≈458A答：該電解槽的平均電流約為458A。五、綜合分析題（共20分）某電解精煉銅車間突然出現(xiàn)槽電壓普遍升高（較正常水平升高0.2-0.3V），同時陰極銅表面出現(xiàn)較多顆粒狀結(jié)晶，分析可能原因及處理措施。答案：可能原因分析：（1）電解液成分異常：①Cu2+濃度過低：Cu2+不足時，陰極極化增大，槽電壓升高；同時，H+可能參與還原，導致陰極結(jié)晶粗糙（顆粒狀）。②硫酸濃度過低：溶液導電性下降，歐姆電壓降增大，槽電壓升高；硫酸不足時，Cu2+易水解生成沉淀，堵塞陽極表面，增加陽極極化。③雜質(zhì)離子（如Fe2+、Ni2+）濃度過高：雜質(zhì)離子會增加溶液電阻，同時可能在陽極表面形成氧化膜，阻礙溶解，導致陽極極化增大。（2）陽極問題：①陽極鈍化：陽極銅中硫、鉛等雜質(zhì)含量過高，或陽極表面附著大量陽極泥，形成鈍化膜，阻礙銅溶解，導致陽極極化電壓升高。②陽極尺寸偏差：陽極厚度不均或變形，導致極距局部減?。ㄉ踔炼搪罚┗蛟龃?，局部區(qū)域電流密度異常，槽電壓整體升高。（3）陰極問題：①陰極表面枝晶生長：添加劑（如骨膠、硫脲）不足時，陰極易生成枝晶，枝晶與陽極接觸導致局部短路，其他區(qū)域電流密度被迫升高，槽電壓增大；同時，枝晶周圍溶液成分不均，結(jié)晶粗糙。②陰極銅剝離不徹底：上周期陰極銅未完全剝離，殘留銅層導致陰極有效面積減小，電流密度升高，槽電壓增大。（4）設備與操作問題：①循環(huán)泵故障：電解液循環(huán)流量降低，溶液成分不均，局部區(qū)域Cu2+濃度過低，濃差極化增大，槽電壓升高；同時，陽極泥無法及時帶走，堆積在陽極表面，增加電阻。②導電板接觸不良：陽極或陰極與導電板接觸電阻增大，導致槽電壓額外升高。處理措施：（1）檢測電解液成分：快速分析Cu2+、H2SO4、Fe2+、Ni2+濃度，若Cu2+過低（正常40-50g/L），補充硫酸銅；若硫酸過低（正常180-220g/L），添加濃硫酸；若雜質(zhì)過高，啟動凈液系統(tǒng)（如電積脫雜或離子交換）。（2）檢查陽極質(zhì)量：取樣分析陽極銅成分（重點關(guān)注S、Pb含量），更換不合格陽極；清理陽極表面附著的陽極泥（可通過陽極預處理或優(yōu)化電解條件減少泥層厚度）。（3）調(diào)整添加劑：補充骨膠（正常添加量5