
В последние дясителятия процесс электролиза стал предпочтительным методом производства катодной меди из труднообогатимых медных порфированных руд в нескольких месторождений Казахстана. Во всем мире, около 30% производства меди и более 85% цинка производится с помощью процесса электролиза, которым предшествуют этапы выщелачивания и переработки растворов в жидкостной экстракции. Процесс электролиза в основном является наиболее энегоемкой частью технологии, вречет за собой значительную часть операционных расходов. Затраты на электроэнергию для процесса электролиза может достигать до 60% от общей себестоимости производства катодной меди. Более того, передел электролиза является наиболее важным этапом процесса в отношении качества получаемого продукта, катодной меди высшего качества Cu - 99,997%, соответствующей требованиям международных стандартов. Учитывая текущие экономические обстоятельства и неопределенность в отношении альтернативных источников электроэнергии и доступность электроэнергии, важно, чтобы дальнейшие исследования процесса электролиза проводились с целью снижения энергопотребления, снижению себестоимости и улучшению качества продукции. Затраты электрической энергии в мировом производстве меди и цинка в настоящее время превышает 6000 ГВтч/год. Даже небольшая экономия на 1%, не только сэкономит затраты на электроэнергию, но и значительно уменьшит углеродный след отрасли производства электроэнергии. На многих заводах по производству катодной меди с использованием технологии кучного выщелачивания, жидкостной экстракции и электролиза, в первую тройку статьей операционных расходов входит затраты на энергопотребление. В основном электричество потребляется на электрохимические процессы в электролизе, где ток окисляет насыщенный медью электролит с экстракции, производит газообразный кислород, приводит к перенапряжению анодом и усиливает анодный потенциал. Несмотря на высокий эксплуатационный потенциал и подверженность коррозии, сплавы на основе свинца по-прежнему доминируют в проектных решениях при разработке аппаратурной схемы электролиза катодной меди методом SX-EW. Поскольку чистый свинец механически слаб, для процесса электролиза используют аноды из сплава свинец-кальций-олово (аноды Pb-Ca-Sn), которые используются в электролизе меди и никеля, а также свинцово-серебряных (аноды Pb-Ag), используемых в производстве цинка. Следствием реакции выделения кислорода на аноде происходят процессы коррозии. Первоначально, на поверхности анода образуется непроводящий слой сульфата свинца, образование гидратированных оксидов свинца (II) и, затем, проводящего слоя диоксида свинца, который помогает в выделении кислорода. По мере прохождения тока через анод, на поверхности развивается внутреннее напряжение и происходит растрескивание защитного внутреннего слоя анода. Выделяющийся кислород вызывает шелушение продуктов коррозии с поверхности анода. Растворимые ионы свинца, взвешенный диоксид свинца и частицы сульфата загрязняют элетроосждаемую катодную медь. Для поддержания физико-химических свойств свинцовых анодов, в электролизе катодной меди добавляют реагенты, например сульфат марганца и сульфат кобальта. Эти реагенты добавляют в электролиты меди для поддержания рабочего потенциала и минимизации коррозии анодов. Однако имеются также данные о том, что присутствие низких концентраций ионов марганца может увеличить коррозию анодов в электролизных ваннах. Учитывая кратко описанные трудности в эксплуатации свинцовых анодов, необходимы серьезные исследования и разработки, с целью улучшения производительности анодов с точки зрения снижения перенапряжения и скорости коррозии.