李坚等：铜电解液中硫酸质量浓度和温度对明胶分解的影响 585 表2明胶分解反应的nk与温度的关系 Table 2 Relationship between the Ink of gelatin degradation and temperature H2S04质量浓度/ 明胶分解反应的 表观活化能， 序号 lnk-1/T的关系式 R (gL1) 速率常数，kh1 E/(kJ-mol-1) 150 nk=-89671T+25.403 0.976 k=1.1×10ep(-8967/m 74.55 165 nk=-8681/T+24.737 0.999 k=5.5×100ep(-8681/T) 72.17 3 180 lnk=-7887/T+22.554 0.996 k=6.2×10°xp(-7887/T） 65.57 从表2中可以看出：相同温度下，硫酸质量浓度在 的质量浓度或提高电解液温度，都必然加快添加剂明胶 150~180gL范围内每增加15gL,明胶分解反应 的分解，也意味着需要相应增加明胶的添加量，才能维持 速率常数将增大约1.2倍；而相同的硫酸质量浓度下， “活性胶”的有效质量浓度，满足对阴极铜的整平作用. 温度在55~70℃范围内每增加5℃，明胶分解反应速 2.4硫酸质量浓度和温度对明胶分解率的影响 率常数将增大约1.5倍.可见，与硫酸质量浓度相比， 明胶分解率φ为 温度对明胶质量浓度的影响更为显著.另外，随溶液 中硫酸质量浓度从150gL增加至180gL1,明胶分 p-Q-c (4) 解反应的表观活化能从74.55kJmo降低至65.57 根据图3的结果，可得到温度和硫酸质量浓度对 kJ·ml.因此，在铜电解生产中，增加电解液中硫酸 明胶分解率的影响，见图6所示 100 100 (HS0,质量浓度150gL )HS0,质量浓度165gL- 80 ■55℃ 80 55℃ ▲60℃ ▲60℃ ·65℃ ·65℃ ￥70℃ ￥70℃ 60 60 40 40 20 2 2 分解时问小 分解时间h 100 (H,S0,质量浓度180gL ■55℃ 80 460℃ 。65℃ ，70℃ 60 40 20 0 2 分解时间h 图6硫酸质量浓度和温度对明胶分解率的影响.(a)H2S04质量浓度150gL1:(b)H2S04质量浓度165gL1:(c)H2S04质量浓度 180g-L-1 Fig.6 Effects of H2 SO,concentration and temperature on the degradation rate of gelatin:(a)H2SO,concentration,150gL-:(b)H2SO con- centration,165gL:(c)H2SO concentration,180gL-李 坚等: 铜电解液中硫酸质量浓度和温度对明胶分解的影响 表 2 明胶分解反应的 lnk 与温度的关系 Table 2 Ｒelationship between the lnk of gelatin degradation and temperature 序号 H2 SO4 质量浓度/ ( g·L － 1 ) lnk － 1 /T 的关系式 Ｒ2 明胶分解反应的 速率常数，k / h － 1 表观活化能， E/( kJ·mol － 1 ) 1 150 lnk = － 8967 /T + 25. 403 0. 976 k = 1. 1 × 1011 exp( － 8967 /T) 74. 55 2 165 lnk = － 8681 /T + 24. 737 0. 999 k = 5. 5 × 1010 exp( － 8681 /T) 72. 17 3 180 lnk = － 7887 /T + 22. 554 0. 996 k = 6. 2 × 109 exp( － 7887 /T) 65. 57 图 6 硫酸质量浓度和温度对明胶分解率的影响． ( a) H2 SO4 质量浓度 150 g·L － 1 ; ( b) H2 SO4 质量浓度 165 g·L － 1 ; ( c) H2 SO4 质量浓度 180 g·L － 1 Fig． 6 Effects of H2 SO4 concentration and temperature on the degradation rate of gelatin: ( a) H2 SO4 concentration，150 g·L － 1 ; ( b) H2 SO4 con￾centration，165 g·L － 1 ; ( c) H2 SO4 concentration，180 g·L － 1 从表 2 中可以看出: 相同温度下，硫酸质量浓度在 150 ～ 180 g·L － 1范围内每增加 15 g·L － 1，明胶分解反应 速率常数将增大约 1. 2 倍; 而相同的硫酸质量浓度下， 温度在 55 ～ 70 ℃范围内每增加 5 ℃，明胶分解反应速 率常数将增大约 1. 5 倍． 可见，与硫酸质量浓度相比， 温度对明胶质量浓度的影响更为显著． 另外，随溶液 中硫酸质量浓度从 150 g·L － 1增加至 180 g·L － 1，明胶分 解反应的表观活化能从 74. 55 kJ·mol － 1 降低至 65. 57 kJ·mol － 1 ． 因此，在铜电解生产中，增加电解液中硫酸 的质量浓度或提高电解液温度，都必然加快添加剂明胶 的分解，也意味着需要相应增加明胶的添加量，才能维持 “活性胶”的有效质量浓度，满足对阴极铜的整平作用． 2. 4 硫酸质量浓度和温度对明胶分解率的影响 明胶分解率 φ 为 φ = C0 － C C0 ． ( 4) 根据图 3 的结果，可得到温度和硫酸质量浓度对 明胶分解率的影响，见图 6 所示． · 585 ·