CYCLIC VOLTAMETRIC STUDIES OF THE EFFECT OF NICKEL ON COPPER ANODE PASSIVATION IN A COPPER SULFATE SOLUTION

Anode passivation is a challenging problem in copper electrorefining. As the quality of the ore is lowered and the amount of nickel in the unrefined anode increases it is expected that the effect of the presence of nickel, in the anode and in the electrolyte, on the anode passivation will become prominent. Cyclic voltammetry (CV) was applied to determine the behaviour of copper anodes with nickel content ranging from 0 to 10 wt%. The cell electrolyte consisted of 160 g/L H2SO4, 40 g/L Cu2+ and either 0 or 10, 20, 30 or 40 g/L Ni2+. The oxygen content of the anodes and the electrolyte was also measured and kept to a minimum. The results indicate that a porous Cu2O/CuO layer forms or precipitates on the surface of that layer along with NiSO4.mH2O. It is concluded that the diffusion coefficient of Cu2+ decreases for nickel ion concentrations of 10, 20 and 40 g/L and increases for nickel ion concentrations of 30 g/L. The anomaly was not observed during studies on physicochemical properties of the electrolyte. The results are supported by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electron probe microanalysis (EPMA) investigation.La passivation de l'anode est un problème difficile dans l'électroaffinage du cuivre. À mesure que la qualité du minerai diminue et que la quantité de nickel dans l'anode non raffinée augmente, on s'attend à ce que l'effet de la présence du nickel dans l'anode et dans l'électrolyte prédominera dans la passivation de l'anode. On a utilisé la voltampèremétrie cyclique (CV) pour déterminer le comportement des anodes de cuivre avec une teneur en nickel variant de 0 à 10% en poids. L'électrolyte de la cellule consistait en 160 g/L H2SO4, 40 g/L Cu2+ et soit 0, 10, 20, 30 ou 40 g/L Ni2+. On a également mesuré et maintenu à un minimum la teneur en oxygène des anodes et de l'électrolyte. Les résultats indiquent qu'une couche poreuse de Cu2O/CuO se forme ou précipite à la surface de cette couche en même temps que le NiSO4.mH2O. On conclut que le coefficient de diffusion du Cu2+ diminue aux concentrations de l'ion nickel de 10, 20 et 40 g/L et augmente aux concentrations de l'ion nickel de 30 g/L. On n'a pas observé cette anomalie lors de l'étude des propriétés physicochimiques de l'électrolyte. L'investigation par diffraction des rayons X (XRD), par microscopie électronique à balayage (SEM) et par microanalyse par électrons (EPMA) supporte ces résultats.