Effect of Lead and Oxygen on the Passivation of Copper Anodes

Abstract

The effect of lead and oxygen upon the passivation of copper anodes during electro refining was investigated in sulfuric acid at 65.0 ± 0.2°C by electrochemical methods and by surface analysis. CuO was present in the copper matrix. It was generated through oxidation of Cu₂O present during heat treatment. It was found that CuO accelerates the dissolution of the anode. The voltammetric technique showed that a higher quantity of lead increases the passivation of copper. When both lead and oxygen were present, less passivation was observed. Voltammetric reduction of the passive layer showed the presence of CuO, Cu₂O and lead compounds. Surface analysis confirmed the presence of CuO and Cu₂O in the passive layer. Finally, the impedance results have demonstrated that a three step mechanism with two adsorbed species can be employed to explain this passivation reaction. © 1999 Canadian Institute of Mining and Metallurgy Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Résumé

L'effet du plomb et de l'oxygène sur la passivation des anodes de cuivre lors de l'électroraffinage en milieu d'acide sulfurique à une température de 65± 0.2°C a été étudié a l'aide de méthodes électrochimiques et d'analyses de surface. Le CuO était present dans la matrice de cuivre. Ii a été généré par l'oxidation du Cu₂O présent lors du traitement thermique. On a observé que le CuO accélère la dissolution de l'anode. Les techniques voltampérométriques ont montré que plus la quantité de plomb est élevée, plus la passivation du cuivre augmente. Lorsque le plomb et l'oxygène sont tous les deux présents, la passivation observée est moins importante. La reduction voltampérométrique de la couche passive a démontré la présence de CuO, de Cu₂O et de composés de plomb. L'analyse de surface a confirmé la présence de CuO et de Cu₂O dans la couche passive. Finalement, les résultats d'impédance ont démontré qu'un mécanisme a trois étapes ayant deux espéces adsorbées peut être utilisé pour expliquer la réaction de passivation. © 1999 Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.