除铜车间的阳极铜 阴极铜板的用途

变化多端的铜阳极_百度文库
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变化多端的铜阳极
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一种铜阳极板浇铸用脱模剂的使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种铜阳极板浇铸用脱模剂的使用方法,包括以下步骤:制备脱模剂乳浊液;喷涂脱模剂乳浊液;脱模剂乳浊液形成脱模剂保护层;脱模剂保护层烧结形成脱模剂烧结层;脱模剂烧结层与阳极板脱离。通过本方法可以使脱模剂在铜模表面形成一层脱模剂烧结层,降低铜模与阳极板粘连情况的发生,减少阳极板板面气孔鼓泡,提高阳极板质量,保护铜模,延长其使用寿命。
【专利说明】一种铜阳极板浇铸用脱模剂的使用方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及铜阳极板浇铸用脱模剂的使用方法。
【背景技术】
[0002]现行的铜冶炼工艺阳极铜的浇铸过程中,奥托昆普圆盘浇铸机已经被广泛使用,而圆盘浇铸机使用的模具类型分为钢模和铜模,生产过程中钢模不会发生阳极板粘模的现象,但钢模损坏后铜生产企业无法完成修复与加工,必须到其他的相关企业加工,延误生产进度,增加生产成本。而铜模损坏后,可以由生产企业自行组织浇铸,大大提高了生产便利,但是由于铜模和浇铸出来的阳极铜板存在粘模的现象,所以在使用铜模时为了保护铜模减少避免粘模现象的发生,必须使用脱模剂。脱模剂通常为粉状,在使用时分为直接涂抹干粉和将干粉与水混合形成乳浊液后喷涂两种方式。针对多数采用喷涂乳浊液的生产企业,合理喷涂脱模剂是在阳极板浇铸过程中降低铜模失效因素,延长铜模使用寿命的有效手段,由于浇铸时铜水和铜模之间存在较大的温度梯度,从而使铜模局部融化和阳极板粘合在一起,脱模剂的存在可以优化铜模和阳极板脱离情况减少或避免粘模现象的发生,覆模平整的脱模剂可以有效提高阳极板的物理规格使阳极板更为平整,同时还能在铜模和阳极板之间形成良好的隔离层起到隔热作用,从而减少铜模由于温度场反复升高降低而造成的失效影响。
[0003]脱模剂的喷涂与铸件质量关系很大。脱模剂从喷射装置喷出时如果是非雾化的或非均匀分散的,凝聚的液体要求更长时间的汽化,当这一过程未完成就合模并强行将金属液压入,将加速脱模剂的汽化和形成更高的蒸气压,这往往是造成铸件疏松的根源。水基涂料对工艺要求很高。对模温有严格要求,有一个“润湿温度”。模温低于此限,涂料才能成膜。成分不同,“润湿温度”不同。涂料膜的厚度也要严格控制,太厚时冷却慢,容易形成气孔,铸件表面也易起皱;太薄时易裂,铸件表面起痕迹。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种铜阳极板浇铸用脱模剂的使用方法,可以减少铜模与阳极板粘连情况的发生,减少气孔鼓泡,保护铜模,提高阳极板质量。
[0005]本发明提供一种铜阳极板浇铸用脱模剂的使用方法,包括以下步骤:
[0006]制备脱模剂乳浊液;
[0007]喷涂所述脱模剂乳浊液;
[0008]所述脱模剂乳浊液形成脱模剂保护层;
[0009]所述脱模剂保护层烧结形成脱模剂烧结层;
[0010]所述脱模剂烧结层与阳极板脱离。
[0011]制备脱模剂乳浊液步骤为,将水与脱模剂按质量液固比1.8?2.2:1混合,水温65°C至85°C,搅拌均匀,使用过程中维持稳定搅拌状态,防止脱模剂沉淀。
[0012]喷涂所述脱模剂乳浊液步骤为,将浇铸机上的铜模预热达到150°C至200°C,然后把制备好的脱模剂乳浊液与喷涂系统连接,开启正常生产秩序,当浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时,由控制台控制直接喷涂脱模剂乳浊液,每块铜模表面喷涂乳浊液的量控制在1.95kg/m2至2.25kg/m2,当喷涂完成一块铜模后,浇铸机转动,下一块铜模进入喷涂工位,重复喷涂过程。
[0013]所述脱模剂乳浊液形成脱模剂保护层步骤为,待喷涂完成后,喷涂了脱模剂的铜模经过120秒至150秒的时间转动到浇铸工位,这此过程中,脱模剂乳浊液中的水分蒸发,粉状脱模剂均匀附着在所述铜模上,填补铜模表面细小的裂缝,形成脱模剂保护层。
[0014]所述脱模剂保护层烧结形成脱模剂烧结层步骤为,待圆盘转动到达浇注工位,控制台控制铜水浇入铜模,铜水浇铸温度为1150°C至1240°C,当铜水浇到覆盖有脱模剂的铜模上时,脱模剂保护层发生烧结,形成致密平整的脱模剂烧结层。
[0015]所述脱模剂烧结层与阳极板脱离步骤为,浇铸完成后,铜模继续转动至提起阳极板工位,铜水凝固成为阳极板,用起板系统将阳极板取出,放入冷却系统的水池中冷却,由于脱模剂烧结层与铜的热膨胀系数的显著差距,烧结成的片状脱模剂烧结层与阳极板分离脱落。
[0016]本方法所述铜阳极板浇铸用脱模剂为一种复合脱模剂,其组成按质量配比计,包括30%?70%硫酸钡、2.5%?15%氧化硼、20%?45%二氧化硅、I %?8%氧化钙和
1%?7%氧化铝。
[0017]本发明的有益效果在于,通过本方法可以在浇铸过程中铜模表面形成适宜的脱模剂涂层,该涂层与铜模附着牢固,不易被铜水冲散,在铜水高温的作用下,能烧结形成平整致密的烧结层,附着于铜模表面,既能保护铜模,又能在铜模与阳极板间起到完全的隔离效果,使阳极板与铜模易于分离,降低阳极板粘膜情况的发生,保护铜模,延长铜模使用寿命,减少气孔鼓泡,提高阳极板外形质量。
【具体实施方式】
[0018]下文将详细描述本发明的实施方式。应当注意的是,下述实施方式中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的,它们可以被相互组合和相互结合从而达到更好的技术效果。
[0019]一种铜阳极板浇铸用脱模剂使用方式,包括以下步骤:
[0020]制备脱模剂乳浊液。将水与脱模剂按质量液固比1.8?2.2:1混合,水温65°C至85°C,并搅拌均匀,使用过程中维持稳定搅拌状态,防止脱模剂沉淀。所用脱模剂为一种复合脱模剂,其组成按质量配比计,包括30 %?70 %硫酸钡、2.5 %?15 %氧化硼、20 %?45%二氧化硅、I %?8%氧化钙和I %?7%氧化铝。
[0021]喷涂脱模剂乳浊液。将圆盘浇铸机上的铜模预热达到150°C至200°C,然后把制备好的脱模剂乳浊液与喷涂系统连接,开启正常生产秩序,当圆盘浇铸机上的铜模转到喷涂系统的喷涂工位时,由控制台控制直接进行喷涂脱模剂乳浊液,每块铜模表面喷涂乳浊液的量控制在1.95kg/m2至2.25kg/m2,当喷涂完成一块铜模时,圆盘浇铸机转动,下一块铜模进入喷涂工位,重复喷涂过程。
[0022]脱模剂乳浊液形成脱模剂保护层。圆盘浇铸机喷涂完成后,喷涂了脱模剂的铜模经过120?150秒的时间转动进入浇铸工位。这个过程中,脱模剂乳浊液中的水分蒸发,粉状脱模剂均匀附着在铜模上,填补在铜模表面细小的裂缝中,形成脱模剂保护层。
[0023]脱模剂保护层烧结形成脱模剂烧结层。当喷涂完脱模剂乳浊液的铜模进入浇铸工位后,控制台控制铜水浇入铜模,铜水的浇铸温度为1150°C至1240°C,当铜水浇到覆盖有脱模剂的铜模上时,脱模剂保护层发生烧结,形成平整致密的片状烧结层,该烧结层存在于铜水和铜模之间,起到隔离保护铜模,防止阳极板与铜模粘黏的作用。
[0024]脱模剂烧结层与阳极板脱离。当完成浇铸过程后,铜模接着转动,铜水冷却,当铜模转到提起阳极板的工位时,铜水凝固成铜板,用起板系统将阳极板从铜模中取出,由于脱模剂的存在,避免了起板时的粘模现象。起板后,脱模剂部分附着在铜模上,部分附着在铜阳极板上。完成起板后,将阳极板放入冷却系统的水池中冷却,此过程由于脱模剂与铜的热膨胀系数的显著差距,烧结成的片状脱模剂烧结层与铜阳极板分离脱落。
[0025]本发明通过以上方法可以在浇铸过程中在铜模表面形成适宜的脱模剂涂层,该涂层与铜模附着牢固,不易被铜水冲散,在铜水高温的作用下,能烧结形成平整致密的烧结层,附着于铜模表面,既能保护铜模,又能在铜模与阳极板间起到完全的隔离效果,使阳极板与铜模易于分离,降低铜模与阳极板粘连情况的发生,保护铜模,延长铜模使用寿命,同时减少阳极板气孔鼓泡,提高阳极板外形质量。
[0026]本文虽然已经给出了本发明的一些实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,在不脱离本发明精神的情况下,可以对本文的实施方式进行改变。上述实施方式只是示例性的,不应以本文的实施方式作为本发明权利范围的限定。
【权利要求】
1.一种铜阳极板浇铸用脱模剂的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
制备脱模剂乳浊液;
喷涂所述脱模剂乳浊液;
所述脱模剂乳浊液形成脱模剂保护层;
所述脱模剂保护层烧结形成脱模剂烧结层;
所述脱模剂烧结层与阳极板脱离。
2.如权利要求1所述的铜阳极板浇铸用脱模剂使用方法,其特征在于:所述制备脱模剂乳浊液步骤为,将水与脱模剂按质量液固比1.8?2.2:1混合,水温65°C至85°C,搅拌均匀,使用过程中维持稳定搅拌状态。
3.如权利要求1所述的铜阳极板浇铸用脱模剂使用方法,其特征在于:所述喷涂脱模剂乳浊液步骤为,将浇铸机上的铜模预热达到150°C至200°C,然后把制备好的所述脱模剂乳浊液与喷涂系统连接,开启正常生产秩序,当所述浇铸机上铜模转到所述喷涂系统的喷涂工位时,由控制台控制直接喷涂所述脱模剂乳浊液,每块铜模表面喷涂所述脱模剂乳浊液的量为1.95kg/m2至2.25kg/m2,当喷涂完成后,所述浇铸机转动,下一块铜模进入喷涂工位,重复喷涂过程。
4.如权利要求1所述的铜阳极板浇铸用脱模剂使用方法,其特征在于:所述脱模剂乳浊液形成脱模剂保护层步骤为,待喷涂完成后,喷涂了所述脱模剂乳浊液的铜模经过120秒至150秒转动到浇铸工位,这此过程中,所述脱模剂乳浊液中的水分蒸发,粉状脱模剂均匀附着在所述铜模上,填补铜模表面细小的裂缝,形成所述脱模剂保护层。
5.如权利要求1所述的铜阳极板浇铸用脱模剂使用方法,其特征在于:所述脱模剂保护层烧结形成脱模剂烧结层步骤为,待喷涂了所述脱模剂乳浊液,并形成所述脱模剂保护层的铜模到达浇铸工位,控制台控制铜水浇入所述铜模,所述铜水浇铸温度为1150°C至1240°C,当所述铜水浇到覆盖有所述脱模剂保护层的铜模上时,所述脱模剂保护层发生烧结,形成所述脱模剂烧结层。
6.如权利要求1所述的铜阳极板浇铸用脱模剂使用方法,其特征在于:所述脱模剂烧结层与阳极板脱离步骤为,当浇铸完成后,所述铜模继续转动至提起阳极板工位,铜水凝固成为阳极板,用起板系统将阳极板取出,放入冷却系统的水池中冷却,所述脱模剂烧结层与阳极板分离脱落。
7.如权利要求1所述的铜阳极板浇铸用脱模剂使用方法,其特征在于:所述铜阳极板浇铸用脱模剂为一种复合脱模剂,其组成按质量计包括30%?70%硫酸钡、2.5%?15%氧化硼、20 %?45 % 二氧化硅、I %?8 %氧化钙和I %?7 %氧化铝。
【文档编号】B22C3/00GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】沈强华, 于海波, 陈雯, 王家波, 刘中华, 何军, 黄智超, 钟忠, 马涛, 王旭, 孙安平, 蒋鸿
申请人:昆明理工大学科技产业经营管理有限公司, 云南铜业股份有限公司, 昆明理工精诚科技有限责任公司君,已阅读到文档的结尾了呢~~
冶炼厂铜阳极板取板机的设计与应用
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冶炼厂铜阳极板取板机的设计与应用
冶炼厂铜阳极板取板机的设计与应用
(金川集团有限公司.
甘肃金昌737104)
[摘要]本文从总体上论述了冶炼厂铜阳极板浇铸机组中取板机的设计结构及其组成,针对现场运转状况分析了其应用在马耳他传动方式的田盘浇铸系统中所存在的问题。并结舍有关单位使用和设计经验时生产中出现的问题提出了改进措施建议。
[关键词】铜阳极板;取板机;设计;应用;改进
圆盘浇铸机是国内外被广泛采用的铜阳极板浇铸设备,结构类型多种多样。取板机是其重要组成部分,也是圆盘浇铸机的核心机构,主要完成铜阳极板的提取、落板、冷却和集中运输工作。它的运转可靠性、稳定性、安全性直接涉及到铜阳极板浇铸生产过程的连贯性,特别是如果出现运转故障就会对回转阳极炉浇铸系统流程的工艺过程造成很大的负面影响,导致回转阳极炉能耗增大,工人操作强度加大.甚至
出现死炉现象。
本设计取板机是应用在冶炼厂铜熔炼车间马耳他传动机构的圆盘浇铸机组中,该机组与75吨回转阳极炉配套使用处理杂铜,所取的铜阳极板是冶炼厂生产的小阳极板,所以设计中需要充分考虑到:设备要面对恶劣的生产环境,完成自动化程度高的动作;对于浇铸的小阳极板存在的飞边、毛刺、板耳厚度不均等现象需具备较强的适应性;能够避免圆盘本体停车定位不精确时出现的取板困难现象;保证设备便于维修和提取阳极板板耳不易变形、拉长等因素。
为此,本设计作了充分的考虑,完全从提高取板产出能力,提高自动控制程度,实现取板过程简洁化,运转平稳、可靠,设备易于维护、造价低,相对占地面积小等方面进行详细设计。
2设计内容
目前国内使用的铜阳极板取板机结构形式很多,各企业根据自己的工艺配置选用适合的阳极板取板
冷却方式,虽然都达到了阳极板的取板和冷却功能,但是其效能还是存在比较大的差异。
基本上将其可以概括为以下几种形式见表1。
表1取板机的几种结构形式
取板方式电葫芦直接取板气吊式取板挠钩链式取板拖拉式取板
结构简单、效率低、控制方式直观简单、劳动强度大、安全性差、取板速度慢、垂直取板
结构简单、取板稳定性差、效率低、控制简单、劳动强度大、安全性差、取板速度慢、垂直取板
结构简单、取板可靠、效率低、控制简单、劳动强度大、安全性差、噪音大、稳定性差、挠钩行走轨道磨损严重、水平取板
结构比较简单、取板基本可靠、效率一般、控制简单、劳动强度大、安全性差、噪音大、易拉变形未冷却的阳极板耳、水平取板
气缸控制油缸控制
[作者简介]何军(1钾l一),男,1996年7月兰州理工大学毕业,机械设计与制造专业.现在金川集团有限公司设备研究
中国有色金属学会第二届青年论坛学术会议论文集
取板方式抱耳取板抱板身取板
动力元件双齿条油缸双齿条油缸或液压马达
结构复杂、取板稳定可靠、效率高、控制复杂、劳动强度小、安全
性高、维护困难、回转速度可调、回转取板
结构非常复杂、取板非常稳定可靠、效率高、控制复杂、劳动强度
很小、安全性高、维护非常困难、回转速度可调、回转取板
冶炼厂已经有几十年的铜生产经验,与其马耳他传动机构圆盘浇铸机配套使用的一直是挠钩链式取板机,这种设备使用过程中劳动强度很大,两侧挠钩行走轨道磨损非常严重,捞取铜阳极板经常造成阳极板板耳变形而影响精炼厂的电解效率,并且由于冷却水槽采用外部直接回水方式,取板机周围环境非常恶劣,不但对取板机本身腐蚀严重,还影响附近的其他辅助设备的防腐工作。针对这种现状,根据冶炼厂的要求,我们结合生产工艺要求设计了抱耳回转取板方式的取板机,以求能够真正实现运转中高效、稳定、安全可靠地完成取板、落板工作,最小程度地降低铜阳极板变形,确保电解铜的质量和降低铜电解残极率。
2.1取板机的主要组成
为了实现铜阳极板的正常工作,完成取板、落板、冷却和运输排放的动作,我们研究了回转阳极炉浇铸特点和浇铸出铜阳极板的物理特性后,参考有关单位的使用经验基础上,设计的冶炼厂铜熔炼车间小铜阳极板取板机主要由6部分组成,其结构分别是:冷却水槽、龙门回转臂、抱耳提取装置、推板装置、排板传动装置以及冷却水回水管道等。
具体结构组成见图1。
2设计工作模式
取板机各运动部件要实现工作的连贯性,相互工作时不发生冲突,落板时不能进行推板和排板作业,取板时不能进行回转臂的转动,各部件运转可靠;并且与圆盘浇铸机其他辅助设备配合协调。
其工作模式主要是:
蕞板赢利用液压控制系统驱动双齿条油缸的运转,实现回转龙门臂完成取板、落板行程,其特点是在
排板传动装置通过液压控制系统控制HSG工程缸推动棘轮转动,便_棘张带明俳傲链尔J刈博刮小帽尾
生产蓑蓑裹要霎霍薹墓署慧譬器鬈嚣譬器翟篓笔!i::i;:男盘转动,使棘轮带动排板链条向冷却水槽尾部运差蒙曼警关甬液压控制系统驱动两台液压缸.将落放在冷却水槽内的铜阳极板推到排板链条上,实现铜阳凳纂黧翥羹誓釜釜气动控制系统控制两台气缸推动抱耳完成张开、闭合工作行程,使其抱住阳极板板耳进纂蠹棠蓑袭霉窑棠嚣鬈墨砦骂为用于铜阳极板的冷却作业,回水管可实现冷却水循环,水槽同时支撑冷却水槽和冷却水回水管道均为用于铜阳极板的冷却作业,叫水督。J头现侍刮水佣’p,矾侣…叫x停
推板装置利用液压控制系统驱动两台液压缸.将落放在冷却水糟内的铜pH极椒推到俳取链寐上’头挑抱板提取装置通过气动控制系统控制两台气缸推动抱耳完成张升、刚苜上作仃程’便县侣仕旧假似假
冶炼厂铜阳极板取板机的设计与应用
全部控制装置。
此处需要提出工作过程中应该注意到的有关事项是:取板机在生产过程中应特别注意浇铸的阳极板两侧边及板耳不应有过多的“飞边毛刺”,板耳不应浇的过细,过短,否则取板机将不能顺利取板;另外,生产中时刻注意链条的松紧度,防止链条脱链,同时要检查各工作缸的工作状态,谨防出安全事故。
2.3主要技术参数冶炼厂铜熔炼车间浇铸的小铜阳极板重量为220kg,铜阳极板板耳(羊耳)为配合电解要求,采用一只板耳短小、垂直偏高,另一只板耳较长、耳根部垂直偏低,即铜阳极板两只板耳高度不同。因此在设计中我们不但要考虑取板机的提取能力和排板输送能力,还要考虑落板后板身的平稳性和板耳在排板链条上的搭接程度,同时要考虑板耳的长度和高度不同造成的取板偏心问题。实际设计中,对于这些问题我们充分研究并全部加以解决。
设计的具体参数性能见表2
表2取扳机性能设计参数
250kg
龙门回转臂
双齿条油缸工作压力双齿条油缸活塞直径双齿条油缸齿条模数
240一钾o。
0.5MPa
63rrml50ram
气缸工作压力
气缸缸径气缸行程
安装方式(双气缸)抱耳结构(两个有高度差)
油缸工作压力油缸缸径推板装置行程安装方式
排板传动装置
排板链条输送棘轮传动链轮
排板链条(上部搭接板有高度差)油缸工作压力
行程相反圆耳廓
250ram
m=20t=100t=100
z=22z=10
80hm3150ram
冷却水容量
水槽存储量(铜阳极板)冷却水循环方式
8矗30块
头部进水,尾部回水7570kg
2.4液压原理
本设计中我们只考虑了取板机的动作控制部分,预留出油路接口与冶炼厂铜熔炼车间液压站配接。该液压系统的原理设计,基本采用进油节流调速回路,减小了由于不同执行机构负载的变化造成的管路油压脉动对其它执行机构的影响,使机构运行平稳。液压元件行程控制采用电磁换向阀,通过监测信号反馈到控制中心实现液压回路的运动控制,流量根据具体负载值、执行元件速度而定,从而得到回路所需要的液体流量,控制执行机构的加速度或减速度。
液压原理见图2。
中国有色金属学会第二届青年论坛学术会议论文集
图2取板机液压原理
3设计特点
本设汁专针对生产的需要进行设计,达到了要求。设计的取板机结构相对简单,控制方式直观,制作容易;双齿条油缸龙门回转臂实现了取板机工作中的取板、等待、落板行程的控制和精确定位;I.-ISG工程缸推动棘爪实现棘轮的转动,使排板工序运行稳定,行程可靠,易于控制;高度不同的排板链条使铜阳极板中心与冷却水槽同心,利于吊车起吊阳极板。但是,本设计还存在不足。设计没有实现浇铸的铜阳极板板耳变形、断裂状况时的取板工作;对于铜阳极板板耳不饱满时,提取会出现掉板现象;圆盘运转停车位不精确时,有提吊单耳情况出现;龙门回转臂液压流量控制不渐变,没有减缓振动设计;排板链条缺乏防倾斜装置,不宜杜绝翻链现象。这些情况有待设计更加新型的取板机来完全实现。
4运行状况
取板机自安装运行以来,基本运行正常,能够与马耳他减速机构圆盘浇铸机运行相配合一致,达到工作要求,完成设计要求的取板、落板、推板、冷却和排板作业。
在联动试车阶段出现取板不准确和落板困难,铜阳极板小耳部分无法搭放在排板链条上的状况。经过测量分析发现是龙门回转臂制作变形,整体造成取板位和落板位向右侧偏移25mm。针对这种问题设计中已考虑,现场解决时将左横梁向水槽内移动15差,实现落板成功。
取板机水槽左横梁向水槽内移动后,长时间运转后出现排板链条强行拉断故障。仔细检查分析发现是链轮、链条调节造成的主动链轮和从动链轮不同轴;增加托起装置使链条下垂自由度减小、调节过紧;致使排板链条工作时受力扭曲,强行剪断链条开口销而出现断链现象,要求重新调节同轴性,适当放松链条
下垂,不在出现此类问题。
mm,左侧排板链条向水槽内移动10一,整体消除制作误
正常生产中出现顶起铜阳极板倾斜,抱耳装置取板困难,有时只能抱取一只耳,无法起吊现象。这主要是马耳他减速机构圆盘浇铸的是小铜阳极板,其顶起时只有一个顶杆,如果圆盘停车不准或铜水粘结性太强,就会造成铜阳极板顶起歪斜。现场解决要求调整圆盘停车精确度,抱耳完全打开行程,基本上实现
了全部取板作业。
抱耳装置长时间运转后出现抱耳夹持误差现象,仔细检查分析.发现足气缸安装支座强度不够。气缸用CuCl2炼铜时,为什么阳极板的铜会溶化?
根据电路电子的流向可知,阳极应是失电子的,那样,阳极的铜就会因失去电子而变成铜离子进入点解质溶液.而相反,此时的阴极则是得电子,因此溶液中的铜离子便会在阴极得电子变成铜单质,这也就是为什么阴极铜会增加的原因
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